电力系统动态仿真中的安全稳定控制系统建模
电力系统频率稳定控制策略及其仿真分析
电力系统频率稳定控制策略及其仿真分析一、引言电力系统作为现代工业和生活的基础设施之一，在市场经济的背景下面临着日益激烈的竞争。
电力系统频率稳定控制是保证电力系统正常运行，维持全社会经济活动的重要环节。
本文将介绍电力系统频率稳定控制的基本原理与策略，并利用仿真进行效果分析。
二、电力系统频率稳定控制原理1.电力系统频率稳定概述电力系统频率稳定是指电力系统中负载变化和外界干扰等因素引起发电机转速和频率波动时，采用调节措施，使系统恢复到稳定的频率工作状态的能力。
其中，发电机转速和频率是典型的二阶振动系统，基于这种特点，可以建立控制模型。
2.电力系统频率稳定控制策略电力系统频率稳定控制策略分为两种：一是基于自动调节电压和功率控制技术的直接动态控制；二是基于发电机励磁系统控制的间接动态控制。
直接动态控制策略使用自动调节电压和功率控制技术来控制电力系统的频率波动，其控制策略基于对系统发电机的功率、电压等参数的监测和分析，通过自动改变发电机的励磁电流来控制频率稳定。
这种控制方式启动简单，效率高，适用于电力系统发生负载变化较大的情况。
间接动态控制策略通过发电机励磁系统控制，监测并调节发电机电磁震荡，从而控制电力系统的频率波动。
该控制方式通过精密的励磁调节实现较为精准的控制，但是启动效率较低。
三、仿真分析本文通过MATLAB/Simulink进行电力系统频率稳定控制策略的仿真分析：1.仿真模型的建立建立了由一个5毫伏开合器、一个电容器、两个稳压器和一个传感器组成的电动机模型。
其中，电动机为负载，作为被调节的对象，用于反馈系统振荡的运动状态。
2.控制器设计本文采用基于自动调节电压和功率控制技术的直接动态控制策略，设计了一个基于PID的控制器，用于自适应地调整励磁电流进而控制频率。
3.仿真分析结果仿真结果表明，PID控制器能够较为精准地控制电力系统的频率稳定，从而使得系统恢复到稳定的频率工作状态。
四、总结电力系统频率稳定控制是保证电力系统正常运行的重要一环。
电力系统建模与仿真分析
电力系统建模与仿真分析电力系统是现代社会中不可或缺的设施，它在我们的日常生活和工业生产中起着至关重要的作用。
电力系统建模与仿真分析是电力领域一项重要的技术手段，在电力系统设计、维护和优化等方面具有重要的价值。
一、电力系统概述电力系统是由电厂、输电网、配电网以及用户组成的。
其中，电厂是电力系统的源头，输电网承担电力长距离传输，配电网则用于将电力供应到用户。
电力系统中的各个环节都有很多因素需要考虑，如供电负载、电力损耗、电网稳定性等，这些因素都会直接影响电力系统的稳定性。
二、电力系统建模方法电力系统建模是研究电力系统工作原理和运行规律的基础。
电力系统建模一般采用等效电路模型，将电力系统中的各种元器件抽象为电路元件，然后连接起来，形成一个可以描述电力系统运行规律的电路模型。
电力系统建模方法包括等效电路法、节点法、母线潮流法和解耦潮流法等。
1. 等效电路法等效电路法是最早提出的电力系统建模方法。
这种方法的基本思想是将电力系统中的元件抽象成一个等效电路，其中元件的参数可以根据实测值进行估算。
2. 节点法节点法是一种较为常用的电力系统建模方法，它将电力系统中各个节点视为一种电压源，电力系统中各个分支视为一种电阻，然后通过节点间电流-电压关系求解电路中各个节点的电压和电流。
3. 母线潮流法在电力系统中，母线是电力系统的重要环节，它通过母线进行各个电气元件的连接。
母线潮流法是一种基于母线建模的电力系统建模方法，它适用于电力系统中的大型母线。
4. 解耦潮流法解耦潮流法是一种高效的电力系统建模方法，它可以快速地对电力系统进行建模和仿真分析，有利于快速有效地进行电力系统分析和设计。
