提高RTDS平台上交直流系统仿真精度的研究

论文摘要

随着高压直流输电在现代电力系统中的广泛应用,实时数字仿真（RTDS）以其能与实际直流输电控制设备连接以模拟交直流系统动态特性的这一优点成为高压直流输电投运前的重要仿真验证平台,其仿真精度也成了人们关注的问题。文中基于实时数字仿真器建立典型的±500kV交直流系统实时数字仿真实验平台,对实际电网典型的直流故障进行仿真,对RTDS的仿真精度问题进行初步的探索性研究。主要工作如下：（1）研究交直流系统RTDS仿真建模的一般原则。介绍交流系统动态等值、仿真步长的选择以及处理器资源分配等关键问题,给出仿真元件模型的选择原则,并针对RTDS部分元件模型存在的缺陷提出改进措施,建立三峡-上海±500kV高压直流输电工程的交直流电网仿真模型；（2）在RTDS环境下,提出一种基于非线性单纯形法的直流控制器比例-积分参数寻优的方法。根据该方法,具体针对三沪直流工程的控制模型,对整流侧的定电流控制和逆变侧的定熄弧角控制,进行PI参数的优化,并通过仿真验证其有效性；（3）针对国家电网发生过的典型事故,进行仿真重现。将仿真实验结果与实际故障录波进行比对,分析RTDS仿真试验结果与现场故障录波之间存在的差异,研究影响仿真结果的关键因素,对提高故障仿真精度提出有效的建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究背景及意义
• 1.1.1 电力系统仿真方法概述
• 1.1.2 仿真精度概述
• 1.1.3 论文研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作
• 第2章 ±500kV直流输电工程的一次系统建模
• 2.1 概述
• 2.2 交直流系统仿真建模
• 2.2.1 交流系统的建模
• 2.2.2 直流系统的建模
• 2.2.3 仿真步长与输电线路
• 2.2.4 处理器资源分配
• 2.3 三沪直流工程一次系统建模
• 2.3.1 交流侧等值系统
• 2.3.2 换流变压器
• 2.3.3 直流线路
• 2.3.4 平波电抗器和滤波器
• 2.4 本章小结
• 第3章 HVDC控制系统建模及参数优化
• 3.1 概述
• 3.2 RTDS内部控制系统建模
• 3.2.1 主控制级
• 3.2.2 极控制级
• 3.2.3 阀组控制
• 3.2.4 直流输电控制系统整体结构
• 3.3 控制系统参数的优化
• 3.3.1 非线性单纯形法
• 3.3.2 具体优化步骤
• 3.4 三沪直流工程控制系统参数的优化
• 3.4.1 整流侧定电流控制PI参数的优化
• 3.4.2 逆变侧定γ控制PI参数的优化
• 3.5 本章小结
• 第4章 实际故障的仿真对比试验与结果分析
• 4.1 故障情况介绍
• 4.2 模拟仿真试验
• 4.2.1 故障设置
• 4.2.2 试验结果
• 4.2.3 仿真试验结果分析
• 4.2.4 影响试验结果因素
• 4.3 高肇直流系统极控模型对比试验
• 4.4 试验结论
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