電力系統仿真分析中幾種同步發電機數學模型的比選

摘要 針對電力系統仿真分析中幾種常用的同步發電機數學模型進行了深入的研究和比較，通過采用電力系統分析綜合程序EPRl－7節點系統進行了仿真分析。結果表明采用不同的導出模型和同一導出模型不同階次的發電機數學模型時，系統的穩定性是有差異的。在同一故障下，采用階數越高的同步發電機數學模型，系統的穩定性水平越高。最后，論文給出了一般情況下電力系統仿真分析中同步發電機數學模型的選擇方法。

關鍵詞 電力系統 同步發電機數學模型 暫態穩定

1 引言

我國電力工業已進入大系統、大機組、高電壓及自動化的發展階段。超高壓、長輸電線的出現，使系統中的發電機面臨諸多問題，建立更精確地描述同步發電機的數學模型是十分必要的。電力系統數字仿真因具有不受原型系統規模和結構復雜性限制，能保證被研究系統的安全性，且具有良好的經濟性、方便性等優點，在電力系統各個領域中已獲得了廣泛應用。實現系統數字仿真一股包括建立數學模型、建立數字仿真模型和仿真實驗。大量電力系統工程研究和事故仿真表明，模型與參數對電力系統仿真精度與可信度有重大影響。常用的同步發電機數學模型由同步發電機電路方程及轉子運動方程兩部分組成。同步發電機電路方程又分為基本方程和導出模型兩類。對于不同的假設條件，同步發電機模型可作不同程度的簡化，因此同步發電機的導出模型也有不同的形式。同一假設條件下，不同的同步發電機數學模型，其主要區別在于電機的轉子繞組數，如果轉子d軸、q軸各有兩個繞組，每一個轉子繞組有一個一階微分方程，則稱之為轉子四階模型，連同轉子運動方程兩階方程，整個發電機方程組為六階模型。如果轉子繞組數減少，則發電機方程組的階數也相應減少。本文以同步發電機6階模型為例，介紹兩種不同假設條件下同步發電機的導出模型，簡要介紹了其簡化模型。并通過PSASP中EPRI－7節點系統進行仿真計算，比較采用不同的同步發電機模型時，對系統的穩定性分析的影響。在此基礎上提出一種在一般情況下進行電力系統仿真計算時選取同步發電機數學模型的方法。可以在不同目的地電力系統仿真計算中應用。

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