交直流电力系统仿真技术

目录

1 电力系统仿真的分类和发展趋势

1.1 电力系统仿真的分类

1.2 电力系统仿真技术的发展趋势

2 国内外电力系统非实时仿真技术分析

2.1 国内外电力系统离线非实时仿真工具介绍与分析

2.2 电力系统在线分析及调度员培训仿真系统

3 国内外电力系统实时仿真技术及其应用

3.1 电力系统物理实时仿真及其应用

3.2 电力系统数字物理混合实时仿真及其应用

3.3 电力系统数字实时仿真及其应用

3.4 电力系统实时仿真的比较、分析、应用和发展展望

4 直流输电系统仿真模型

4.1 直流输电系统仿真模型

4.2 常用电力系统仿真软件中的直流仿真模型

4.3 直流输电系统仿真模型选择原则

5 交直流电力系统电磁暂态仿真

5.1 交直流电力系统电磁暂态现象

5.2 交直流电力系统电磁暂态仿真步长选择

5.3 交直流电力系统电磁暂态仿真算法

5.4 交直流电力系统电磁暂态仿真模型

5.5 交直流电力系统动态等值

5.6 交直流电力系统电磁暂态仿真初始化问题

5.7 电磁暂态仿真程序在交直流电力系统仿真应用中的局限性

6 交直流电力系统机电暂态仿真

6.1 交直流电力系统机电暂态仿真算法

6.2 交直流电力系统机电暂态仿真模型

6.3 机电暂态仿真程序在交直流电力系统仿真应用中的局限性

7 交直流电力系统中长期动态仿真

7.1 交直流电力系统中长期动态稳定的含义

7.2 交直流电力系统中长期动态稳定的问题

7.3 交直流电力系统中长期动态稳定仿真

7.4 交直流电力系统电压稳定动态仿真

8 交直流电力系统小扰动动态仿真分析

8.1 交直流电力系统小扰动动态稳定的含义

8.2 交直流电力系统小扰动动态稳定仿真分析

9 交直流电力系统实时数字仿真

9.1 RTDS硬件板卡介绍

9.2 交直流电力系统实时数字仿真所需的RTDS硬件配置

9.3 RTDS软件介绍

9.4 RTDS改进点火脉冲算法

9.5 大规模交直流电力系统实时仿真

10 提高交真流电力系统仿真水平的措施

10.1 建立结构合理的交直流仿真系统

10.2 建立交直流电力系统仿真基础数据库

10.3 提高仿真模型和参数的精确性

10.4 在机电暂态仿真程序中加入较详细的直流系统模型

10.5 扩大电磁暂态仿真程序的仿真规模

10.6 机电暂态和电磁暂态混合仿真

10.7 建立电网在线实时分析及预决策系统

10.8 多种仿真程序相互补充和验证

10.9 根据交直流电力系统实际情况确定仿真工具的应用条件

11 RTDS实时数字仿真技术开发与应用

11.1 直流控制保护系统功能和动态性能实验

11.2 发电机励磁系统试验

11.3 输电线路行波故障定位仪试验

11.4 串补工程控制保护装置试验

11.5 交流线路保护装置试验

12 南方电网RTDS实时数字仿真系统

参考文献2100433B

《普通高等教育"十二五"规划教材:电力系统仿真技术与实验》为普通高等教育“十二五”规划教材。全书共8章分为：电力系统仿真原理和电力系统数字仿真实验两部分。第1-4章为电力系统仿真原理部分，主要内容有：电力系统仿真基本概念、物理仿真技术、物理仿真实验、电力系统数字仿真技术和各元件数学模型；第5-8章为电力系统数字仿真实验，主要内容有：电磁暂态仿真实验、机电暂态仿真实验、中长期全过程仿真、机-网接口、电力系统数字仿真器RTDS、电力系统运行实验等。《普通高等教育"十二五"规划教材:电力系统仿真技术与实验》可选作高等院校电气工程相关专业的实验教学用书，也可供电力系统相关专业的技术人员参考。

2021年10月11日，《电力系统实时数字仿真技术要求》发布。

2022年5月1日，《电力系统实时数字仿真技术要求》实施。

电站仿真系统，是将仿真技术应用于电站所构建的仿真系统，主要用于人员培训。其称呼还有很多，比如电厂仿真系统，电站仿真培训系统，电厂仿真培训系统，电站模拟培训器，电厂模拟培训器，电站仿真机，电厂仿真机，等等。现代电站仿真技术的发展，给电力工业的安全生产提供了坚强的物质基础；电站机电一体化的普遍应用，自动化水平不断提高，又不断地给电站仿真技术提出了新的课题。电站仿真技术的合理应用与电力安全生产已经密不可分。

从20世纪50年代开始，西方几个主要发达国家，由于核电站安全运行的需求，开始研制核反应堆和核电站的操作模拟培训器。到20世纪70年代，已建起了相当数量的核电站培训仿真中心，对提高运行人员的操作水平，起到了非常重要的作用。我国最初没有自己的仿真技术，到20世纪80年代初，清华大学热能工程系开始研制自己的电站模拟培训系统，并于1982年完成了我国第一台电站仿真机的研制。

随着单元发电机组容量越来越大，系统越来越复杂，对它的经济运行、安全生产提出了更高的要求，仿真系统是实现这个目的的最佳途径。通过仿真系统可以优化运行过程，可以培训操作人员。电站仿真系统己成为电站建设与运行中必须配套的装备。早期培训用仿真机大都包含对DCS系统的仿真，但往往比较简单，基本都是“黑盒子”模型，与实际系统有着很大的差别。其主要作用是对机组运行人员的培训。现代的仿真系统，不但可用于对运行人员培训，而且可对热控人员进行DCS组态与培训。

另外，针对新型发电技术，也有相应的仿真机问世，例如循环流化床电站仿真机，超临界机组电站仿真机，整体煤气化联合循环)电站仿真机、垃圾焚烧电站仿真机，等等。

现代的电站仿真技术，比早期的电站仿真有了非常大的发展，具有不可比拟的优势。但随着技术的进步和实践，性能不断趋于完善，涉及的领域和服务功能将更为广泛。

(1)电站仿真最小仿真步长达到10个毫秒，是否实现精度更高的仿真周期，将是一个研究的方向。

(2)由于仿真功能的强大，仿真机已经纳入电力培训领域上岗前的必备内容。随着技术的发展和实践，电站仿真系统在电力生产的安全管理、事故分析、经济运行、调节优化等方面的模拟实验上，将得到更为广泛的应用。

(3)建模理论和方法，仍然是推动仿真技术进步发展的重点研究方向。它是系统仿真可持续发展的基础。