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1、第３８卷第２３期Vol．３８No．２３２０１４年１２月１０日Dec．１０,２０１４DOI:１０．７５００/AEPS２０１３０６２４０１３基于PowerFactory的同步发电机控制系统实用模型验证赵大伟１,２,姜达军１,朱凌志１,钱敏慧１,赵亮１,张磊１(１．中国电力科学研究院(南京),江苏省南京市２１０００３;２．华北电力大学电气与电子工程学院,北京市１０２２０６)摘要:DIgSILENT公司开发的PowerFactory软件在国内外电力系统分析中得到了日益广泛的应用.然而,PowerFactory软件缺乏国内实用的同步发电机控制系统(励磁、调速、电力系统稳定器)模型和参数库,限制了
2、其研究结论准确度的提高.针对这一问题,基于PSASP实际工程数据,选取实用的同步发电机控制系统模型类型,在PowerFactory中进行了建模实现,并与PSASP软件进行了仿真对比验证.两区域四机系统中的仿真对比结果验证了所建模型的准确性,为获得更为准确的电力系统分析结果打下基础.关键词:同步发电机;励磁系统;调速系统;电力系统稳定器;实用模型;DIgSILENTPowerFactory;PSASP０引言系统绝大部分同步发电机控制系统特性的模型和参数库.据调研,中国现有基于PowerFactory软件的１９９６年美国西部联合电力系统(WSCC)大停电力系统分析研究对同步发电机控制系统模
3、型考虑[１]电事故后的仿真分析结果引发了国内外对负荷和均较为粗略,不考虑励磁、调速和PSS模型或者仅发电机控制系统等电力系统重要元件模型和参数准采用PowerFactory软件内嵌的一些简单模型,限制确度的重视,也有力地推动了中国电力系统“四大参了其分析结果准确性和可信度的提高.[２Ｇ４][５Ｇ７]数”实测、建模理论与方法及提高仿真精确度本文基于大型电力系统PSASP实际工程数方面工作和研究的开展.发电机控制系统(励磁、调据,选取系统稳定分析中的实用同步发电机控制系速、电力系统稳定器(PSS))模型和参数对系统稳定统模型类型,并在PowerFactory中进行建模实现和[５,８]影响很
4、大.火电、水电等同步发电机组是中国模型验证,丰富PowerFactory软件系统模型和参数电力系统的主力电源,对同步发电机控制系统特性库,提高基于PowerFactory软件进行电力系统分析模拟的准确度较大程度地影响电力系统分析结果的研究的水平.准确度和可信度.近年来,德国DIgSILENT公司开发的１模型建立与验证的难点分析PowerFactory软件因其具备高度图形化的操作模１．１模型验证思路的实用性式、全新的数据管理观念,特别是丰富、详细的电力基于实测数据进行模型验证是通常的思路,然[９Ｇ１０]系统元件模型和参数库,在电力系统分析中得而,实测数据非常有限和宝贵,如何充分利用已有的
5、[１１Ｇ１９]到了日益广泛的应用.PowerFactory软件内实测数据是值得认真考虑的.近十多年来,国内同嵌了一些同步发电机控制系统模型,然而这些模型步发电机控制系统(励磁、PSS、调速)模型参数实测主要是基于IEEE标准和德国等国外厂商设备的,工作的开展,使得PSASP软件建立了众多的实测不能真实反映中国同步发电机控制系统的特性.同模型和参数库.需要考虑较为实用的思路来利用这时,经过多年的现场模型参数实测工作,PSASP和些实测模型和参数完成PowerFactory软件中的建PSDＧBPA软件不断开发完善,具备了反映中国电力模和验证.１．２模型的准确度收稿日期:２０１３Ｇ０６Ｇ２４
6、;修回日期:２０１４Ｇ０５Ｇ２９.国家高技术研究发展计划(８６３计划)资助项目最重要的是需明确PSASP中自带模型实现的[２０](２０１２AA０５０２０３);国家电网公司科技项目“基于运行数据的细节.虽然PSASP用户手册中给出了相关模型新能源发电并网特性评估与故障行为优化控制技术研究与的框图,但笔者在自定义实现时发现不少模型仅是应用”;中国电力科学研究院青年科研基金资助项目(NY８４Ｇ原理框图,如１２型自动电压调节器(AVR)、１型１４Ｇ００３).PSS,存在需特殊考虑的地方;有的存在“异议”,如１—２７—２０１４,３８(２３)型原动机调速器(GOV);有的对自定义实现的要求综合考虑
7、上述各模型结构和输入输出变量,得高,如２型AVR,其变限幅环节需要采用PSASP的到PSASP中同步发电机及其控制系统的物理量传用户自定义(UD)模型和用户程序接口(UPI)联合递关系,如图１所示.图中:Vs为PSS输出;Ve为实现.励磁电压;Pt为机械功率;Pe为电磁功率;ω为转１．３模型的通用性速;Vt为机端电压;Qe为无功功率;Ifd为励磁电流;因PSASP中实用的同步发电机控制系统模型It为定子电流;cosr为功率因数;Sr为视在功率.
