电力系统仿真与建模技术探析

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1、电力系统仿真与建模技术探析姓名：XXXX院系：电气与信息工程学院专业：电气工程及自动化班级：电自XX级XX班学号：XXXXXXXX16电力系统仿真与建模技术探析社会发展迅速，电能电力的需求也更加的高，那么我们的输电网络就要不断的更新完善，而这些都与电力系统仿真与建模技术室分不开的。首先，仿真技术应用于电力系统的各个领域，电力系统规划设计，电力系统调度运行，电力系统科学研究等。而电力系统建模是电力系统计算、分析和控制的基础，国内外正在广泛的开展相关工作。因此，我们对这两项工作必须进行深入的探讨与研究。一、电力系统仿真基本概念1.电厂建设过程及发电工艺过程仿真　　

2、在电厂建设前常需要对不同的建设方案进行评估和选择，建设过程的虚拟仿真可以直观地展示从平整土地到土建、设备安装与调试的整个过程，对于分析建设过程的物流效率、环保效应、建设成本等都有很大帮助。此外虚拟仿真技术还可以对电厂发电的工艺过程进行可视化仿真，展示煤循环、水循环、废水处理、变电与输电等过程。因此电厂建设过程仿真不仅可用于电厂建设者评估不同的建设方案，还可以为电厂方案提供者在电站项目投标中展示自己的方案提供新的手段。2.电力设备的虚拟操作培训与考核16目前高压电气设备的操作培训是基于实物进行的，由于高压导致一定的危险性存在，且无法记录操作者的每一步操作是否都符

3、合规范，交互式虚拟操作技术与电路仿真技术相结合可以建立虚拟的电气设备和各种仪表，操作者可以交互地选择不同的仪表来，通过动态连线来进行各类试验，前台的虚拟仿真将操作者的连接反馈给后台的电路计算仿真，计算结果数据实时传输到前台，前台根据计算结果显示操作者的操作应该引起的结果，包括指针仪表、数字式仪表等仪表显示数据、由于电流电压过大导致的过热、电火花等现象，从而实现高压试验的实时交互式操作仿真。同时操作者的每一步操作动作均可以以数据和视频的方式保存下来，供随后的考核和评估，也可以用于其他学员学习。二、电力系统仿真的基本原理与意义1.电力系统的研究方法（1）两种基本途

4、径：理论分析、科学实验（2）科学实验的实现途径：在实际电力系统——称为原型系统上，进行试验，即“原型试验”优点：客观、真实缺点：受众多因素影响，不全面，且实际上往往难以实现在模拟电力系统——称为模型系统上试验，即“模型实验”优点：灵活方便，容易实现，理论上可以做任意模型试验缺点：近似性（3）模型试验方法——模拟（仿真——Simulation）物理模拟——在物理模型上进行实验——“动态模拟”数学模拟——在数学模型上进行实验——“16数学（数字）仿真”2.系统模拟的定义与步骤定义：系统模拟是根据模拟理论（相似理论）设计一个能够反应实际系统或过程的模型，通过模型试验

5、求得结论，进而分析得出实际系统结论的研究过程。步骤：（1）建立模型——符号模型，数学模型；物理模型；（2）模拟试验；（3）结论分析和误差估计。3.系统模拟的基本原理（1）原型和模型原型：被研究的实际对象（实际电力系统）模型：对应的模拟装置或系统（或数学模型）（2）相似的基本类型：（a）几何相似：空间测度成比例。各轴同比相似，各轴异比相似。（b）现象相似：不同系统所发生的过程中，各对应物理量之间存在一个固定的比例系数。物理相似：参数成比例且具有同样的物理性质。数学相似：参数成比例但具有不同的物理性质。（c）绝对相似：2个系统中所产生的全部过程（物理量）完全相似—

6、—16全部几何尺寸和相应参数在时间和空间上所产生的全部变化完全相似。（d）完全相似：2个系统中所研究的某一（某些）现象的一切过程在时间和空间上都是相似的。例：2台同步发电机电磁现象完全相似：i(t)、u(t)、电场和磁场分布相似。（e）局部相似（不完全相似）：个别方面的相似。例：2台同步发电机，i(t)相似，但电场和磁场分布不相似。（f）近似相似：在某些假设条件下的现象相似。例：研究2台同步发电机的（电磁）暂态过程，可以不计定子电流中的直流分量以及转子电流中的周期分量。4.电力系统模拟的特点（1）数学模拟（数字仿真）：元件数学模型→系统数学模型→算法→计算程序

7、→数值计算分析→电力系统的运行状态。特点：灵活、规模大、投入少。应用：计算机技术的发展，使数学模拟成为研究大型电力系统的重要工具。典型的电力系统仿真计算程序：PSASP、BPA。（2）物理模拟（物理仿真、动态模拟）：元件物理模型→模型系统→模型系统试验→原型系统的运行状态。特点：直观、规模小、投入大。三、电力系统物理(动态)模拟的基本原理与方法1.电力系统动态模拟：16电力系统动态模拟是根据相似原理建立起来的电力系统物理模型；是实际电力系统的一个微缩的、物理特性等价的模型试验系统；被模拟的实际元件及系统则分别称为元件及系统的原型。电力系统动态模拟也指在电力系统

8、的物理模型实验系统上进行的各种实验研究