交直流电网机电-电磁暂态混合仿真优化方案

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：通过前面机电-电磁暂态混合仿真的理论分析，为保证仿真结果的准确性、仿真速度、效率以及精度，尽量降低电磁暂态子网的规模及数量，需要按照分网规则对混合仿真模型进行手工或者自动分网，并且选择合理的接口位置。电磁暂态子网部分的计算由电磁暂态模型完成并通过机电暂态接口与机电暂态子网进行机电暂态计算数据的实时交互，从而完成机电-电磁暂态混合仿真。

通过前面机电-电磁暂态混合仿真的理论分析，为保证仿真结果的准确性、仿真速度、效率以及精度，尽量降低电磁暂态子网的规模及数量，需要按照分网规则对混合仿真模型进行手工或者自动分网，并且选择合理的接口位置。本书中机电暂态网络为东北电网某系统，在对机电暂态仿真模型进行分网时，将接口选择在与直流系统相连的交流母线上，机电暂态模型被分为电磁暂态和机电暂态两个子网。在仿真计算过程中，机电暂态模型仅对机电暂态子网进行计算，电磁暂态子网不参与机电暂态计算。电磁暂态子网部分的计算由电磁暂态模型完成并通过机电暂态接口与机电暂态子网进行机电暂态计算数据的实时交互，从而完成机电-电磁暂态混合仿真。本书机电-电磁暂态混合仿真分网采用自动划分方案。

考虑直流逆变侧交流母线三相短路故障，故障发生时刻为5 s，持续时间0.09 s，分别对实际算例进行机电-电磁暂态混合仿真和纯机电暂态仿真。图2.26和图2.27分别所示为进行机电-电磁暂态混合仿真时，直流逆变侧交流母线三相短路故障工况下的两侧换流器电流、电压及换流阀触发角的仿真波形。图2.28所示为机电暂态仿真下整流侧和逆变侧交流母线电压曲线。

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图2.26　整流侧各电气量仿真波形

（a）整流侧换流器触发角波形；（b）整流侧交流母线电压波形

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图2.26　整流侧各电气量仿真波形（续）

（c）整流侧平波电抗器电流波形

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图2.27　逆变侧各电气量仿真波形

（a）逆变侧触发角波形；（b）逆变侧交流母线电压波形

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图2.27　逆变侧各电气量仿真波形（续）

（c）逆变侧平波电抗器电流波形；（d）逆变侧交流母线电压波形

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图2.28　整流侧和逆变侧交流母线电压

通过比较纯机电暂态仿真曲线和机电-电磁暂态混合仿真曲线，仿真结果表明，虽然在故障期间机电暂态仿真与机电-电磁混合仿真结果在曲线的变化趋势呈现一致性，但是曲线的波动幅度及其波动时长在具体的故障下存在较大差别，机电-电磁混合仿真在仿真期间存在接口间的数据交互，混合仿真方法是有效的，能更好体现故障期间的暂态过程，其仿真结果与实际故障工况比较接近。

交直流电网机电-电磁暂态混合仿真优化方案

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