电能质量污染源实时数字动态仿真

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1、第26卷第1期福建电力与电工ISSN1006-01702006年3月FUJIANDIANLIYUDIANGONGCN35-1174/TM电能质量污染源实时数字动态仿真林焱张榕林吴丹岳张健(福建省电力试验研究院，福建福州350007)摘要：简要介绍了实时数字仿真系统（RTDS）的组成、作用以及几种电能质量污染源的产生和在RTDS上的仿真原则；重点描述了在电能质量污染源定向研究中应用RTDS进行几种电能质量污染源实时动态仿真的实例。关键词：电能质量；仿真；RTDS；谐波；闪变中图分类号：TM74文献标识码：B文章编号：1006-0170（2006）01-00

2、10-04DigitalSimulator)，由加拿大曼巴托尼HVDC研究中1引言心开发，RTDS公司制造，是一种专门用于实时研究近年来随着我国国民经济的蓬勃发展，电力网电力系统的全数字仿真系统。该系统中的电力系统负荷急剧加大。特别是冲击性、非线性负荷的大量应元件模型和仿真算法是建立在已获得行业认可、且用，使得电网中发生的电压波形畸变、电压波动等问已广泛应用的EMTP和EMTDC基础上的，其仿真题日益严重，从而使得电网电能质量严重下降，并诱结果与实际电网的真实情况是一致的。发各种电力系统事故，使电力系统面临日益严重的RTDS能够实时计算电力系统状态并输出

3、到工“污染”，对电力用户的正常用电也带来不良影响。电作站或外部试验装置（如保护装置）。将RTDS实时能质量的恶化会给电网及用户带来巨大的经济损产生的模拟量和开关量输入被测试装置，再将被测失。据美国一调查报告，认为当今与电能质量相关的试装置的响应输出信号引入仿真系统的模拟量、开问题在美国每年造成的损失高达260亿美元。关量输入接口，即可实现对被测试装置的闭环实时电力供应是社会发展的重要支柱，电能质量历仿真试验。来是电力部门十分关注且刻意要完善的重要指标。相比传统的物理模拟方法，数字模拟方法具有面对新时期电能质量的新变化和新需求，电力系统建模周期短、灵活性强

4、、安全性好、结果直观等特点，除需加强电网的建设和改造以进一步提高供电可靠其计算精度和模型的合理性通过国内外多年的运行性外，还需研究并不断完善电能质量的监测、评估，实践证实是可以信赖的。并选取恰当的技术手段进行防范与治理。而在进行3电能质量污染源的产生及仿真这些研究中经常需要对各种电能质量污染源进行恰当的仿真，特别是进行实时动态仿真。这些仿真将可从电能质量污染源产生的类型上讲，电能质量根据研究的需要模拟各种电能质量污染状况，而这污染源的产生来自三个方面：些状况却难以在实际电网中随时获得。利用RTDS（1）电力系统非线性负荷、冲击性负荷等的大量搭建一个可提供

5、各种电能质量污染状况的仿真系投运。如炼钢电弧炉、电气化机车运行等对电能质量统，为研究电能质量污染的危害及治理问题提供了的影响，使公用电网产生大量的谐波干扰、电压波动一个很好的实验测试平台。本文着重介绍在电能质和闪变等。量污染源定向研究中应用RTDS进行几种电能质量（2）电力设备及装置的自动保护和正常运行。如污染源实时动态仿真实例。大型电力设备的启动和停运、自动开关的跳闸及重合等对电能质量的影响，使额定电压暂时降低、产生2RTDS简介电压波动与闪变等。RTDS的全称为实时数字仿真装置(RealTime（3）自然现象的因素。如雷击、风暴、雨雪等对电-10-能

6、质量的影响，使电网发生事故，发生过电压，引起法验证分析理论在一些特殊情况下的正确性与有效电压波动等。性，因此有必要建立一个包含电能质量污染源（闪变为了真实地模拟各种电能质量污染源的产生，源）的动态模拟仿真系统。该系统将实现在闪变源不并使得各项污染指标可根据需求方便地调整，确定同分布情况下对可供测试分析的各母线电压、馈线了在RTDS上进行电能质量污染源仿真的原则：电流模拟量的输出，用来进行闪变源定向问题的试（1）在对电能质量污染源的仿真过程中，优先考验研究。虑在物理过程的层面上进行仿真，但当真实仿真物由于在实际中闪变源多数情况下也是一个谐波理过程存在困难时

7、，则仅对污染效果进行仿真。源，且在实际电网中也存在一定量的背景谐波，因此（2）对于RTDS元件库中已有的电能质量污染在本仿真系统中设置了一些谐波源。在RTDS的元源模型（如谐波电压源、谐波电流源等），则直接利用件库中含有多种电源，这些电源既可作为正弦工频这些模型进行相应电能质量污染源的仿真。电源又可作为谐波电压源。当用作谐波电压源时其（3）对于在RTDS元件库中没有的电能质量污所含谐波的个数最高可达4个，并且各次谐波的频染源模型，则按照该电能质量污染源的产生原理，利率、含量和初相角可由使用者确定。RTDS的元件库用RTDS元件库中的相关电力设备模型，通过

8、调整中还含有专门用来生成谐波电流的谐波发生器这些电力设备的运行模式和环境，仿真相