大型交直流系统的PSCAD建模与仿真

论文摘要

电力系统针对不同的时间尺度和规模尺度,对同一实际系统会采用不同的仿真软件进行仿真。因此,对于不同仿真软件之间,数据等值以及模型有效转换是必要的,尤其是针对机电暂态和电磁暂态过程的不同软件之间的等效转换问题。本文针对比较BPA和PSCAD／EMTDC中的各种常用电器元件的稳态特性和暂态特性,以BPA仿真结果为基准分析相同点和差异,并进行缩小差异性的修正；基于2015年左右电网的BPA动态等值模型数据,在PSCAD／EMTDC中建立了含华东、华中、西南500kV电网,全国特高压交流骨干网和9条高压特高压直流系统的电磁暂态模型并进行仿真分析。仿真结果表明：在BPA与PSCAD两个不同的仿真软件之间进行数据和模型的转换是完全可以满足仿真需求的,并且根据本文提出的转换逻辑和转换策略进行转换之后,能够保证两个不同仿真软件描述同一实际系统。在我国,BPA电网模型数据比较完整,本论文的工作,对将我国含有直流及电力电子设备的BPA数据转换为PSCAD平台下的数据模型有重要的借鉴意义,对我国直流输电系统的电磁暂态仿真问题的分析,具有积极的推动作用。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 电力系统仿真的重要性
• 1.1.2 国内外电力系统分析软件现状
• 1.2 BPA与PSCAD仿真软件简介
• 1.2.1 BPA软件特性
• 1.2.2 PSCAD软件特性
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 BPA与PSCAD相关模型比对研究
• 2.1 概述
• 2.2 线路模型
• 2.2.1 BPA和PSCAD中线路模型简介
• 2.2.2 模型间参数转换
• 2.2.3 模型仿真对比
• 2.3 负荷模型
• 2.3.1 负荷模型简介
• 2.3.2 BPA负荷模型到PSCAD负荷模型参数转换
• 2.3.3 模型仿真对比
• 2.4 变压器模型
• 2.4.1 模型简介
• 2.4.2 模型间数据转换
• 2.4.3 模型仿真对比
• 2.5 同步发电机模型
• 2.5.1 发电机模型
• 2.5.2 励磁机模型
• 2.6 IEEE9节点交流系统验证
• 2.6.1 IEEE9节点交流系统
• 2.6.2 模型仿真结果对比分析
• 第三章 BPA与PSCAD直流模型转换及比对
• 3.1 直流建模一般方法及模型分类
• 3.2 BPA中的直流模型
• 3.3 PSCAD中的直流模型
• 3.3.1 直流模型及控制简介
• 3.3.2 CIGRE直流模型及控制系统
• 3.3.3 ABB直流模型及其控制系统
• 3.4 模型仿真验证
• 3.4.1 不同电磁暂态模型对比
• 3.4.2 BPA与PSCAD双端直流模型模型对比
• 3.4.3 2DC交直流系统仿真验证
• 第四章 2015全国电网电磁暂态模型建立
• 4.1 2015全国电网机电等值模型简介
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 交流部分
• 4.1.3 直流部分
• 4.2 交直流系统在PSCAD中建模
• 4.2.1 交流模型
• 4.2.2 直流模型
• 4.3 仿真对比
• 4.3.1 直流静态特性
• 4.3.2 交流系统潮流
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文的主要成果
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在校期间发表的学术论文和参加科研情况