一種基于pscad的電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于電力系統(tǒng)仿真領(lǐng)域的一種基于PSCAD的電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描方法，在電磁暫態(tài)軟件PSCAD上加載電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描模塊，產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于掃描頻率f的階梯形信號(hào)，根據(jù)讀取到的掃描頻率產(chǎn)生一個(gè)擾動(dòng)加于轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩之上，到系統(tǒng)再次進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，提取發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)子角速度響應(yīng)量，計(jì)算電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)，判斷關(guān)于掃描頻率f的階梯形信號(hào)是否讀取完畢。若否，則繼續(xù)讀取掃描頻率；若是，則停止計(jì)算，完成電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)的動(dòng)態(tài)掃描和電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)-掃描頻率關(guān)系曲線的繪制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在時(shí)域仿真軟件上對(duì)電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法的自動(dòng)掃描，仿真方法速度快、成本低，有助于研究人員對(duì)次同步振蕩的研究。
【專利說明】—種基于PSCAD的電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PSCAD的電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，超高壓、遠(yuǎn)距離輸電線路和大容量發(fā)電機(jī)組的投入運(yùn)行以及為了提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸電能力而采取的線路串聯(lián)電容補(bǔ)償和直流輸電等措施，除了伴隨而來的巨大經(jīng)濟(jì)效益外，也給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了新的問題，電力系統(tǒng)次同步振蕩就是其問題之一。
[0003]復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法是一種定量分析電力系統(tǒng)次同步振蕩問題的方法。該方法用兩個(gè)復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)&(入)和κΜ(λ)分別表示次同步振蕩時(shí)的電氣轉(zhuǎn)矩和機(jī)械轉(zhuǎn)矩。其中，κΕ(λ)和Km(A)的虛部分別表示電氣部分和機(jī)械部分在振蕩頻率下的等效阻尼，通過對(duì)系統(tǒng)的頻率掃描，并比較這兩個(gè)等效阻尼系數(shù)的大小，可以判斷系統(tǒng)是否存在次同步振蕩的危險(xiǎn)。
[0004]目前，對(duì)于電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)，主要是通過仿真軟件進(jìn)行時(shí)域仿真計(jì)算得到。但是在仿真軟件上通常只能直接得出復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律，不能簡(jiǎn)單清晰地得出復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)與頻率之間的關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了詳細(xì)地分析頻率與電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)的關(guān)系，本發(fā)明公開了一種基于PSCAD的電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描方法，主要步驟包括:
[0006]步驟1、在電磁暫態(tài)軟件上加載電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描模塊；
[0007]步驟2、輸入電氣參數(shù)和掃描參數(shù)；
[0008]步驟3、根據(jù)脈沖發(fā)生器元件和序列化輸出元件的設(shè)置產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于掃描頻率f的階梯形信號(hào)；
[0009]步驟4、讀取關(guān)于掃描頻率f的階梯形信號(hào)；
[0010]步驟5、根據(jù)讀取到的掃描頻率產(chǎn)生一個(gè)小幅值的擾動(dòng)，對(duì)于已進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的電力系統(tǒng)，將此擾動(dòng)施加于轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩之上；
[0011]步驟6、到系統(tǒng)再次進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，提取發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)子角速度響應(yīng)量，計(jì)算電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)，并繪制電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)-掃描頻率的關(guān)系曲線；
[0012]步驟7、判斷關(guān)于掃描頻率f的階梯形信號(hào)是否讀取完畢。若沒有讀取完畢，則返回步驟4，繼續(xù)讀取掃描頻率；若讀取完畢，則停止計(jì)算，完成電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)的動(dòng)態(tài)掃描和電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)-掃描頻率關(guān)系曲線的繪制。
[0013]所述步驟I中電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)掃描模塊包括:參數(shù)設(shè)置區(qū)，算法實(shí)現(xiàn)區(qū)，結(jié)果監(jiān)測(cè)區(qū)，結(jié)果監(jiān)測(cè)區(qū)顯示電氣彈性系數(shù)、電氣阻尼系數(shù)與掃描頻率之間的關(guān)系曲線，判斷其是否有效；該模塊通過數(shù)據(jù)接口與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置區(qū)，算法實(shí)現(xiàn)區(qū)，結(jié)果監(jiān)測(cè)區(qū)的封裝。[0014]所述步驟2中電氣參數(shù)有:系統(tǒng)工頻，擾動(dòng)量幅值；掃描參數(shù)有:起始頻率，截止頻率，掃描步長(zhǎng)。
[0015]所述步驟4中系統(tǒng)工頻為50Hz或60Hz，掃描步長(zhǎng)為0.1Hz至IHz。
[0016]所述步驟3中小擾動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生形式為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于PSCAD的電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描方法，其特征在于，主要步驟包括: 步驟1、在電磁暫態(tài)軟件上加載電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)動(dòng)態(tài)掃描模塊； 步驟2、輸入電氣參數(shù)和掃描參數(shù)； 步驟3、根據(jù)脈沖發(fā)生器元件和序列化輸出元件的設(shè)置產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于掃描頻率f的階梯形信號(hào)； 步驟4、讀取關(guān)于掃描頻率f的階梯形信號(hào)； 步驟5、根據(jù)讀取到的掃描頻率產(chǎn)生一個(gè)小幅值的擾動(dòng)，對(duì)于已進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的電力系統(tǒng)，將此擾動(dòng)施加于轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩之上； 步驟6、到系統(tǒng)再次進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，提取發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)子角速度響應(yīng)量，計(jì)算電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)，并繪制電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)-掃描頻率的關(guān)系曲線； 步驟7、判斷關(guān)于掃描頻率f的階梯形信號(hào)是否讀取完畢，若沒有讀取完畢，則返回步驟4，繼續(xù)讀取掃描頻率；若讀取完畢，則停止計(jì)算，完成電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)的動(dòng)態(tài)掃描和電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)-掃描頻率關(guān)系曲線的繪制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I中電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)掃描模塊包括:參數(shù)設(shè)置區(qū)，算法實(shí)現(xiàn)區(qū)，結(jié)果監(jiān)測(cè)區(qū)，結(jié)果監(jiān)測(cè)區(qū)顯示電氣彈性系數(shù)、電氣阻尼系數(shù)與掃描頻率之間的關(guān)系曲線，判斷其是否有效；該模塊通過數(shù)據(jù)接口與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置區(qū)，算法實(shí)現(xiàn)區(qū)，結(jié)果監(jiān)測(cè)區(qū)的封裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中電氣參數(shù)有:系統(tǒng)工頻，擾動(dòng)量幅值；掃描參數(shù)有:起始頻率，截止頻率，掃描步長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中系統(tǒng)工頻為50Hz或60Hz，掃描步長(zhǎng)為0.1Hz至IHz0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中小擾動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生形式為:ATn = T cos(2πλ? + c?,) ^Δμ = ΤΛ+ ； 其中，λ < 1，Τλ、灼分別是頻率為λ的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值和初相位，Τλ為標(biāo)幺值，介于0.005-0.05之間，使Λ Tm的值不至于破壞系統(tǒng)可線性化的假設(shè)條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟6計(jì)算電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)包括: 步驟601、將發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)子角速度響應(yīng)量進(jìn)行傅里葉分解，得出頻率λ下的Δ2:和Δω; 步驟602、求出頻率為λ時(shí)的電氣彈性系數(shù)&(λ)和電氣阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)隊(duì)(λ)，計(jì)算公式為:
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104036077SQ201410247432
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】李亞男, 肖湘寧, 陳菡, 楊琳, 許建庭, 蔣維勇, 郭春林, 陳欽磊 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院