PSASP模型向PSCAD软件转换方法研究及应用

摘要

跨区互联大电网能够实现我国大型能源基地及其风电、光伏等清洁能源的集约高效开发和利用，促进优化调整我国电源结构、加快治理大气污染、实现节能减排目标。工程中常采用计算机仿真对大电网的运行特性进行分析计算。其中机电暂态仿真主要对大电网整体的稳定性进行分析，电磁暂态仿真主要针对局域电网的动态特性进行研究，如电力系统过电压计算、保护及控制装置及直流电力电子设备开关特性等。我国电力系统数据主要沿用机电暂态仿真软件格式填写记录，电磁暂态仿真数据匮乏，因此需要将机电暂态数据转换为电磁暂态数据。旨在解决上述问题，论文针对工程实际中常用的机电暂态仿真软件PSASP和电磁暂态仿真软件PSCAD，对PSASP模型向PSCAD软件转换方法进行研究，开发出一款PSASP模型向PSCAD软件转换的软件，并将其首次应用到工程实际中，极大程度降低转换工作量并提高转换精确度。论文主要工作和结论有：
　　首先在潮流数据和动态模型转换可行性上验证了模型转换的可行性，选择直接生成psc文件进行模型转换。针对PSASP和PSCAD两软件的共有模型(如发电机、变压器、输电线路、负荷及补偿器等)，进行参数比较后利用数学转换计算对模型进行转换，将计算结果填入psc文件对应字段，自动生成对应的电磁暂态模型。
　　其次针对PSASP中存在，但PSCAD官方模型库中没有的模型(如发电机控制系统中的励磁系统、PSS、调速系统等)，提出了采用隐式梯形积分法结合FORTRAN语言编程，进行PSCAD自定义元件的创建。先利用积分法对电力系统一阶线性环节进行了求解，然后对创建的官方模型库元件与新建自定义元件依次进行了验证，最终建立一个可重复使用的PSCAD用户模型库。
　　最后基于以上数学分析，论文开发出一款PSASP模型向PSCAD软件转换的软件，能够实现PSASP机电暂态模型向PSCAD电磁暂态模型的自动转换。软件采用力导向算法实现转换模型电气拓扑结构的自动连接和智能布局，并结合电网实例对软件应用进行了说明。最终将转换软件应用于工程实际，利用软件进行重庆某220kV变电站机电暂态模型向电磁暂态模型的自动转换。先对转换结果的拓扑结构和潮流分布正确性进行了验证，接着根据该变电站发生的短路故障，将转换结果仿真波形和实际录波进行对比，验证了其动态特性的正确性。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1课题研究意义

1.2软件转换需求分析

1.3国内外研究现状

1.4本文主要研究内容

2 PSASP向PSCAD数据转换方法研究

2.1引言

2.2 PSASP模型向PSCAD转换可行性分析

2.3模型转换自动生成电磁暂态模型思路的选择

2.4 PSASP与PSCAD共有模型的转换计算

2.5小结

3 PSCAD自定义元件创建模型研究

3.1引言

3.2数学原理分析——隐式梯形积分法

3.3电力系统常见一阶线性环节的求解

3.4 PSCAD自定义元件算例验证及用户模型库

3.5小结

4 PSASP转换软件开发研究及在工程实践中的应用

4.1引言

4.2软件开发平台及整体设计

4.3自动布局算法及模型转换算例验证

4.4 PSASP转换软件在电网实践中的应用

4.5小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表(录用)的主要论文目录

B. 作者在攻读学位期间负责或参研的主要科研项目

C. 作者在攻读学位期间申请的专利