该方法通过对电力系统中各个元件的解耦，从而得到一个高效的电力系统仿真模型。
三、电力系统仿真分析电力系统仿真分析是电力系统建模的重要应用方向，它可以有效评估电力系统的性能和稳定性。
电力系统仿真分析通过对电力系统进行动态仿真，模拟电力系统的运行状态，评估电力系统的性能和稳定性。
电力系统建模与仿真技术研究
电力系统建模与仿真技术研究一、引言电力系统是现代社会中不可或缺的一部分，它为人们的生活、生产提供了必要的能源支撑。
在电力系统的设计和运行管理中，建模和仿真技术一直是电力系统领域中非常重要的技术手段。
电力系统的建模和仿真技术可以帮助电力工程师更好地理解和掌握电力系统的特性，并针对实际问题进行分析和优化。
本文将介绍电力系统建模与仿真技术的研究现状和未来发展方向。
本文将按如下方式进行组织：二、电力系统建模技术电力系统建模是指将电力系统的各个部分分解为可仿真的子系统并进行各子系统间关系的描述和组合。
在电力系统建模中，应考虑电力系统的稳定性、可靠性、安全性等方面的因素。
1. 基于物理建模的技术基于物理建模的技术是电力系统建模的主要方法。
该方法需要将电力系统的各个部分分解为具有物理意义的子系统组件，并使用物理方程描述各个子系统间的相互作用关系。
基于物理建模的技术可以精确地描述电力系统的工作原理和特性。
2. 基于数据驱动建模的技术基于数据驱动建模的技术是利用大量历史数据和现场监测数据，通过数据挖掘和模式识别等技术，对电力系统进行建模。
该方法能够很好地适应不同电力系统的变化和不确定性，较为灵活。
三、电力系统仿真技术电力系统仿真是指通过模拟电力系统运行实际场景，预测电网运行情况和变化规律，探究电力系统存在问题并提出优化方案。
1. 时域仿真时域仿真是一种基于时间的仿真方法，可以模拟电力系统的瞬态过程。
该方法可以精确地模拟电力系统各个部件的动态响应过程，包括瞬态稳定、短路、过流、过电压等情况。
2. 频域仿真频域仿真是一种基于频率响应的仿真方法，可以模拟电力系统的稳定过程。
该方法可以精确地模拟电力系统的功率流和电压波动等情况，可用于分析电力系统的稳态电路、短路容限等情况。
四、电力系统建模与仿真软件电力系统建模和仿真软件是电力系统应用中不可或缺的工具。
目前，国内外市场上具有代表性的电力系统建模与仿真软件主要有PSSE、PSCAD、EMTP、MATLAB等。
智能电网中的电力系统仿真与建模
智能电网中的电力系统仿真与建模随着科技的不断发展和能源需求的增长，智能电网在现代生活中扮演着至关重要的角色。
为了确保智能电网的安全、可靠和高效运行，电力系统仿真与建模是不可或缺的工具。
本文将探讨智能电网中电力系统仿真与建模的意义、方法以及相关应用。
一、电力系统仿真与建模的意义1.1 提高智能电网的安全性通过电力系统仿真与建模，我们可以模拟和预测电力系统在不同工况下的运行情况。
这有助于及时检测和解决潜在的安全隐患，提高智能电网的安全性。
仿真还可以帮助我们分析系统的弱点，并采取相应的措施加以改善，从而保证电力系统的可靠性和稳定性。
1.2 优化智能电网运行策略电力系统的仿真模型可以重现电网实际运行情况，包括负荷变化、电压波动等。
通过对系统进行仿真分析，我们可以找到能够优化电网运行策略的方法，如合理分配电力资源、优化输电线路布局等。
这有助于提高智能电网的能源利用率和运行效益。
1.3 减少智能电网建设成本在智能电网的建设过程中，通过仿真模型可以评估不同方案的可行性和性能。
借助仿真技术，我们可以事先发现并解决潜在的问题，避免在实际建设过程中出现不必要的成本和风险。
二、电力系统仿真与建模的方法2.1 基于物理模型的仿真基于物理模型的仿真是一种常用的电力系统仿真方法。
