复杂交、直流互联系统的电磁—机电暂态混合仿真和相关问题的研究

【摘要】：当今,越来越多的直流输电装置投入到国内电网中。在远距离输电和大型互联电网中起着很重要的作用。这些大功率电力电子元件装置大大增加系统动态性能的可控性,但其元件非线性特性也增加了精确分析和建模的困难。研究交直流系统的各种性态,也需要建立准确的仿真模型,电力系统交直流复杂系统为大型非线性瞬态系统,包含有大量物理意义相差很大的变量。传统的直流准稳态模型和机电暂态的模型已经不能满足精确分析系统的需要。因此需要建立准确电磁暂态和机电暂态混合模型,兼顾机电暂态便于进行大系统分析和电磁暂态分析中对直流非线性元件的精确描述的优点,用来精确地揭示非线性元件在大系统中的影响作用,如换相失败,自激振荡,和谐波不稳定等现象,为大型系统的精确分析和采取的一些相关措施提供有力的手段和工具。因此,交、直流互联电力系统的电磁暂态和机电暂态的混和仿真研究具有重要的理论意义和实用价值。 本文总结了国内外关于复杂电力系统建模、仿真计算,尤其是直流装置非线性元件仿真计算的相应研究成果,在现在常用的机电暂态和电磁暂态过程的分析手段的基础上,进行了以下研究工作: (1) 基于多速率方法(Multi-rate Method)提出交直流系统双速率相量-瞬时数据互馈的电磁暂态和机电暂态混合仿真计算方法。并且采用TSP初值确定和窗技术结合WRM方法设计具体的算法流程以及数据接口。在空间上对系统作出合理分割,子系统之间采用数据双向反馈,虚拟支路等技术。 (2) 以实际大系统作为研究对象,针对大系统的机电暂态仿真软件与可以