电科院PSDBPA稳定程序简介PPT课件.pptx
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1、简介简介 规模:规模:1000010000节点节点 算法:微分方程采用隐式梯形积分法;代数方法采用三角分解法;微分方程和代算法:微分方程采用隐式梯形积分法;代数方法采用三角分解法;微分方程和代数方程交替求解;数方程交替求解;第1页/共124页程序流程示意图程序流程示意图第2页/共124页第一部分第一部分主要模型主要模型第3页/共124页发电机模型发电机模型1/71/7示意图示意图x、y为阻尼绕组f为励磁绕组g为由于q轴铁芯内部构成的短路阻尼线圈 第4页/共124页发电机模型发电机模型2/72/7方程方程 第5页/共124页发电机模型发电机模型3/73/7类型类型考虑阻尼绕组,Tq00,Xq不等
2、于Xq(隐极机详细模型,6阶)考虑阻尼绕组,Tq0=0,Xq等于Xq(凸极机详细模型,5阶)没有阻尼绕组,Tq00,Xq不等于Xq(隐极机详细模型,4阶);没有阻尼绕组,Tq0=0,Xq等于Xq(凸极机详细模型,3阶)没有阻尼绕组,Td0=999,Eq恒定模型经典模型,Xq不等于Xq(隐极机详细模型,4阶);没有阻尼绕组,Td0=999,Eq恒定模型经典模型,Xq等于Xq(凸极机详细模型,3阶)E恒定的经典模型;无穷大母线,EMWS=999999;第6页/共124页发电机模型发电机模型4/74/7类型列表类型列表第7页/共124页发电机模型发电机模型5/75/7数据卡数据卡每个发电机必须填写一
3、张MF卡(经典模型填写MC卡);考虑阻尼绕组,每台发电机填写M卡;在CASE卡中填写通用的阻尼绕组参数;不填写发电机数据卡,必须填写LN卡,作为负荷处理。第8页/共124页发电机模型发电机模型6/7MF/MC6/7MF/MC卡卡识别码ID和功率比例(多台连同一母线用)发电机动能EMWS参数参数的基准容量MVABASE(缺省系统基准容量)Ra、Xd、Xq 暂态电抗Xd、Xq暂态时间常数Tq0、Td0饱和相关参数XL、SG1.0、SG1.2阻尼转矩D第9页/共124页发电机模型发电机模型7/7M/CASE7/7M/CASE卡卡M卡填写X“d、X”q、T“d0、T”q0,基准容量为对应MF卡中的基准
4、容量;CASE卡填写通用阻尼绕组参数次暂态、暂态电抗比值XFACT汽轮机T“d0、T”q0 水轮机T“d0、T”q0根据Tq0判断使用的时间常数没有M卡的发电机采用此参数,F1卡26可控制所有都采用此参数第10页/共124页励磁模型(励磁模型(3131个)个)1968年IEEE励磁模型EA/EB/EC/ED/EE/EF/EG/EJ/EK1981年IEEE励磁模型FA/FB/FC/FD/FE/FF/FG/FH/FJ/FK/FL电机工程学会励磁模型FM/FN/FO/FP/FQ/FR/FS/FT/FU/FVFX第11页/共124页PSSPSS模型模型SF/SP/SS/SGSH、SH/SH+SI/SI
5、ST第12页/共124页原动机、调速器模型原动机、调速器模型调速器和原动机结合在一起的模型GG/GH/GC单独的液压调速器模型GS/GL/GW单独的电调模型GA+GIGI+GJGK、GD/GZ单独的原动机模型TA/TB/TC/TD/TE/TF锅炉的主汽压力变化模型GX第13页/共124页风电系统模型风电系统模型固定转速风电系统模型变速恒频风电系统模型第14页/共124页直流系统模型直流系统模型两端直流详细模型,该模型可以采用定熄弧角控制和余裕开关,以及各种调制方式和直流故障;两端直流系统简化模型,假定直流端是一个理想系统。两端直流换相失败直流调制,包括大方式、小方式、双侧频率调制、逆变侧熄弧
6、角调制新增CIGRE的直流系统模型和南方电网的直流模型;第15页/共124页负荷模型-1静态负荷模型,有恒功率、恒电流、恒阻抗和与频率变化相关的部分组成动态负荷模型,即感应马达考虑配电网的综合负荷模型第16页/共124页负荷模型-2P1P2P3P41,Q1Q2Q3Q41可以按照区域、分区或节点填写,优先级顺序:节点、分区、区域若综合负荷中有一定比值的异步马达者,剩余比值的负荷必须填负荷卡恒功率和恒电流负荷在低电压下将转为恒定阻抗负荷,计算控制继续卡F1卡的第2831列可以指定该电压值,缺省值为0.5pu第17页/共124页负荷模型-3新静态负荷模型(IEEE模型及变种)P1P2P3P4+P51
