一種適用于PSCAD電磁暫態(tài)仿真的PSS模型制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種適用于PSCAD電磁暫態(tài)仿真的PSS模型，其采用隱式梯形積分法求解PSASP到PSCAD的傳遞函數(shù)，將傳遞函數(shù)控制框圖進行等效變換，將其頻域形式轉(zhuǎn)換為時域形式，設(shè)定每個狀態(tài)變量的初始值為0，對各狀態(tài)變量進行初始化和迭代；確定PSASP到PSCAD的各狀態(tài)變量對應(yīng)的關(guān)系，其中輸入信號為發(fā)電機的轉(zhuǎn)速偏差、功率偏差和端電壓偏差，輸出信號為勵磁電壓調(diào)節(jié)量。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及仿真軟件數(shù)據(jù)模型相互轉(zhuǎn)換
，尤其涉及一種適用于PSCAD電磁暫態(tài)仿真的PSS模型。
技術(shù)介紹
電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)是一種為抑制低頻振蕩而研究的一種附加勵磁控制技術(shù)。它在勵磁電壓調(diào)節(jié)器中，引入領(lǐng)先于軸速度的附加信號，產(chǎn)生一個正阻尼轉(zhuǎn)矩，去克服原勵磁電壓調(diào)節(jié)器中產(chǎn)生的負阻尼轉(zhuǎn)矩作用。用于提高電力系統(tǒng)阻尼、解決低頻振蕩問題，是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。因此在進行精確的電磁暫態(tài)仿真時需要使用準確的PSS模型。PSCAD是一種廣泛使用的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真工具，其可視化界面更為電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真提供了良好的人機界面，并且其可編程自定義功能更為研究電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程提供了豐富的、靈活的模型選擇。然而其模型庫中的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)是根據(jù)IEEE推薦的經(jīng)典的PSS傳遞函數(shù)控制框圖，其參數(shù)的設(shè)置和控制框圖都與我國國內(nèi)的實際電力系統(tǒng)中實際使用的PSS不一致。而我國發(fā)電機的參數(shù)經(jīng)過了實際測試和校準，其精確參數(shù)儲存于PSASP軟件中。當使用PSCAD官方模型庫自帶模型時，如果采用的參數(shù)為實際電網(wǎng)參數(shù)，則會造成發(fā)電機輸出功率的振蕩和誤差。如果不采用實際參數(shù)，則需要手動設(shè)置PSS控制或者對參數(shù)進行變換，給建模和仿真帶來了困難。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種適用于PSCAD電磁暫態(tài)仿真的PSS模型，采用該方法可以將PSASP電磁暫態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為PSCAD電磁暫態(tài)數(shù)據(jù)。進而實現(xiàn)電磁暫態(tài)仿真數(shù)據(jù)的綜合管理和生產(chǎn)，提高仿真建模的效率和準確率，并且通用性、可維護性、擴展性強。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：本專利技術(shù)的目的在于解決PSCAD中PSS模型使用的不便，建立了一種適用于電磁暫態(tài)仿真的PSS模型，實現(xiàn)仿真時PSS模型的準確而快速的調(diào)用，提高了仿真建模的快速性和精確性，豐富了PSCAD的PSS模型庫。所述PSS模型包括Pe端口、Vt端口、W輸入端口和Vs端口；所述傳遞函數(shù)為：其中，傳遞函數(shù)的常量作為PSS模型的輸入?yún)?shù)表中的參數(shù)，Kω為轉(zhuǎn)速偏差放大倍數(shù)；KP為功率偏差放大倍數(shù)；KV為電壓偏差放大倍數(shù)；Inertia-diff.：隔直慣性微分環(huán)節(jié)，K＝0；Phaseshift：移相環(huán)節(jié)，K＝1；Tq為隔直環(huán)節(jié)時間常數(shù)；T1、T2、T3、T4為時間常數(shù)；Vsmax為PSS輸出上限；Vsmin為PSS輸出下限。該模型采用隱士梯形積分法求解傳遞函數(shù)，確定各狀態(tài)變量的關(guān)系，F(xiàn)ORTRAN語言編寫控制程序。輸入信號為發(fā)電機的轉(zhuǎn)速偏差、功率偏差和端電壓偏差，輸出信號為勵磁電壓調(diào)節(jié)量。