它通过建立电力系统的数学模型来模拟系统的行为。
这种方法基于物理定律和电力系统的结构特点，能够较精确地描述电力系统的运行情况。
然而，它的建模工作量较大，对模型的准确性要求较高。
2.2 基于数据驱动的仿真基于数据驱动的仿真是一种基于历史数据分析的仿真方法。
它通过分析电力系统的历史运行数据，建立系统的统计模型，对电力系统的运行进行仿真。
这种方法具有较低的建模工作量，适用于大规模系统仿真。
然而，它的准确性可能受限于数据的质量和样本量。
三、电力系统仿真与建模的应用3.1 智能电网规划与设计电力系统仿真与建模可以帮助规划和设计智能电网。
通过仿真分析，可以评估不同规划方案的性能和经济效益，从而选择最佳方案。
电力系统的动态建模与仿真
电力系统的动态建模与仿真电力系统是一个复杂而庞大的系统，涉及到发电、输电和配电等多个环节。
为了确保电力系统的稳定运行，了解和预测电网中的各种动态行为是相当重要的。
因此，电力系统的动态建模与仿真成为了电力领域研究的重要方向之一。
本文将探讨电力系统动态建模与仿真的相关内容。
一、电力系统的动态行为电力系统的动态行为主要包括电力负荷的变化、电网故障的发生以及电力设备的开关行为等。
这些行为都会对电力系统的稳定性和可靠性产生影响。
了解这些动态行为可以帮助电力系统运营人员进行故障处理、优化调度以及更好地保障供电质量。
电力负荷的变化是电力系统中最主要的动态行为之一。
随着社会的发展，电力负荷呈现出多样化和不确定性。
例如，天气变化会引起家庭和企业的用电需求发生波动，而季节性的负荷变化则会对电网的稳定性产生挑战。
了解电力负荷的动态变化趋势对于电力系统的规划和调度至关重要。
电网故障的发生是另一个重要的动态行为。
故障可以是电力设备的短路、断开或者其他异常情况，这会导致电网的局部或者整体运行出现问题。
例如，一条输电线路的短路故障可能导致周边地区的电力中断，而变压器的损坏可能会引发设备连锁故障。
通过建立电力系统的动态模型，可以预测故障的发生和传播路径，提前进行故障处理，减少故障对电力系统的影响。
二、电力系统的动态建模电力系统的动态建模是通过数学和物理方法，把电网中的各种动态行为用模型进行描述。
在建模过程中，需要考虑电力设备之间的连接关系、能量传输以及系统中的控制和保护机制等因素。
电力系统的动态建模可以采用多种方法，其中最常见的方法之一是基于微分方程的状态空间模型。
该模型能够描述电力系统中各种元件的动态行为和相互作用。
例如，发电机的机械运动方程、电动机的电磁方程以及线路元件的电流与电压关系等。
通过求解这些微分方程，可以获得电力系统在不同时间点上的状态。
此外，电力系统的动态建模还可以采用基于概率和统计的方法。
这种方法通过收集和分析大量的实际运行数据，建立电力系统动态行为的概率模型。
电力系统动态稳定性分析
电力系统动态稳定性分析一、引言电力系统是现代社会的基础设施之一，并且随着社会的发展，电力系统的规模变得越来越大，对电力系统的稳定性要求也越来越高。
在电力系统中，电力设备和电力负载的变化都会影响系统的稳定性。
因此，如何对电力系统进行动态稳定性分析具有重要意义。
二、电力系统动态稳定性分析1. 动态稳定性的定义动态稳定性是指电力系统在受到外部干扰（如负荷突然变化、故障等）后，系统的瞬时响应过程得以完全恢复，系统不会发生不可逆转的大幅度波动的能力。
2. 动态稳定性分析方法（1）频域分析法频域分析法是一种常用的稳定性分析方法，其基本思想是将电力系统解析为一系列的等效互连电路，然后利用频率响应函数对系统进行分析。
（2）时域分析法时域分析法则是通过对电力系统进行动态模拟，在时间轴上记录系统的瞬时响应，以此来分析系统的动态稳定性。
