[發(fā)明專利]生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210450751.4
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102930110A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裘鵬;陳新琪;顧益磊;華文;許烽;池偉;黃曉明;張雪松;樓伯良;翁華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江省電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法。

背景技術(shù)

高壓直流輸電是一種將發(fā)電廠發(fā)出的交流電，經(jīng)整流器變換成直流電輸送至受電端，再用逆變器將直流電變換成交流電送到受電端交流電網(wǎng)的一種輸電方式。高壓直流輸電方式不增加系統(tǒng)的短路容量，便于實現(xiàn)兩大電力系統(tǒng)的非同期聯(lián)網(wǎng)運行和不同頻率的電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，且利用直流系統(tǒng)的功率調(diào)制能提高輸電系統(tǒng)的阻尼，抑制低頻振蕩，提高并列運行的交流輸電線的輸電能力。因此，目前我國已投入多條高壓直流輸電線路，形成了多饋入大規(guī)模的交直流互聯(lián)系統(tǒng)。

為了便于交直流電力系統(tǒng)的研究和管理，需要建立交直流電力系統(tǒng)的仿真模型。PSS/E是國內(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_動下交直流系統(tǒng)相互作用的特性進(jìn)行研究分析。但是采用PSS/E暫態(tài)仿真程序也存在一定的問題，即PSS/E交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真程序在嚴(yán)格數(shù)學(xué)意義上只適用于基波對稱交流系統(tǒng)，而不能用于偏離這種理想條件的其他運行狀態(tài)的分析，例如不對稱故障，因此采用PSS/E機(jī)電暫態(tài)仿真程序來模擬仿真交直流電力系統(tǒng)存在仿真結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序具有電磁暫態(tài)仿真計算能力，其特點是仿真的電力網(wǎng)絡(luò)采用a、b、c三相模型或更普通的全相模型，且必須用微分方程描述，系統(tǒng)中的物理量為瞬時值而不是相量。因此基于電磁暫態(tài)模式的電網(wǎng)仿真，能夠?qū)χ绷鬏旊姄Q流器和柔性交流輸電裝置等電力電子設(shè)備的開關(guān)過程進(jìn)行精確仿真，能夠克服PSS/E等機(jī)電仿真程序在交直流電力系統(tǒng)下仿真不夠精確的缺點。

然而，目前實際交直流電力系統(tǒng)的元件及運行參數(shù)都是以PSS/E等機(jī)電暫態(tài)仿真程序的數(shù)據(jù)格式輸出的，并沒有PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序格式下的數(shù)據(jù)。如果要滿足PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序的參數(shù)設(shè)置要求，需要人工編制交直流電力系統(tǒng)仿真文件。但是，實際的交直流電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)仿真文件數(shù)據(jù)多，規(guī)模巨大，如果采用人工編制方法，不僅效率低下，且出錯率高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法，以將現(xiàn)有的PSS/E格式的數(shù)據(jù)文件直接轉(zhuǎn)換為能夠運行于PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真程序的數(shù)據(jù)格式，進(jìn)而實現(xiàn)對交直流電力系統(tǒng)進(jìn)行高效準(zhǔn)確仿真分析的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種生成PSCAD/EMTDC電力系統(tǒng)仿真模型的方法，包括：

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備流程：根據(jù)PSS/E潮流數(shù)據(jù)文件，提取并計算得到電力網(wǎng)絡(luò)連接信息和靜態(tài)電力元件參數(shù)；根據(jù)PSS/E動態(tài)數(shù)據(jù)文件，提取并計算得到動態(tài)電力元件參數(shù)；根據(jù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局文件，提取并計算得到電力網(wǎng)絡(luò)布局信息；

模型建立流程：根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述動態(tài)電力元件參數(shù)自動生成電力系統(tǒng)元件模型；根據(jù)所述靜態(tài)電力元件參數(shù)和所述電力網(wǎng)絡(luò)布局信息，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，按照電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC環(huán)境下實際仿真的所述模型信息之間的坐標(biāo)變換算法生成PSCAD/EMTDC環(huán)境下自動布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊，并記錄分割后的各個子網(wǎng)絡(luò)模塊連接信息；

模型生成流程：根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)連接信息和所述子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息，對已自動布局好的子網(wǎng)絡(luò)模塊和已自動生成的元件模型自動布線。

可選的，所述電力網(wǎng)絡(luò)布局文件由實際廠站地理位置經(jīng)平面二維化及坐標(biāo)化獲得，包括電力系統(tǒng)中所有廠站的布局信息。

可選的，所述自動生成電力系統(tǒng)元件模型，包括：

采用MATLAB編程語言自動生成電力系統(tǒng)元件模型。

可選的，所述分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，獲得自動布局的子網(wǎng)絡(luò)模塊和各個子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息，包括：

結(jié)合所述靜態(tài)電力元件參數(shù)、實際區(qū)域和電壓判據(jù)，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則分割電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，并記錄分割后的各個子網(wǎng)絡(luò)模塊范圍信息及其包含的模型信息及各個子網(wǎng)絡(luò)模塊的連接信息；

根據(jù)所述電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布局信息內(nèi)的坐標(biāo)系和PSCAD/EMTDC環(huán)境下實際仿真的所述模型信息坐標(biāo)系之間的差異，計算獲得坐標(biāo)變換算法；

根據(jù)所述坐標(biāo)變換算法和各個子網(wǎng)絡(luò)模塊的模型信息自動布局各個子網(wǎng)絡(luò)模塊。

可選的，所述分割網(wǎng)絡(luò)模塊，包括：

根據(jù)靜態(tài)電力元件參數(shù)中的廠站區(qū)域信息，將含有相同區(qū)域值的廠站劃分至一個區(qū)域模塊中；

根據(jù)電壓判據(jù)對不同電壓等級的廠站進(jìn)行分類劃分。