交直流電力系統(tǒng)仿真技術(shù)簡介

目錄

1 電力系統(tǒng)仿真的分類和發(fā)展趨勢

1.1 電力系統(tǒng)仿真的分類

1.2 電力系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢

2 國內(nèi)外電力系統(tǒng)非實時仿真技術(shù)分析

2.1 國內(nèi)外電力系統(tǒng)離線非實時仿真工具介紹與分析

2.2 電力系統(tǒng)在線分析及調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)

3 國內(nèi)外電力系統(tǒng)實時仿真技術(shù)及其應(yīng)用

3.1 電力系統(tǒng)物理實時仿真及其應(yīng)用

3.2 電力系統(tǒng)數(shù)字物理混合實時仿真及其應(yīng)用

3.3 電力系統(tǒng)數(shù)字實時仿真及其應(yīng)用

3.4 電力系統(tǒng)實時仿真的比較、分析、應(yīng)用和發(fā)展展望

4 直流輸電系統(tǒng)仿真模型

4.1 直流輸電系統(tǒng)仿真模型

4.2 常用電力系統(tǒng)仿真軟件中的直流仿真模型

4.3 直流輸電系統(tǒng)仿真模型選擇原則

5 交直流電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真

5.1 交直流電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)現(xiàn)象

5.2 交直流電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真步長選擇

5.3 交直流電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真算法

5.4 交直流電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真模型

5.5 交直流電力系統(tǒng)動態(tài)等值

5.6 交直流電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真初始化問題

5.7 電磁暫態(tài)仿真程序在交直流電力系統(tǒng)仿真應(yīng)用中的局限性

6 交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真

6.1 交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真算法

6.2 交直流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真模型

6.3 機(jī)電暫態(tài)仿真程序在交直流電力系統(tǒng)仿真應(yīng)用中的局限性

7 交直流電力系統(tǒng)中長期動態(tài)仿真

7.1 交直流電力系統(tǒng)中長期動態(tài)穩(wěn)定的含義

7.2 交直流電力系統(tǒng)中長期動態(tài)穩(wěn)定的問題

7.3 交直流電力系統(tǒng)中長期動態(tài)穩(wěn)定仿真

7.4 交直流電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定動態(tài)仿真

8 交直流電力系統(tǒng)小擾動動態(tài)仿真分析

8.1 交直流電力系統(tǒng)小擾動動態(tài)穩(wěn)定的含義

8.2 交直流電力系統(tǒng)小擾動動態(tài)穩(wěn)定仿真分析

9 交直流電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真

9.1 RTDS硬件板卡介紹

9.2 交直流電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真所需的RTDS硬件配置

9.3 RTDS軟件介紹

9.4 RTDS改進(jìn)點火脈沖算法

9.5 大規(guī)模交直流電力系統(tǒng)實時仿真

10 提高交真流電力系統(tǒng)仿真水平的措施

10.1 建立結(jié)構(gòu)合理的交直流仿真系統(tǒng)

10.2 建立交直流電力系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

10.3 提高仿真模型和參數(shù)的精確性

10.4 在機(jī)電暫態(tài)仿真程序中加入較詳細(xì)的直流系統(tǒng)模型

10.5 擴(kuò)大電磁暫態(tài)仿真程序的仿真規(guī)模

10.6 機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)混合仿真

10.7 建立電網(wǎng)在線實時分析及預(yù)決策系統(tǒng)

10.8 多種仿真程序相互補(bǔ)充和驗證

10.9 根據(jù)交直流電力系統(tǒng)實際情況確定仿真工具的應(yīng)用條件

11 RTDS實時數(shù)字仿真技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

11.1 直流控制保護(hù)系統(tǒng)功能和動態(tài)性能實驗

11.2 發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)試驗

11.3 輸電線路行波故障定位儀試驗

11.4 串補(bǔ)工程控制保護(hù)裝置試驗

11.5 交流線路保護(hù)裝置試驗

12 南方電網(wǎng)RTDS實時數(shù)字仿真系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)2100433B

