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面向对象电网暂态稳定仿真程序中负荷模型扩展方法

2020-12-02阅读(873)

面向对象电网暂态稳定仿真程序中负荷模型扩展方法

论文摘要

电力系统的数学模型是电力系统数字仿真分析的基础。但是电力系统数字仿真软件没有必要、也没有可能内置所有元件的数学模型,因此仿真软件如PSASP、PSS/E等提供了用户自定义扩展环境用于元件建模。本文基于面向对象的仿真软件InterPSS,采用面向对象的可扩展方法,实现了综合负荷模型的自定义扩展,并进行了验证。首先,分析了电力系统数字仿真软件的可扩展性需求,阐述了面向过程的程序设计方法及其程序特点,并在此基础上介绍了国内普遍使用的商业化电力系统综合分析程序PSASP的扩展方法UDM和UPI,包括它们的开发应用过程、可操作性和局限性。其次,阐述了面向对象的程序设计方法及其程序特点,详细介绍了基于Internet技术和面向对象技术的新型电力系统仿真软件InterPSS。包括InterPSS的设计思想、系统结构和其灵活的可扩展性、可扩展方法。基于InterPSS Scripting可扩展环境,分析了在InterPSS暂态稳定仿真程序中扩展综合负荷模型的思想和具体过程,采用Java语言编写了综合负荷模型的扩展程序。以InterPSS中的2机5节点系统作为暂态稳定算例,以综合负荷模型模拟其中一负荷节点的动态特性,结果表明:综合负荷模型扩展程序正确接入InterPSS暂态稳定程序。系统地比较了PSASP和InterPSS的暂态稳定仿真计算结果。比较研究表明:在同样的暂态稳定仿真计算条件下,InterPSS的仿真结果具有足够的可信赖性,可作为电力系统规划设计和运行调度决策的仿真研究工具。采用InterPSS Scripting扩展程序封装方法,将综合负荷模型的扩展程序封装为图形化插件,并将该插件集成到了InterPSS的GUI之中,在任意暂态稳定仿真算例中,均可选择该综合负荷模型模拟负荷的动态性,从而在InterPSS中实现了综合负荷模型的自定义扩展。最后,在自定义元件模型的扩展实现和仿真计算结果比较分析的基础上,论文总结阐述了InterPSS的性能特点。由于其先进的开源设计理念和面向对象的软件技术,给用户提供了友好、灵活的可扩展环境,是一个颇具发展前途的电力系统数字仿真平台。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 选题背景
  • 1.1.1 电力系统数字仿真及其意义
  • 1.1.2 负荷模型对暂态稳定计算的影响
  • 1.2 程序设计方法
  • 1.2.1 面向过程的程序设计
  • 1.2.2 面向对象的程序设计
  • 1.3 仿真软件的可扩展性
  • 1.3.1 仿真软件的的可扩展性需求
  • 1.3.2 传统仿真软件的可扩展方法
  • 1.4 本文的主要研究内容
  • 第2章 面向对象的电力系统仿真软件InterPSS
  • 2.1 面向对象的Java 语言
  • 2.1.1 Java 要解决的问题
  • 2.1.2 Java 与Internet
  • 2.1.3 Java 语言的关键特性
  • 2.2 InterPSS 预览
  • 2.2.1 InterPSS 简介
  • 2.2.2 InterPSS 桌面版
  • 2.2.3 InterPSS 网络版
  • 2.3 InterPSS 电力系统仿真框架
  • 2.3.1 面向对象的设计思想
  • 2.3.2 对象类
  • 2.3.3 InterPSS 系统结构
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 暂态稳定仿真中的综合负荷模型
  • 3.1 综合负荷等值电路模型
  • 3.2 综合负荷等值数学模型
  • 3.2.1 状态方程
  • 3.2.2 输出方程
  • 3.2.3 稳态方程
  • 3.3 综合负荷的动特性仿真原理与过程
  • 3.4 综合负荷模型参与暂态稳定计算的过程分析
  • 3.4.1 暂态稳定问题
  • 3.4.2 暂态稳定计算原理
  • 3.4.3 系统暂态稳定计算中对综合负荷模型方程的处理
  • 3.5 本章小结
  • 第4 章 暂态稳定仿真中综合负荷模型的实现
  • 4.1 InterPSS 的可扩展性
  • 4.2 InterPSS 的可扩展方法
  • 4.2.1 Development
  • 4.2.2 Scripting
  • 4.3 InterPSS 暂态稳定仿真中综合负荷模型实现
  • 4.3.1 实现思想
  • 4.3.2 实现过程分析
  • 4.3.3 接口类成员方法实现代码分析
  • 4.3.4 综合负荷模型接入形式
  • 4.4 综合负荷模型扩展程序的插件化
  • 4.4.1 Java IDE
  • 4.4.2 扩展程序构建和封装
  • 4.4.3 插件实现
  • 4.5 综合负荷模型接入正确性检验
  • 4.5.1 检验扩展程序接入的正确性
  • 4.5.2 与 PSASP 自定义模型仿真结果对比分析
  • 4.5.3 InterPSS Scripting 与 PSASP UPI 自定义建模方法比较
  • 4.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 A（攻读学位期间发表的论文目录）
  • 附录 B（综合负荷模型插件的 Java 程序）

    • 相关论文文献

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