Page 49 - 电力与能源2022年第六期
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第 43 卷第 6 期                           电力与能源
                 2022 年 12 月                                                                         5 1
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                    电力系统全过程动态(机电暂态 中长期动态)

                                            仿真切换判据研究



                                     张 杰, 刘清越, 胡逸帆, 程 凯, 魏晓婧

                                         ( 国网上海市电力公司市区供电公司, 上海 200080 )

                   摘   要: 论述了电力系统全过程动态( 机电暂态 中长期动态) 仿真的模型和仿真方法基本思想, 以及两种模型
                   切换的原理及判据, 并以IEEE5 机14 节点系统为例, 以全时域仿真结果为准绳, 将全过程仿真与全时域仿真
                   结果进行对比, 发现在某些扰动的情况下, 全过程动态中机电暂态与中长期动态的切换会导致系统中离散元
                   件发生严重的误动作, 证实了现有的机电暂态与中长期动态的切换判据具有局限性。
                   关键词: 电力系统; 全过程动态; 机电暂态; 中长期动态; 切换判据
                   作者简介: 张   杰( 1993 —), 男, 硕士, 助理工程师, 从事配电抢修工作。
                   中图分类号: TM63  文献标志码: A  文章编号: 2095-1256 ( 2022 ) 06-0511-04
                   ResearchonSwitchin gCriteriaoftheWholeProcessD y namic ( Electromechanical
                      Transient MediumandLon gTermD y namic ) SimulationofPowerS y stem

                             ZHANGJie , LIU Qin gy ue , HU Yifan , CHENG Kai , WEIXiao j in g
                              ( StateGridUrbanPowerSu pp l yCom p an y , SMEPC , Shan g hai200080 , China )

                  Abstract : Thisp a p erdiscussesthebasicideaofthewholep rocessd y namicsimulation modelandsimulation
                   methodof p owers y stem ( electromechanicaltransient mediumandlon g termd y namic ), aswellasthe p rinci-
                  p leandcriterionofswitchin gbetweenthetwomodels.Takin g theIEEE5machine14-nodes y stemasanex-
                  am p le , thewholep rocesssimulationresultswerecom p aredwiththeresultsofthefulltimesimulation.Itis
                  foundthattheswitchin gbetweenelectromechanicaltransientand medium — andlon g -term d y namicsinthe
                   wholep rocessofthes y stemcanleadtoseriousmis-o p erationofdiscretecom p onentsundersomedisturbances ,
                   whichconfirmsthelimitationsoftheexistin gswitchin gcriteria.
                  Ke ywords : electricp owers y stem , thewholep rocessd y namic , electromechanicaltransient , mediumandlon g
                  termd y namics , criterionofswitchin g

                   全时域( FullTime-Scale ,简称 FTS ) 仿真是           陷。文献[ 3 ] 指出系统的机电暂态和中长期动态
              检验一切仿真方法的准绳, 但是该仿真方法中所                           是一个连续的过程, 二者互相影响, 不能将他们分
              有元件都要采用详细模型, 计算量十分巨大, 因此                         开, 故电力系统全过程动态仿真的趋势就是将机
              这种仿真方法很少用于电力系统中长期仿真。近                            电暂态模型和中长期动态模型结合起来。
              年来, VanCutsem 等学者提出将暂态过程用准稳                          从全过程动态仿真方法的提出到现在, 虽然
              态( QuasiStead y -State , 简称 QSS ) 的平衡方程代         电力系统短期—中长期稳定性研究在提高仿真精
              替, 即准稳态近似       [ 1 ] 。该方法利用电力系统短期               度和仿真速度方面都已经取得了一定的进展, 但
              现象和长期现象之间时间上的可分性, 认为系统                           是一个非常重要的问题也随之而来, 即模型转换
              的快速暂态过程无限快, 因而可以用其平衡点方                           问题, 包括模型的切换时刻如何确定、 怎样选择转
              程来代替。采用准稳态近似的方法具有计算速度                            换判据较为合适等。国内外很多学者对模型切换
                                                               时刻和切换条件进行了大量的研究, 但目前还没
              快的特点, 在中长期稳定分析中获得广泛关注。
                                                               有一个统一的标准。大多数学者比较认可的是当
              但后续研究发现, QSS 仿真具有局限性, 文献[ 2 ]
                                                               所有发电机频率与系统平均频率的偏差小于某一
              以投切电容器为系统离散元件, 分析了 QSS 的缺
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