《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材:電力系統(tǒng)仿真技術(shù)與實驗》為普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材。全書共8章分為：電力系統(tǒng)仿真原理和電力系統(tǒng)數(shù)字仿真實驗兩部分。第1-4章為電力系統(tǒng)仿真原理部分，主要內(nèi)容有：電力系統(tǒng)仿真基本概念、物理仿真技術(shù)、物理仿真實驗、電力系統(tǒng)數(shù)字仿真技術(shù)和各元件數(shù)學(xué)模型；第5-8章為電力系統(tǒng)數(shù)字仿真實驗，主要內(nèi)容有：電磁暫態(tài)仿真實驗、機(jī)電暫態(tài)仿真實驗、中長期全過程仿真、機(jī)-網(wǎng)接口、電力系統(tǒng)數(shù)字仿真器RTDS、電力系統(tǒng)運行實驗等。《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材:電力系統(tǒng)仿真技術(shù)與實驗》可選作高等院校電氣工程相關(guān)專業(yè)的實驗教學(xué)用書，也可供電力系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員參考。

2021年10月11日，《電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真技術(shù)要求》發(fā)布。

2022年5月1日，《電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真技術(shù)要求》實施。

電站仿真系統(tǒng)，是將仿真技術(shù)應(yīng)用于電站所構(gòu)建的仿真系統(tǒng)，主要用于人員培訓(xùn)。其稱呼還有很多，比如電廠仿真系統(tǒng)，電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，電廠仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，電站模擬培訓(xùn)器，電廠模擬培訓(xùn)器，電站仿真機(jī)，電廠仿真機(jī)，等等。現(xiàn)代電站仿真技術(shù)的發(fā)展，給電力工業(yè)的安全生產(chǎn)提供了堅強(qiáng)的物質(zhì)基礎(chǔ)；電站機(jī)電一體化的普遍應(yīng)用，自動化水平不斷提高，又不斷地給電站仿真技術(shù)提出了新的課題。電站仿真技術(shù)的合理應(yīng)用與電力安全生產(chǎn)已經(jīng)密不可分。

從20世紀(jì)50年代開始，西方幾個主要發(fā)達(dá)國家，由于核電站安全運行的需求，開始研制核反應(yīng)堆和核電站的操作模擬培訓(xùn)器。到20世紀(jì)70年代，已建起了相當(dāng)數(shù)量的核電站培訓(xùn)仿真中心，對提高運行人員的操作水平，起到了非常重要的作用。我國最初沒有自己的仿真技術(shù)，到20世紀(jì)80年代初，清華大學(xué)熱能工程系開始研制自己的電站模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，并于1982年完成了我國第一臺電站仿真機(jī)的研制。

隨著單元發(fā)電機(jī)組容量越來越大，系統(tǒng)越來越復(fù)雜，對它的經(jīng)濟(jì)運行、安全生產(chǎn)提出了更高的要求，仿真系統(tǒng)是實現(xiàn)這個目的的最佳途徑。通過仿真系統(tǒng)可以優(yōu)化運行過程，可以培訓(xùn)操作人員。電站仿真系統(tǒng)己成為電站建設(shè)與運行中必須配套的裝備。早期培訓(xùn)用仿真機(jī)大都包含對DCS系統(tǒng)的仿真，但往往比較簡單，基本都是“黑盒子”模型，與實際系統(tǒng)有著很大的差別。其主要作用是對機(jī)組運行人員的培訓(xùn)?，F(xiàn)代的仿真系統(tǒng)，不但可用于對運行人員培訓(xùn)，而且可對熱控人員進(jìn)行DCS組態(tài)與培訓(xùn)。

另外，針對新型發(fā)電技術(shù)，也有相應(yīng)的仿真機(jī)問世，例如循環(huán)流化床電站仿真機(jī)，超臨界機(jī)組電站仿真機(jī)，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán))電站仿真機(jī)、垃圾焚燒電站仿真機(jī)，等等。

現(xiàn)代的電站仿真技術(shù)，比早期的電站仿真有了非常大的發(fā)展，具有不可比擬的優(yōu)勢。但隨著技術(shù)的進(jìn)步和實踐，性能不斷趨于完善，涉及的領(lǐng)域和服務(wù)功能將更為廣泛。

(1)電站仿真最小仿真步長達(dá)到10個毫秒，是否實現(xiàn)精度更高的仿真周期，將是一個研究的方向。

(2)由于仿真功能的強(qiáng)大，仿真機(jī)已經(jīng)納入電力培訓(xùn)領(lǐng)域上崗前的必備內(nèi)容。隨著技術(shù)的發(fā)展和實踐，電站仿真系統(tǒng)在電力生產(chǎn)的安全管理、事故分析、經(jīng)濟(jì)運行、調(diào)節(jié)優(yōu)化等方面的模擬實驗上，將得到更為廣泛的應(yīng)用。

(3)建模理論和方法，仍然是推動仿真技術(shù)進(jìn)步發(fā)展的重點研究方向。它是系統(tǒng)仿真可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。