一種適用于電磁暫態(tài)仿真的PSS模型，其控制程序如下：本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點和積極效果：本專利技術(shù)可以提供準確的PSS模型，可以在PSCAD中使用，實現(xiàn)了電磁暫態(tài)仿真模型的精確化，降低模型誤差，提高建模效率，也降低了發(fā)電機建模的難度；并形成了通用的PSS建模流程和方法，具有良好的適應(yīng)性和擴展性，可以建立更多的PSS模型，能夠使得PSCAD軟件模型庫中的勵磁系統(tǒng)模型更加完善，為電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真提供更多的勵磁系統(tǒng)仿真模型。附圖說明本專利技術(shù)的附圖說明如下。圖1為本專利技術(shù)PSS模型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)PSS模型的傳遞函數(shù)控制框圖；圖3為本專利技術(shù)移相環(huán)節(jié)1的等效變換；圖4為本專利技術(shù)移相環(huán)節(jié)2的等效變換；圖5為本專利技術(shù)移相環(huán)節(jié)1的等效變換；圖6為本專利技術(shù)移相環(huán)節(jié)2的時域形式；圖7為本專利技術(shù)PSS模型的參數(shù)輸入表。具體實施方式為達到上述目的，首先將如圖2所示的傳遞函數(shù)控制框圖進行等效變換，3個移相環(huán)節(jié)的變換過程分別見圖3、圖4、圖5所示；然后將其頻域形式轉(zhuǎn)換為時域形式，以第二個移相環(huán)節(jié)的變換為例，圖6顯示了其變換過程，其他幾個環(huán)節(jié)的變換以此類推，由此可以確定出各環(huán)節(jié)中間的狀態(tài)變量；設(shè)定每個狀態(tài)變量的初始值為0，基于上述求解結(jié)果采用Fortran語言編寫控制程序，程序包括初始化和迭代兩部分；在PSCAD軟件中建立起自定義的PSS模型，如圖1所示，包括X個端口；傳遞函數(shù)中的常量作為該模型的輸入?yún)?shù)表中的參數(shù)，其主要參數(shù)及單位如下：Kω—轉(zhuǎn)速偏差放大倍數(shù)；KP—功率偏差放大倍數(shù)；KV—電壓偏差放大倍數(shù)；Inertia-diff.：隔直慣性微分環(huán)節(jié)，框圖中K＝0；Phaseshift：移相環(huán)節(jié)，框圖中K＝1；Tq—隔直環(huán)節(jié)時間常數(shù)(秒)；T1、T2、T3、T4—時間常數(shù)(秒)；Vsmax—PSS輸出上限(標幺值)；Vsmin—PSS輸出下限(標幺值)。本模型的參數(shù)輸入表見下圖7所示。本模型的控制程序加載與script的Fortran段，其程序如下：最后說明的是，以上實施例僅用以說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本專利技術(shù)進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本專利技術(shù)的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本專利技術(shù)的權(quán)利要求范圍當中。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種適用于PSCAD電磁暫態(tài)仿真的PSS模型，其特征在于：所述PSS模型采用隱式梯形積分法求解PSASP到PSCAD的傳遞函數(shù)，將傳遞函數(shù)的控制框圖進行等效變換，將其頻域形式轉(zhuǎn)換為時域形式，設(shè)定每個狀態(tài)變量的初始值為0，對各狀態(tài)變量進行初始化和迭代；確定PSASP到PSCAD的各狀態(tài)變量對應(yīng)的關(guān)系，其中輸入信號為發(fā)電機的轉(zhuǎn)速偏差、功率偏差和端電壓偏差，輸出信號為勵磁電壓調(diào)節(jié)量。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種適用于PSCAD電磁暫態(tài)仿真的PSS模型，其特征在于：所述PSS模型采用隱式梯形積分法求解PSASP到PSCAD的傳遞函數(shù)，將傳遞函數(shù)的控制框圖進行等效變換，將其頻域形式轉(zhuǎn)換為時域形式，設(shè)定每個狀態(tài)變量的初始值為0，對各狀態(tài)變量進行初始化和迭代；確定PSASP到PSCAD的各狀態(tài)變量對應(yīng)的關(guān)系，其中輸入信號為發(fā)電機的轉(zhuǎn)速偏差、功率偏差和端電壓偏差，輸出信號為勵磁電壓調(diào)節(jié)量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于PSCAD電磁暫態(tài)仿...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱小軍，楊帆，陳濤，徐瑞林，朱晟毅，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學研究院，重慶大學，國家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：重慶;50