7、Q1Q2Q3Q4+Q51需要两张数据卡,即LA或LB卡及其继续卡L+卡,L+卡必须紧接于LA或LB卡之后第18页/共124页负荷模型-4感应马达模型MI卡机械转矩系数,A、B用卡填写,C由初始化得出初始化之后S0在0.001 0.2之间,功率因素在0.50.98之间在稳定数据文件中,马达卡应填写在发电机相关数据卡后面马达滑差达到1时的处理方式0稳定程序停止计算 1堵转(缺省)2切除马达低压释放的电压值VI和TI:当马达机端电压降到VI以下,经TI延时后切除马达第19页/共124页负荷模型-5新感应马达模型(ML、MJ、MK)填写TJ(惯性时间常数)、Pper(马达功率占母线功率的百分比)、以
8、及KL(初始滑差S0下的负载率)或初始 滑差S0分区和区域负荷填写PMIN形成马达的最低负荷功率值(不适用于ML卡)如果原马达卡MI卡、分区马达卡MJ卡、区域马达卡MK卡、MB卡和单个节点形式ML卡同时存在,优先级为MI卡、ML卡、MB卡、MJ卡、MK卡。不含有马达的节点数据卡MB卡对MJ和MK指定分区或者区域的指定节点不形成马达。也可以指定初始滑差:第79列填写字符“S”,26-29列填写初始滑差值,格式为F4.4。填写的初始滑差S0必须在0.001和0.2之间马达动能计算方法第20页/共124页负荷模型-6第21页/共124页负荷模型-7考虑配电网支路的综合负荷模型(LE)可以按照区域、分
9、区或节点填写RD配电网支路电阻,XD配电网支路电抗Pper:本支路有功功率占该节点总负荷有功功率的比例,缺省为1Qper:本支路无功功率占该节点总负荷无功功率的比例,缺省同PperPG、QG:与本支路相连的所有发电机的有功和无功总出力PFAC,配电网支路静态负荷的功率因数,剩下的是无功补偿容量同一个负荷节点可以有多个配电网支路综合负荷模型数据卡,各个配电网支路之间采用LE卡中17列的支路顺序号区分与配电网支路相连的静态负荷模型、马达卡,必须在LALBMIMLMJMK中第3列填写对应的配电网支路顺序号,即对应的LE卡中17列的顺序号LE卡填写实例:第22页/共124页静止无功补偿静止无功补偿器S
10、VC控制系统模型静止无功发生器STATCOM模型静止无功补偿装置辅助信号系统模型第23页/共124页串补模型固定串补模型可控串补模型第24页/共124页各种稳定措施模型自动减负荷(低压、低频减载),最多可以设置10级电气制动低压自动切除电抗器电容器、电抗器自动投切控制切机快关阀门 第25页/共124页继电保护模型低频负荷、发电机、线路保护串联电容器间隙保护阻抗继电器省缺的距离继电器功率摇摆继电器远方继电器 第26页/共124页第二部分故障模型第27页/共124页基本的故障形式LS卡MDE1,线路出口三相短路MDE 2,母线三相短路MDE 3,线路中间三相短路MDE 4,切机、切负荷MDE 5,
11、直流操作及两端直流功率修改*MDE 6,多端直流操作MDE 7,发电机机械功率阻尼MDE 8,快速关闭汽门MDE 9,复故障*及触发暂态稳定器,冻结静补输出MDE 10,失磁MDE 11,励磁参考电压修改MDE 12,线路参数修改*MDE 13,投入线路*第28页/共124页复故障包含的故障子类型NDE1,单相短路NDE 2,两相短路NDE 3,三相短路NDE 4,两相对地短路NDE 5,串联电容单相击穿NDE 6,三相断线NDE 7,单相断线NDE 8,两相断线NDE 9,串联电容两相击穿NDE 11,异名相相间短路*NDE 12,异名相短路接地*第29页/共124页简化的故障形式FLT卡T
12、YP1,三相短路故障跳三相TYP 2,单相瞬时短路故障TYP 3,单相永久性短路故障TYP 4,三相短路单相拒动故障TYP 5,母线三相短路故障跳所有出线TYP 11,发电机快关TYP 21、22、23,切负荷故障TYP 31、32、33,计算三相短路电流和单相短路电流TYP 35、36、37,计算潜供电流TYP 41、42、43,计算工频过电压第30页/共124页复故障的修改(MDE=9)不再需要增加小开关支路;线路断线故障时,原来程序故障侧无效,新程序改为有效(1-前侧;2-后侧;3-两侧);增加了在线路任何一点发生短路故障的功能,可以在故障卡58-63列填写故障位置百分比;第31页/共1
