大電網機電暫態仿真數值收斂性的自動識別和提高

彭慧敏, 李 峰, 袁虎玲, 鮑顏紅, 李 威

(1. 國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇省南京市 211106; 2. 南瑞集團(國網電力科學研究院)有限公司, 江蘇省南京市 211106)

0 引言

大電網穩定計算過程中,發電機勵磁、電力系統穩定器、靜止同步補償器(STATCOM)等無功功率—電壓控制模型,以及原動機和調速器等有功控制模型,由于控制系統結構或控制參數的不合理,均可能導致大電網機電暫態數值仿真振蕩。同時,頻率和電壓大范圍變化下的直流和感應電動機負荷模型,引起直流傳輸功率、無功消耗和感應電動機負荷的等值注入電流急劇振蕩變化,也將導致大電網數值仿真振蕩。嚴重時甚至引起穩定計算過程中數值穩定性問題。

隨著大規模新能源并網、分布式發電和大量電力電子控制設備的應用,大電網穩定計算中的收斂性、振蕩等問題將更加趨于復雜,這給電網調度運行和方式穩定計算帶來了巨大的挑戰[1]。

電力系統機電暫態仿真求解的微分—代數方程組,通常采用顯式或隱式積分方法將微分方程差分,再與網絡代數方程交替或聯立求解。目前,國內常用的電力系統分析綜合程序(PSASP)[2]、中國版BPA電力系統分析程序(PSD-BPA)[3]以及電力系統安全穩定量化分析與優化控制軟件(FASTEST)[4],微分方程采用隱式梯形積分法,并交替求解微分—代數方程組[5-7]。文獻[8]提出了一種新的動態仿真交替迭代方法,文獻[9]進一步在含分頻風電的電力系統中實現了機電暫態交替迭代求解,但交替求解的交接誤差問題仍不容忽視。……