一种基于pscad的电气复转矩系数动态扫描方法
【专利摘要】本发明公开了属于电力系统仿真领域的一种基于PSCAD的电气复转矩系数动态扫描方法，在电磁暂态软件PSCAD上加载电气复转矩系数动态扫描模块，产生一个关于扫描频率f的阶梯形信号，根据读取到的扫描频率产生一个扰动加于转子机械转矩之上，到系统再次进入稳态，提取发电机电磁转矩信号和转子角速度响应量，计算电气复转矩系数，判断关于扫描频率f的阶梯形信号是否读取完毕。若否，则继续读取扫描频率；若是，则停止计算，完成电气复转矩系数的动态扫描和电气复转矩系数-扫描频率关系曲线的绘制。本发明实现了在时域仿真软件上对电气复转矩系数法的自动扫描，仿真方法速度快、成本低，有助于研究人员对次同步振荡的研究。
【专利说明】—种基于PSCAD的电气复转矩系数动态扫描方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统仿真领域，尤其涉及一种基于PSCAD的电气复转矩系数动态扫描方法。
【背景技术】
[0002]随着电力系统的不断扩大，超高压、远距离输电线路和大容量发电机组的投入运行以及为了提高电力系统稳定性和输电能力而采取的线路串联电容补偿和直流输电等措施，除了伴随而来的巨大经济效益外，也给电力系统的安全稳定运行带来了新的问题，电力系统次同步振荡就是其问题之一。
[0003]复转矩系数法是一种定量分析电力系统次同步振荡问题的方法。该方法用两个复转矩系数&(入)和κΜ(λ)分别表示次同步振荡时的电气转矩和机械转矩。其中，κΕ(λ)和Km(A)的虚部分别表示电气部分和机械部分在振荡频率下的等效阻尼，通过对系统的频率扫描，并比较这两个等效阻尼系数的大小，可以判断系统是否存在次同步振荡的危险。
[0004]目前，对于电气复转矩系数，主要是通过仿真软件进行时域仿真计算得到。但是在仿真软件上通常只能直接得出复转矩系数随时间的变化规律，不能简单清晰地得出复转矩系数与频率之间的关系。
【发明内容】
[0005]为了详细地分析频率与电气复转矩系数的关系，本发明公开了一种基于PSCAD的电气复转矩系数动态扫描方法，主要步骤包括:
[0006]步骤1、在电磁暂态软件上加载电气复转矩系数动态扫描模块；
[0007]步骤2、输入电气参数和扫描参数；
[0008]步骤3、根据脉冲发生器元件和序列化输出元件的设置产生一个关于扫描频率f的阶梯形信号；
[0009]步骤4、读取关于扫描频率f的阶梯形信号；
[0010]步骤5、根据读取到的扫描频率产生一个小幅值的扰动，对于已进入稳定状态的电力系统，将此扰动施加于转子机械转矩之上；
[0011]步骤6、到系统再次进入稳态，提取发电机电磁转矩信号和转子角速度响应量，计算电气复转矩系数，并绘制电气复转矩系数-扫描频率的关系曲线；
[0012]步骤7、判断关于扫描频率f的阶梯形信号是否读取完毕。若没有读取完毕，则返回步骤4，继续读取扫描频率；若读取完毕，则停止计算，完成电气复转矩系数的动态扫描和电气复转矩系数-扫描频率关系曲线的绘制。
[0013]所述步骤I中电气复转矩系数扫描模块包括:参数设置区，算法实现区，结果监测区，结果监测区显示电气弹性系数、电气阻尼系数与扫描频率之间的关系曲线，判断其是否有效；该模块通过数据接口与外部系统数据进行交换，实现参数设置区，算法实现区，结果监测区的封装。[0014]所述步骤2中电气参数有:系统工频，扰动量幅值；扫描参数有:起始频率，截止频率，扫描步长。
[0015]所述步骤4中系统工频为50Hz或60Hz，扫描步长为0.1Hz至IHz。
[0016]所述步骤3中小扰动信号的产生形式为:
【权利要求】
1.一种基于PSCAD的电气复转矩系数动态扫描方法，其特征在于，主要步骤包括: 步骤1、在电磁暂态软件上加载电气复转矩系数动态扫描模块； 步骤2、输入电气参数和扫描参数； 步骤3、根据脉冲发生器元件和序列化输出元件的设置产生一个关于扫描频率f的阶梯形信号； 步骤4、读取关于扫描频率f的阶梯形信号； 步骤5、根据读取到的扫描频率产生一个小幅值的扰动，对于已进入稳定状态的电力系统，将此扰动施加于转子机械转矩之上； 步骤6、到系统再次进入稳态，提取发电机电磁转矩信号和转子角速度响应量，计算电气复转矩系数，并绘制电气复转矩系数-扫描频率的关系曲线； 步骤7、判断关于扫描频率f的阶梯形信号是否读取完毕，若没有读取完毕，则返回步骤4，继续读取扫描频率；若读取完毕，则停止计算，完成电气复转矩系数的动态扫描和电气复转矩系数-扫描频率关系曲线的绘制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I中电气复转矩系数扫描模块包括:参数设置区，算法实现区，结果监测区，结果监测区显示电气弹性系数、电气阻尼系数与扫描频率之间的关系曲线，判断其是否有效；该模块通过数据接口与外部系统数据进行交换，实现参数设置区，算法实现区，结果监测区的封装。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中电气参数有:系统工频，扰动量幅值；扫描参数有:起始频率，截止频率，扫描步长。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中系统工频为50Hz或60Hz，扫描步长为0.1Hz至IHz0
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中小扰动信号的产生形式为:ATn = T cos(2πλ? + c?,) ^Δμ = ΤΛ+ ； 其中，λ < 1，Τλ、灼分别是频率为λ的脉动转矩的幅值和初相位，Τλ为标幺值，介于0.005-0.05之间，使Λ Tm的值不至于破坏系统可线性化的假设条件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6计算电气复转矩系数包括: 步骤601、将发电机电磁转矩信号和转子角速度响应量进行傅里叶分解，得出频率λ下的Δ2:和Δω; 步骤602、求出频率为λ时的电气弹性系数&(λ)和电气阻尼转矩系数队(λ)，计算公式为:
【文档编号】G06F17/50GK104036077SQ201410247432
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】李亚男, 肖湘宁, 陈菡, 杨琳, 许建庭, 蒋维勇, 郭春林, 陈钦磊 申请人:华北电力大学, 国网北京经济技术研究院