（3）仿真实验法仿真实验法模拟了各种电力系统的负荷变化和系统故障时的实际情况，利用计算机来模拟和分析电力系统的动态行为，对电力系统的稳定性进行评估。
三、电力系统动态稳定性分析的实现电力系统的稳定性评估需要对系统进行动态模拟和计算，在一些大型电力系统中，需要几百万个节点和数千个电力设备的计算，并且要处理数千兆瓦级别的电力负荷。
因此，对于电力系统动态稳定性分析，需要借助高性能计算机和专业的软件工具来实现。
1. 高性能计算机为了实现高精度的动态稳定性分析，需要采用高性能计算机，以确保计算结果的准确性和计算效率。
2. 电网稳定性分析软件电力系统动态稳定性分析软件是专门为电力系统建模和模拟而设计的软件工具，主要用于电力系统的动态仿真和稳定性分析。
一些常用的电力系统稳定性计算软件包括：MATLAB / SIMULINK、PSAT、POWERSYS和DIgSILENT等。
四、电力系统动态稳定性分析的应用电力系统动态稳定性分析在电力系统运行和管理中扮演了非常重要的角色。
1. 电力系统的运行控制通过对电力系统的动态稳定性进行分析，可以评估系统的稳定性，并采取相应的措施来保障电力系统的运行稳定性，如调整发电机的输出功率、控制电力负荷和调整系统的电压等。
电网电力行业的电力系统建模与仿真
电网电力行业的电力系统建模与仿真电力系统是指由发电机组、变电站、输电线路和配电网等组成的能源供应网络。
为了保证电力系统的正常运行，需要进行系统建模与仿真，以进行系统分析、优化调度和故障检测等工作。
本文将介绍电网电力行业中的电力系统建模与仿真的相关内容。
1. 电力系统建模：电力系统建模是指将电力系统抽象为数学模型，以描述系统的结构、参数和运行特性。
电力系统建模可以分为以下几个方面：（1）发电机组建模：将发电机组抽象为数学模型，描述其发电能力、燃料消耗和响应速度等特性。
（2）变电站建模：将变电站抽象为数学模型，描述变压器、电容器、电容器等设备的参数和运行状态。
（3）输电线路建模：将输电线路抽象为数学模型，描述线路的电阻、电抗和电容等参数，以及电流、电压的传输特性等。
（4）配电网建模：将配电网抽象为数学模型，描述各个节点之间的连接关系、电流分配和功率损耗等。
2. 电力系统仿真：电力系统仿真是指利用电力系统的数学模型，通过计算机模拟系统状态的变化和运行特性，以便进行系统分析、优化调度和故障检测等工作。
电力系统仿真可以分为以下几个方面：（1）稳态仿真：通过计算系统的节点电压、线路功率和电流等参数，以模拟系统的稳态运行状态。
稳态仿真可以用于系统的功率分配、损耗计算和负荷预测等工作。
（2）暂态仿真：通过计算系统的节点瞬时电压、电流和功率等参数，以模拟系统的暂态运行过程。
暂态仿真可以用于系统的故障分析、电力质量评估和设备保护等工作。
（3）电磁暂态仿真：通过计算系统的电磁场分布、电磁参数和耦合效应等，以模拟系统的电磁暂态行为。
电磁暂态仿真可以用于系统的雷击分析、电磁干扰评估和设备抗扰性设计等工作。
（4）动态仿真：通过计算系统的节点动态响应、发电机动作和功率变化等，以模拟系统的动态运行过程。
动态仿真可以用于系统的频率响应、电压稳定和系统稳定性评估等工作。
3. 电力系统建模与仿真工具：电力系统建模与仿真工具是指利用计算机软件实现电力系统建模与仿真的工具。
电力系统的建模和仿真方法
电力系统的建模和仿真方法电力系统是现代社会不可或缺的一部分，它是连接发电、输电、配电等各个环节的集成系统，也是保障能源供应和社会稳定运转的重要基础设施之一。
在不断变革的环境中，电力系统的稳定、安全和可靠性受到了越来越多的挑战，因此需要更加精准、高效和智能的控制和管理方式。
为此，电力系统的建模和仿真方法得到了广泛的关注和引用，本文就电力系统的建模和仿真方法进行描述和分析。