13、24页复故障实例(一)0周波,线路N11-N12的N11侧A相发生单相短路故障LS N11 230.N12 230.9 0.0 1 1 15周波,线路N11-N12的两侧A相断开,用单相断线故障模拟LS N11 230.N12 230.9 5.0 7 1 350周波,线路N11-N12的两侧A相重合闸重合,用单相断线故障消失模拟LS N11 230.N12 230.-9 50.0 7 1 355周波,故障没有消失,线路N11-N12的两侧三相断开,用三相断线故障模拟LS N11 230.N12 230.9 55.0 6 1 355周波,线路N11-N12的两侧三相断开,短路故障消失LS N11
14、 230.N12 230.-9 55.0 1 1 1第32页/共124页复故障实例(二)0周波,线路N11-N12距N11侧40%处A相发生单相短路故障LS N11 230.N12 230.9 0.0 40.1 1 15周波,线路N11-N12两侧跳A相LS N11 230.N12 230.9 5.0 7 1 350周波,单相重合闸LS N11 230.N12 230.-9 50.0 7 1 355周波,重合闸不成功,跳两侧三相LS N11 230.N12 230.9 55.0 6 1 3LS N11 230.N12 230.-9 55.0 40.1 1 1第33页/共124页异名相短路故障(
15、LS,MDE=9_11/12)第34页/共124页异名相短路故障实例例如:线路”N11(230kV)-S11(230kV)”的A相与线路”N12(230kV)-S12(230kV)”的B相短路故障发生卡LS N11 230.S11 230.9 0.0 11 1 1LS+N11 230.S11 230.9 N12 230.S12 230.2故障消失LS N11 230.S11 230.-9 5.11 1 1LS+N11 230.S11 230.-9 N12 230.S12 230.2第35页/共124页填写异名相短路故障注意的问题必须同时填写LS卡和LS+卡;LS卡填写主要的故障信息,如故障时间
16、故障位置、故障形式等,同时必须在68列填写5-32列线路的故障相;LS+卡用于填写短路对应的另外一条线路的信息,在40-66列填写,以及填写40-66列所指线路的故障相,在68列填写;LS卡和LS+卡中的36-37列必须都同时填写9或-9,9表示故障发生,-9表示故障消失;对于故障消失,也必须同时填写LS卡和LS+卡,除了36-39列为-9外,其它位置的数据应与故障发生对应的LS和LS+卡相同。第36页/共124页修改线路参数卡(LS,MDE=12)功能:修改某一线路的参数填写LS卡(MDE=12),其中主要填写修改的时间、新的线路参数值等;可以同时对正序、零序进行修改;注意:对应线路不能有
17、其他故障和操作,可以进行多次修改。第37页/共124页修改线路参数卡实例LS LISHAN50525.FENGY50 525.12 5.0 .00037.00379 .8586 .8586 1LS LISHAN50525.FENGY50 525.12 5.0 .00089.00654 .6536 .6536 0第38页/共124页投入线路数据卡(LS,MDE=13)功能:投入某一线路填写LS卡(MDE=13),其中主要填写投入的时间、投入线路的参数等;一般同时指定正序、零序参数,也可以只指定正序或零序;注意:对应线路不能有其他故障和操作,只能投入一次。第39页/共124页投入线路数据卡实例LS
18、 LISHAN50525.FENGY50 525.13 5.0 .00037.00379 .8586 .8586 1LS LISHAN50525.FENGY50 525.13 5.0 .00089.00654 .6536 .6536 0第40页/共124页简化的三相短路故障卡(FLT,1)用于简化三相短路故障的填写;只需要填写故障位置、故障发生时间、断开时间即可;断开时间填写相对于发生时间的时间差;如果故障线路高抗采用新的填写方法,程序自动处理高抗;否则,线路三相断开时需要用LS卡切除。第41页/共124页简化的三相短路故障卡图例第42页/共124页简化的三相短路故障卡实例采用LS卡填写的三相
19、短路如下:LS 母线B 230.母线1 230.1 5.0 LS -母线B 230.-母线1 230.-1 10.0采用FLT卡填写的对应的形式如下:FLT 母线B 230.母线1 230.1 1 5.5.5.采用LS卡填写的线路中间三相短路为:LS 母线B 230.母线1 230.3 0.0 40 LS-母线B 230.-母线1 230.-3 5.0 40如果采用FLT卡填写,对应的形式如下:FLT 母线B 230.母线1 230.1 1 0.5.5.40第43页/共124页简化的单瞬故障卡(FLT,2)用于填写线路单相短路、单相跳开、重合闸重合成功的过程;需要填写故障相、故障发生时间、断开
