基于恒定阻抗接口的同步发电机全电磁暂态仿真方法与流程

文档序号:24124084发布日期:2021-03-02 12:40阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于恒定阻抗接口的同步发电机全电磁暂态仿真方法,其特征是,它包括以下步骤:1)获取同步发电机的物理参量以及网络中的线路的参数,并将相关数据按照标准格式填入到数据文件中:

电网系统和同步发电机参数数据的收集:获取电网系统和同步发电机的物理参量,具体为同步发电机的次暂态参数,电网区域划分、母线、发电机、负荷、电容电抗器和可投切电容电抗器、svc、交流线路、变压器与移相器、换流器、直流线路数据;

系统参数的填写与编辑:获取到系统参数后按照机电暂态标准格式完成数据卡的填写,包括区域控制数据卡、节点数据卡、支路数据卡、数据修改卡,从而完成大电网网络数据的输入;2)利用数据搭建功能搭建同步发电机控制系统模型,包括原动机模型、调速器控制模型、励磁控制模型、电力系统稳定器pss模型,所述pss模型输出参考值v
s
给励磁控制模型,所述励磁控制模型输出励磁电压e
f
给电磁方程,所述调速器控制模型输出有功功率p
order
给原动机模型,所述原动机模型输出机械功率p
m
给转子运动方程;3)将机电暂态仿真模型数据转换为全电磁暂态仿真数据,其中机电暂态模型简化处理为对称的三相模型;4)全电磁仿真程序读入仿真数据后,启动仿真程序,根据同步发电机的实际参数,完成同步发电机的初始化,将同步发电机进行等值,等值电路中的阻抗为恒定的,生成系统的阻抗电路;

同步发电机模型的初始化过程:利用公式(1)进行计算,公式(1)的实数项为零,只有虚数项,从而能够利用公式(1)求得q轴的位置,然后根据公式(2)求出其他各项的值,其中,为初始电压;r
s
为电阻;x
q
为定子绕组的交轴同步电抗;x
d”为定子绕组直轴次暂态电抗;x
q”为定子绕组交轴次暂态电抗;为定子电流。
其中,e
f
为定子励磁电动势;e
q
'为交轴暂态电动势;e

q
为交轴次暂态电动势;e
d
'为直轴暂态电动势;e

d
为直轴次暂态电动势;x
d
为定子绕组的直轴同步电抗;x
q
为定子绕组的交轴同步电抗;x'
d
为定子绕组的直轴暂态电抗;x'
q
为定子绕组的交轴暂态电抗;x

d
为定子绕组的直轴次暂态电抗;x

q
为定子绕组的交轴次暂态电抗;u
d
为定子电压的直轴分量;u
q
为定子电压的交轴分量;i
d
为定子电流的直轴分量;i
q
为定子电流的交轴分量;r
s
为定子线圈绕组的电阻。

同步发电机的等值过程:同步发电机在全电磁暂态仿真过程中的等值电路由次暂态电势和等值阻抗组成,等值阻抗为公式(3),其中,为线路自感;为相间互感。5)按照实际设置进行仿真,完成每步的仿真;

计算运动方程,根据电磁功率和机械功率求转速和转子角度;

利用机电暂态的转子次暂态方程公式(4),计算次暂态电势,将次暂态电势转换为abc坐标下电势后修改电压源的电压值;其中,t
d0

为d轴开路次暂态时间常数;t
d0
'为d轴开路暂态时间常数;t
q0

为q轴开路次暂态时间常数;t
q0
'为q轴开路暂态时间常数。

等待网络方程求解完毕,获得节点电压;

根据节点电压和互感元件的电流,求得电磁功率,并分析电磁功率的误差用来判断是否需要迭代,误差计算公式5),采用标幺值计算,若误差超过0.01则进行迭代,否则计算成功不迭代;p
err
=|p
new-p
old
|
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中,p
err
为迭代前后电磁功率的误差;p
new
为迭代后的电磁功率;p
old
为未进行迭代时的电磁功率。利用公式5)进行误差求解,利用迭代的方式提高收敛精度;6)将仿真结果曲线输出到指定文件,同时监视电网中的关键曲线,对电力系统的稳定性进行判断:监视系统中所有的发电机角度,发电机角度中的最大值与最小值之差若超过180度则
判断为功角失稳;监视系统中的所有母线电压,若母线电压标幺值低于0.75,且持续超过1秒,则判断为电压失稳。
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