一、电力系统建模方法电力系统建模是利用数学模型将电力系统的各个组成部分进行抽象和描述，它是电力系统的分析和设计的重要基础。
目前，电力系统建模方法主要分为静态建模和动态建模两种。
1、静态建模静态建模是基于电力系统的拓扑结构和参数信息，将电力系统抽象为框架结构和等效电路网络，通过数学方法计算网络中各个节点的电压、电流、功率、损耗和能量传输等参数，以实现对电力系统静态特性的分析和评估。
静态建模主要包括拓扑建模和参数建模两部分。
拓扑建模是根据电力系统的物理层次，将发电、变电、输电、配电等不同的电力设备和线路连接起来，建立电网拓扑结构图。
参数建模是指针对电力系统的各个部位，结合拓扑信息和实测数据，计算出相应的电路参数，如电阻、电容、电感、导纳、传输损耗等，将电力系统建模为一个等效的电路网络。
2、动态建模动态建模是建立在静态建模的基础之上，对电力系统的时变特性进行描述和分析。
它考虑到了电力系统的动态过程，可以模拟电力系统出现故障或大规模负荷变化等情况下的响应过程，并预测电网的稳定性和可靠性。
动态建模主要包括相量建模和时域建模两种。
相量建模是基于瞬时相量理论，将电力系统抽象为粗略的传输线等效电路模型，通过计算机仿真技术，分析电压和电流的动态行为，预测电网的稳定性和故障分析。
时域建模是基于微分方程组的建模方法，将电力系统的动态过程建模为一个系统方程组，通过求解方程组，得到电网的响应特性。
二、电力系统仿真方法电力系统的仿真技术是模拟电力系统运行过程的一种有效方法，可以预测电力系统各种工况下的性能和响应能力，以便评估电力系统的效能和可靠性。
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一 般 来 说 ，安 全 稳 定 控 制 系 统 针 对 性 强 、种 类 繁 多、系 统 结 构 复 杂、启 动 和 闭 锁 环 节 很 多。 因 此，对 一个大型电网中的 安 全 稳 定 控 制 系 统 进 行 全 面、逼 真的模拟是一个复杂的课题。
国内外学者对这一课题已经做了大量的工作， 但 迄 今 为 止，大 都 局 限 于 调 度 员 培 训 仿 真 系 统 （ＤＴＳ）应 用 ，所 建 模 型 也 往 往 是 面 向 具 体 装 置 ，通 用 性相对较差 。 ［１－７］ 况且由于实时性的限制，模 型 通 常 比 较 粗 略 ，仿 真 结 果 与 实 际 情 况 出 入 较 大 。
１）安 全 稳 定 控 制 系 统 模 型 由 一 个 主 站 模 型 和 若 干个子站模型构成。
２）主站模型负 责 收 集 各 厂 站 信 息，识 别 运 行 方 式 ，实 现 信 息 交 换 、切 机 切 负 荷 优 先 级 排 序 和 量 化 控 制等系统管理功能。
３）子 站 模 型 负 责 采 集 信 息、故 障 判 别，以 及 就 地 、远 方 控 制 。
（中国电力科学研究院电力系统研究所，北京市 １００１９２）
摘要：针对目前电力系统动态仿真分析 难 以 准 确 反 映 安 全 稳 定 控 制 系 统 动 作 特 性 的 问 题，提 出 一 种 安 全 稳 定 控 制 系 统 通 用 建 模 方 法 。 采 用 分 层 次 、面 向 对 象 的 建 模 思 路 ，实 现 了 对 实 际 电 网 中 的 安 全稳定控制系统特性的准确模拟，以及含安全稳定控制系统 模 型 的 动 态 仿 真 计 算。 该 方 法 层 次 清 晰、建模方便，克服了以往仿真软件因潮流转移导致的过负荷 引 起 距 离 三 段 动 作、反 时 限 原 理 保 护 动 作 和 涉 网 保 护 动 作 等 导 致 系 统 元 件 的 开 断 ，特 别 是 连 锁 故 障 引 起 的 大 面 积 停 电 等 复 杂 故 障 情 形 ， 不 能 真 实 反 映 安 全 稳 定 控 制 系 统 动 作 行 为 的 缺 点 ，同 时 减 轻 了 仿 真 计 算 的 工 作 量 。 仿 真 结 果 表 明 ， 含 安 全 稳 定 控 制 系 统 模 型 的 动 态 仿 真 程 序 ，为 分 析 电 力 系 统 全 过 程 动 态 稳 定 性 、研 究 防 止 连 锁 故 障 引起大面积停电的措施提供了有力的仿真工具。
