3 / 17
电压及相角。其是根据所提供的已知系统各节点的注入的有功功率、无功功率、
节点电压及相角,并列写功率平衡方程,然后运用牛顿拉夫逊逼近求解。当然,
潮流计算除了可以用牛顿拉夫逊算法还可以用 P-Q 分解法。潮流计算后可以求
得系统中各节点的电压幅值及相角。
Step3:计算缩收导纳矩阵,计算故障前、故障中、故障后的仅包含发电机
内节点的缩收导纳矩阵。发电机采用经典的二阶模型,用恒压源串电抗来等效。
其中恒压源的电压值由下一步计算得出,而等效电抗为发电机的暂态电抗,由
发电机数据表提供。
Step4:计算发电机初始值,根据潮流计算得来的各个节点的电压幅值、相
角、节点注入的有功功率、无功功率,可计算得发电机支路的电流,然后考虑
发电机的等效电抗,便可求得发电机内节点的电压幅值及相角。求得的电压幅
值便可认为是用来等效发电机的恒压源的电压值,这个值不随系统拓扑结构的
变化而变化。
Step5:列写系统状态方程,亦即发电机转子运动方程。由系统的状态量求
出下一步系统状态的偏差量的一个方程,其中需要受到功率平衡的约束。其本
质是一个微分-代数方程。
Step6:调用 ode45 求解方程,上一步写出了需要求解的微分代数方程,按
照一定的形式,调用 ode45 便可求得系统状态量随时间变化的情况。ode45 是
一个常微分方程的数值求解器,其算法采用的是 4 阶-5 阶龙格库塔法,它用 4
阶方法提供候选解,5 阶方法控制误差,是一种自适应步长(变步长)的常微
分方程数值解法。求解后便可得到发电机攻角、转速随时间变化的值。
Step7:后处理,比较直观地画出发电机攻角变化曲线,转速变化曲线以及
各发电机间的相对攻角变化曲线。之后便可对数据和曲线图进行分析,分析系
统的暂态稳定。
三、 仿真模型
在电力系统的机电暂态仿真中,常根据实际要求的不同,采用不同时间尺度
的仿真模型,而仿真算法和采用的模型有直接的关系,下面就本次仿真实例机
电暂态过程的仿真模型及其仿真算法。
1、稳态潮流计算
由于本文以三机九节点为模型,假定节点一为参考节点,这样就有 2 两个
发电机的 PV 节点,6 个 PQ 节点,未知量为 8 个节点(包括 2 个 PV 节点和 6
个 PQ 节点)的电压相角,还有 6 个节点(PQ 节点)的电压幅值。
评论3