[發(fā)明專利]一種PSS/E至SimPowerSys的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210162460.5
• 申請(qǐng)日: 2012-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102708258A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐政;許烽;翁華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真計(jì)算領(lǐng)域，特別涉及一種PSS/E至SimPowerSys的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)

隨著直流輸電技術(shù)的發(fā)展以及多條直流線路的投入，我國(guó)已投入多條高壓直流輸電線路，尤其是華東電網(wǎng)和南方電網(wǎng)已經(jīng)形成多饋入大規(guī)模交直流互聯(lián)系統(tǒng)。對(duì)這種含有電力電子裝置的電力系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算及研究，常規(guī)的機(jī)電暫態(tài)程序存在一定的局限性。為真實(shí)反映交直流系統(tǒng)在各種故障情況下的詳細(xì)響應(yīng)特征，有必要采用能夠精確仿真的電磁暫態(tài)程序。

PSS/E是國(guó)內(nèi)普遍使用的交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真程序之一，能夠?qū)Υ髷_動(dòng)下交直流系統(tǒng)相互作用的特性進(jìn)行研究分析，電力系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)據(jù)以PSS/E數(shù)據(jù)文件的格式存在在該仿真程序中。但是，使用機(jī)電暫態(tài)仿真程序（包括PSS/E）存在如下兩點(diǎn)限制：（1）機(jī)電暫態(tài)分析程序?qū)涣骶W(wǎng)絡(luò)的模擬僅僅采用了基波頻率下的正序相量描述，無(wú)法描述交直流系統(tǒng)之間非基波頻率下的相互作用特性。（2）機(jī)電暫態(tài)分析程序所采用的直流輸電換流器模型大多為穩(wěn)態(tài)模型，而換流器的穩(wěn)態(tài)模型是在多種理想假設(shè)條件下成立的。因此，PSS/E等交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)分析程序在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)意義上只適用于基波對(duì)稱交流系統(tǒng)，而不能用于偏離這種理想條件的其它運(yùn)行狀態(tài)的分析，比如不對(duì)稱故障分析。

MATLAB/Simulink環(huán)境下的SimPowerSys擁有電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、機(jī)電暫態(tài)仿真、電磁暫態(tài)仿真以及特征矩陣計(jì)算等網(wǎng)絡(luò)分析功能，尤其是電磁暫態(tài)仿真，它的根本性特點(diǎn)是電力網(wǎng)絡(luò)采用a、b、c三相模型或更一般的全相模型，系統(tǒng)中的物理量為瞬時(shí)值而不是相量值。因此基于電磁暫態(tài)模式的電網(wǎng)仿真，可以對(duì)直流輸電換流器和FACTS裝置等電力電子設(shè)備的開(kāi)關(guān)過(guò)程進(jìn)行精確仿真，它克服了機(jī)電暫態(tài)仿真程序在交直流互聯(lián)電力系統(tǒng)下仿真不夠精確的缺點(diǎn)。目前，實(shí)際電網(wǎng)的元件及運(yùn)行參數(shù)均以PSS/E等機(jī)電暫態(tài)程序的數(shù)據(jù)格式輸出，沒(méi)有SimPowerSys仿真文件格式下的數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)SimPowerSys環(huán)境下實(shí)際交直流系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真，有必要針對(duì)已有的PSS/E數(shù)據(jù)文件，根據(jù)SimPowerSys電磁暫態(tài)元件的參數(shù)設(shè)置要求，進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換計(jì)算并輸入至SimPowerSys仿真模塊內(nèi)，形成SimPowerSys下的電力系統(tǒng)仿真模型。采用人工手動(dòng)編制的方法，雖然能夠達(dá)到上述轉(zhuǎn)換的要求和目的，但是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，元件數(shù)量多的情況下，與本發(fā)明提出直接數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換相比，存在工作量大，工作效率低下，出錯(cuò)率高等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種PSS/E至SimPowerSys的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，能夠?qū)⒁延械腜SS/E電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為與SimPowerSys仿真文件內(nèi)的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，克服了現(xiàn)有技術(shù)人工手動(dòng)轉(zhuǎn)換或編制數(shù)據(jù)造成的工作效率低及出錯(cuò)率高的問(wèn)題。

一種PSS/E至SimPowerSys的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括步驟：

（1）從PSS/E數(shù)據(jù)文件中提取各電力元器件之間的連接信息、靜態(tài)電力元件的參數(shù)以及動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)，相應(yīng)地形成電力網(wǎng)絡(luò)連接信息、靜態(tài)電力元件參數(shù)信息以及動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)信息；

獲取外部設(shè)備提供的各母線單元的地理分布信息，形成電力網(wǎng)絡(luò)布局信息；

所述的靜態(tài)電力元件參數(shù)信息為用于電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的靜態(tài)物理模型信息，包括線路、負(fù)荷、變壓器以及并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償器；所述的動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)信息為用于電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析的參數(shù)信息，包括發(fā)電機(jī)模型及其附屬控制設(shè)備；所述的母線單元包括母線及與其相連的靜態(tài)電力元件及/或動(dòng)態(tài)電力元件，即所述的母線單元包括一條母線及與其相連的線路、變壓器、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償器；所述的母線即變電站或發(fā)電廠、廠站。

（2）對(duì)母線單元進(jìn)行布局：

根據(jù)所述的靜態(tài)電力元件參數(shù)信息內(nèi)母線的區(qū)域信息對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)域劃分，對(duì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)不同電壓等級(jí)的母線進(jìn)行分類，形成每個(gè)區(qū)域內(nèi)的子模塊，獲取得到各子模塊之間的連接信息、子模塊于電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的位置信息以及各子模塊內(nèi)部的母線單元信息；

將所述的電力網(wǎng)絡(luò)布局信息（上述母線單元的坐標(biāo)信息）轉(zhuǎn)換為SimPowerSys坐標(biāo)系下的坐標(biāo)信息，形成各子模塊內(nèi)母線單元于各子模塊的坐標(biāo)信息；根據(jù)子模塊的位置信息及各子模塊內(nèi)母線單元的坐標(biāo)信息對(duì)母線單元進(jìn)行布局，同時(shí)，利用靜態(tài)電力元件參數(shù)信息和動(dòng)態(tài)電力元件參數(shù)信息對(duì)每個(gè)母線單元內(nèi)的電力元件（即與母線相連的各靜態(tài)電力元件及動(dòng)態(tài)電力元件）進(jìn)行建模；