20、时间、重合时间;断开、重合时间填写相对于发生时间的时间差;如果故障线路高抗采用新的填写方法,程序自动处理高抗;否则,线路三相断开时需要用LS卡切除。第44页/共124页简化的单瞬故障卡图例第45页/共124页简化的单瞬故障卡实例采用LS卡填写的形式如下:LS N11 230.N12 230.9 0.0 1 1 1LS N11 230.N12 230.9 5.0 7 1 3LS N11 230.N12 230.-9 5.0 1 1 1LS N11 230.N12 230.-9 50.0 7 1 3如果采用FLT卡填写,对应的形式如下:FLT N11 230.N12 230.2 1 1 0.5.5
21、50.50.第46页/共124页简化的单永故障(FLT,3)模拟单相永久性短路故障,即线路某一相单相短路、故障相两侧断开、故障相两侧重合闸重合、重合闸重合失败两侧三相断开;需要填写故障相、故障位置、故障发生时间、断开时间、重合时间、三相断开时间;断开时间填写相对于发生时间的时间差;如果故障线路高抗采用新的填写方法,程序自动处理高抗;否则,线路三相断开时需要用LS卡切除。第47页/共124页简化的单永故障图例第48页/共124页简化的单永故障实例用LS卡填写LS N11 230.N12 230.9 0.0 1 1 1LS N11 230.N12 230.9 5.0 7 1 3LS N11 23
22、0.N12 230.-9 50.0 7 1 3LS N11 230.N12 230.-9 55.0 1 1 1LS-N11 230.-N12 230.-1 55.0用FLT卡填写FLT N11 230.N12 230.3 1 1 0.5.5.50.50.55.55.第49页/共124页简化的三相短路单相拒动故障(FLT,4)模拟线路三相短路开关单相拒动的严重故障,即线路三相短路、然后两侧开关断开,但其中一相开关拒动、经过一定时间后后备保护动作切除线路,程序在模拟时单相拒动侧为近距离故障侧;需要填写故障相、故障位置、故障发生时间、断开时间、三相断开时间;断开时间填写相对于发生时间的时间差;如果故
23、障线路高抗采用新的填写方法,程序自动处理高抗;否则,线路三相断开时需要用LS卡切除。第50页/共124页简化的三相短路单相拒动故障图例第51页/共124页简化的三相短路单相拒动故障实例用LS卡填写0周波存在三相短路LS N11 230.N12 230.9 0.0 3 1 15周波存在单相短路、两相断线、三相断线,没有三相短路LS N11 230.N12 230.-9 5.0 3 1 1LS N11 230.N12 230.9 5.0 8 4 1LS N11 230.N12 230.9 5.0 6 1 2LS N11 230.N12 230.9 5.0 1 1 150周波存在三相断线,没有单相短
24、路、两相断线、三相断线LS N11 230.N12 230.-9 50.0 8 4 1LS N11 230.N12 230.-9 50.0 6 1 2LS N11 230.N12 230.-9 50.0 1 1 1LS-N11 230.-N12 230.-1 50.0用FLT卡填写FLT N11 230.N12 230.4 1 0.5.5.50.第52页/共124页简化的母线故障(FLT,5)模拟某一母线发生短路故障、跳开与该母线相连的所有出线,短路故障可以是单相、两相、三相短路;需要填写短路故障形式、故障发生时间、断开时间、三相断开时间;断开时间填写相对于发生时间的时间差;如果故障线路高抗采
25、用新的填写方法,程序自动处理高抗;否则,线路三相断开时需要用LS卡切除。第53页/共124页简化的母线故障图例第54页/共124页简化的母线故障实例采用LS卡填写LS N21 230 N19 230.2 0.0LS-N21 230 -N19 230.-2 2.0LS-N21 230 -N16 230.-1 2.0LS-N21 230 -N22 230.-1 2.0采用FLT卡填写FLT N21 230 2 3 0.2.第55页/共124页新增的切负荷故障(FLT,21/22/23)按照给定的百分比或总切负荷大小切除静态负荷和马达负荷(不能用来切发电机);可以按照节点、分区或区域的形式切负荷,在
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