基于精細(xì)積分法的電力系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、電力系統(tǒng)數(shù)字仿真是電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、運行、分析與控制的主要工具，其仿真過程主要分為數(shù)學(xué)模型建立、模型求解和仿真試驗三部分，其中模型求解所選擇的數(shù)值積分算法性能的好壞將直接影響系統(tǒng)仿真的結(jié)果，所以對電力系統(tǒng)仿真中數(shù)值積分算法進行研究和探討是非常有意義的。精細(xì)積分法是鐘萬勰院士在哈密頓體系下發(fā)展的一類高精度求解微分方程的方法，它摒棄了傳統(tǒng)求解動力方程常用的差分格式，是一種基于2N類算法的精細(xì)積分方法。本文采用精細(xì)積分法求解電力系統(tǒng)數(shù)字仿真

2、中的微分方程，通過與傳統(tǒng)數(shù)值積分法的仿真結(jié)果進行比較，驗證了該算法是求解電力系統(tǒng)微分方程的一種有效方法。本文具體內(nèi)容包含以下四個方面：(1)首先介紹了電力系統(tǒng)數(shù)字仿真技術(shù)和精細(xì)積分法的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用，重點分析了目前用于求解電力系統(tǒng)微分方程的幾種方法，并對各種方法存在的優(yōu)缺點進行分析。(2)研究了精細(xì)積分方法對齊次和非齊次微分方程的求解，重點推導(dǎo)了指數(shù)矩陣T的求解過程，并對目前常見的幾種精細(xì)積分格式進行了分析對比，選擇出適合求解電力系統(tǒng)微

3、分方程的精細(xì)積分格式。(3)分析了同步電機的自勵磁現(xiàn)象，在考慮發(fā)電機磁路飽和特性的前提下，結(jié)合精細(xì)積分法的思想，推導(dǎo)精細(xì)自勵磁積分格式，采用狀態(tài)空間法判斷系統(tǒng)能否發(fā)生自勵磁，分別利用精細(xì)積分法和隱式梯形法對系統(tǒng)進行仿真，結(jié)果表明，精細(xì)積分法不僅具有非常高的計算精度和良好的數(shù)值穩(wěn)定性，且仿真過程中允許采用大步長，進而提高系統(tǒng)的仿真速度。(4)在考慮發(fā)電機勵磁系統(tǒng)和汽門系統(tǒng)控制作用的前提下，采用線性最優(yōu)控制方法，結(jié)合精細(xì)時程積分法的思想推導(dǎo)