电力系统数值仿真计算与分析 3.pptx

电力系统数值仿真计算与分析

——时域法暂态稳定仿真;一、概述;电力系统动态响应;暂态仿真的目的;不同状态需要不同控制措施;电力系统动态稳定计算整体框架;暂态稳定分析由于主要研究发电机转子摇摆特性，主要和网络中的工频分量有关

故发电机可忽略定子暂态而采用实用模型

网络采用准稳态模型

负荷则采用静态模型或(和)计及机械暂态或机电暂态的动态模型;二、数学模型求解要素;网络中的电磁暂态比发电机内的机电暂态过程衰减更快，所以一般不考虑电力网络内发生的暂态过程。

以代数方程描述电力网络;仿真计算过程;微分方程-代数方程联立求解;发电机节点处理;(2)考虑凸极效应的直接解法;(3)考虑凸极效应的迭代解法;(4)考虑凸极效应的牛顿法

牛顿法是求解非线性代数方程组的优良方法,有良好的收敛性能,已广泛用于电力系统潮流计算。

当发电机计及凸极效应,负荷计及非线性,系统中元件微分方程化为差分代数方程后,全网的代数方程联立,实质上是要求解一组非线性代数方程,故也可采用牛顿法求解。

相对于直接解法和迭代解法,用牛顿法进行机网接口计算编程复杂,因为要计算雅可比矩阵元素,而雅可比矩阵元素随时间而变化,故计算机时也较多。

但其最大优点是对非线性元件模型的适应性好,可将微分方程的差分代数方程和系统代数方程联立求解,无“交接误差”,

故计算精度高、累计误差小,因而在暂态稳定分析中广泛应用。它常和隐式梯形积分法求解微分方程相结合。;复杂模型时机网接口;负荷的处理;负荷采用恒定阻抗模型

可将其并入导纳阵，即修正导纳阵中相应节点对应的对角元素。

则网络方程求解时原来负荷节点的注入电流取为零即可。;当负荷采用非线性模型时,根据机网接口的方法,一般有相应的两种处理方法

(1)当机网接口采用迭代解法时,在每一时步计算时,同发电机机端电压预报相似,预报负荷节点电压,然后由负荷特性算出相应的负荷有功、无功功率,进而计算负荷注入网络的等值电流,将其代入网络方程中电流矢量相应元,则可求解网络方程,得全网节点电压。若求得的负荷节点电压和预报值一致,则计算结束,否则更新预报值,进行迭代,直到???敛。由于在迭代解法中发电机计及凸极效应,也要进行迭代,故二者同时作迭代计算,所需机时不会明显增大。

(2)当机网接口用牛顿法时,全网所有线性或非线性代数方程联立,建立雅可比矩阵方程,用牛顿法迭代求解,则负荷非线性方程加入一起计算即可。;初值平衡;网络操作与故障处理;三、简化的动态稳定计算程序;在精度要求不十分高、仿真时间较短的暂态稳定分析中,经常忽略原动机及调速系统动态,认为机械功率恒定;

对发电机采用 恒定的二阶模型;负荷考虑为计及感应电动机机械暂态的动态负荷和恒定阻抗负荷的组合;网络线性,用节点导纳阵方程表示。

本节介绍基于上述系统元件模型,用改进欧拉法求解微分方程,

用迭代解法求解网络方程的电力系统暂态稳定时域分析法。;24