随着全国联网的实现,电网的安全稳定运行受到很大挑战,如何快速、准确地把握电力系统的运行情况,并提供有效的指导信息,是保证全国联网经济运行的重要问题。因此,超大规模电力系统的实时仿真软件的开发日益迫切。同时要求用来计算的模型具有很高的准确性,计算出来的结果与实际相符,这样才能保证计算出来的结果有实际意义。2006年《国家电网公司电力系统安全稳定规定》中给出了进行系统暂态分析的励磁系统模型,作为我国电力系统稳定计算的标准励磁模型,本文的主要工作就是研究这些励磁模型在暂态稳定计算中的实现。本文首先概述了励磁系统的发展、工作原理以及在电力系统运行中所发挥的作用。接着详细介绍了励磁系统的各个环节的功能及数学模型。分析比较了机电暂态数值积分算法中微分-代数方程组两种数值解法——交替求解法和联立求解法,并介绍了一种综合了前面两种方法优点的算法——双向迭代算法。重点介绍了如何获得系统差分方程和状态变量初值,这是暂态稳定分析重要的一步,本文以直流励磁系统、交流励磁系统和静止励磁系统为例分别对其进行了详细介绍。最后在IEEE 4机11节点系统上对上述励磁系统模型的程序实现进行验证,从验证结果来看,用本文方法仿真结果与中国版BPA暂态稳定程序仿真结果吻合的非常好,从而本文方法的正确性得到验证。
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