电力系统全电磁暂态仿真

本书全面阐述了电力系统全电磁暂态仿真的模型和算法，以及软件开发技术，共分为八章。第1章概述电力系统仿真的基本原理，第2～4章详细介绍电力系统常规设备数学模型、新能源发电设备模型、常规直流及柔性直流数学模型，第5～7章重点介绍电磁暂态仿真算法、电磁暂态并行仿真技术和电磁暂态仿真的初始化技术，第8章介绍全电磁暂态仿真程序在实际电网中的应用。

“智能电网技术与装备丛书”序
前言
第1章概论1
1.1系统仿真概述1
1.2电力系统仿真3
1.2.1电力系统非实时仿真技术4
1.2.2电力系统实时仿真技术8
1.2.3实时仿真技术与离线仿真技术选择11
1.3电力系统仿真技术的发展与挑战11
参考文献12
第2章电力系统常规设备数学模型13
2.1同步发电机13
2.1.1同步发电机电气部分模型13
2.1.2同步发电机机械部分模型16
2.2输电线路17
2.2.1集中参数模型17
2.2.2Bergeron模型与Dommel模型17
2.2.3考虑参数频变效应的线路模型20
2.2.4各种线路模型的优缺点21
2.2.5多相输电线路的等效电路22
2.3变压器23
2.3.1双绕组变压器模型23
2.3.2三绕组变压器模型24
2.3.3非线性励磁回路的处理26
2.3.4其他类型的变压器模型28
2.4负荷模型29
2.4.1ZIP静态负荷模型30
2.4.2感应电动机模型31
2.5本章小结34
参考文献34
第3章新能源发电设备模型37
3.1锁相环及交流电压正负序分离37
3.2常用电气量的测量与计算39
3.3双馈感应风力发电机43
3.3.1双馈风力发电机变换器及其控制系统44
3.3.2风机保护装置44
3.4直驱风力发电机46
3.5光伏发电模型47
3.6静止同步补偿器模型48
3.7风电场的等效与建模50
3.8本章小结53
参考文献53
第4章常规直流及柔性直流数学模型55
4.1常规直流输电系统构成及控制55
4.2MMC拓扑结构及电磁暂态模型68
4.2.1三相MMC拓扑结构及子模块工作状态68
4.2.2MMC电磁暂态模型70
4.3MMC高效电磁暂态模型71
4.3.1MMC戴维南等效模型71
4.3.2MMC高效戴维南模型72
4.3.3基于双向堆排序的不接近电容电压排序算法73
4.3.4MMC高精度闭锁仿真76
4.3.5全桥型MMC高效戴维南模型78
4.4柔性直流输电控制系统模型78
4.4.1外环控制器模型79
4.4.2孤岛控制器模型79
4.4.3内环控制器模型80
4.4.4环流抑制控制模型81
4.4.5调制环节控制模型82
4.5本章小结83
参考文献83
第5章电磁暂态仿真算法84
5.1电磁暂态数值算法简介84
5.2几种基本电磁暂态元件模型及网络解法85
5.3电力电子仿真中遇到的问题89
5.4主要的处理方法91
5.4.1插值技术91
5.4.2阻尼梯形法93
5.4.3临界阻尼法95
5.5考虑任意重事件发生的多步变步长电磁暂态仿真算法95
5.6本章小结99
参考文献100
第6章电磁暂态并行仿真技术101
6.1利用长传输线解耦的分网并行算法101
6.2基于MATE的并行算法102
6.3节点分裂分网并行算法103
6.4基于大电网网络分割的全电磁暂态异步并行方法106
6.5本章小结108
参考文献109
第7章电磁暂态仿真的初始化技术110
7.1交直流系统初始化问题分析110
7.1.1交流系统的初始化方式分析111
7.1.2常规直流的初始化方式分析114
7.1.3柔性直流输电系统的初始化方式分析116
7.1.4FACTS设备的初始化方式分析119
7.2常规直流输电系统初始化方法121
7.2.1潮流模型误差分析121
7.2.2晶闸管测量的误差分析122
7.2.3三阶段初始化策略125
7.2.4算例分析127
7.3分网初始化方法129
7.3.1分网初始化策略129
7.3.2算例分析131
7.4本章小结134
参考文献135
第8章全电磁暂态仿真程序在实际电网中的应用136
8.1全电磁暂态仿真程序应用场景一：蒙西电网136
8.2全电磁暂态仿真程序应用场景二：华东电网141
8.3全电磁暂态仿真程序应用场景三：如东海上风电柔直送出工程155
8.4本章小结163
参考文献163