作为安全稳定控制系统控制功能的主要载体， 子站模型通过主站模型获得运行方式等系统信息， 实时计算与本站相 关 的 断 面 潮 流 等 数 据，并 完 成 故 障信息识别和控制策略实现等功能。 ２．２．１ 故 障 信 息 识 别
故障 信 息 包 括 故 障 类 型、故 障 区 域 及 相 应 的 保 护动作行为等信息。通常控制措施与故障类型紧密 相 关 ，因 此 ，故 障 信 息 的 正 确 判 别 是 实 现 策 略 建 模 的 关键。根据用户对 安 全 稳 定 控 制 功 能 的 需 求，利 用 开 关 量 信 号 ，结 合 元 件 的 电 气 量 变 化 ，可 以 形 成 各 种 故障判别模型。图２给出了单相瞬时接地故障模型 （括号中数字 为 相 应 虚 拟 继 电 器 编 号），ＣＪＰ 表 示 跳 转，ＯＵＴ 表 示 输 出，均 为 逻 辑 操 作，单 瞬 故 障 指 单 相瞬时性故障。
变压器的电压、电 流 和 频 率，发 电 机 出 力，断 路 器 的 通 断 状 态 等 ；另 一 方 面 ，子 站 也 可 以 通 过 主 站 方 便 地 获得其他子站的相 关 信 息，从 而 实 现 不 同 厂 站 间 的 信息交换。
为了准确模拟安全稳定控制系统的动作行为， 主站模型需要根据发电机的开机方式和出力情况、 线路和变压器的运 行 状 态，以 及 负 荷 水 平 等 对 电 网 运 行 方 式 进 行 描 述 ，建 立 运 行 方 式 模 型 。 其 中 ，发 电 机 出 力 、负 荷 水 平 、线 路 和 变 压 器 的 运 行 状 态 等 信 息 作为模型的输入继 电 器，参 考 源 可 取 相 应 元 件 的 功 率或断路器的通断状态。 ２．２ 子 站 模 型
为了 使 继 电 器 能 够 正 常 工 作，需 要 为 其 定 义 参 考源。例如，图２ 中 的 Ｔａ（１４）继 电 器，其 参 考 源 为 时间常数１０ｍｓ。通过配置表的方式定义所有 继 电 器的参考源映射，最 终 将 梯 形 图 的 逻 辑 关 系 转 换 为 一系列可以执行的 判 别 表 达 式 的 集 合，从 而 实 现 对 故障信息判别功能的描述。
收 稿 日 期 ：２０１１－０４－１４；修 回 日 期 ：２０１１－０９－１６。 国 家 电 网 公 司 科 技 项 目 （ＳＧＫＪＪＳＫＦ［２００８］５６６）。
ＰＳＡＳＰ 稳定程序、ＰＳＤ－ＢＰＡ 稳 定 程 序 和 ＰＳＤ－ ＦＤＳ 全 过 程 动 态 仿 真 程 序 等 虽 然 考 虑 了 一 些 简 单 的低频和低压减载 模 型，但 安 全 稳 定 控 制 装 置 动 作 特性的实现主要依 靠 故 障 模 型 和 切 机、切 负 荷 等 控 制措施模型，这些模 型 主 要 用 于 确 定 的 系 统 运 行 方 式和故障下的动态 仿 真，对 于 潮 流 转 移 导 致 的 过 负 荷引起距离三段动 作、反 时 限 原 理 保 护 动 作 和 涉 网 保护动作等导致系 统 元 件 的 开 断，特 别 是 连 锁 故 障 引 起 的 大 面 积 停 电 等 复 杂 故 障 情 形 ，尚 缺 乏 系 统 、准 确的建模手段，难以 满 足 电 力 系 统 机 电 暂 态 和 中 长 期动态仿真的需求。
关 键 词 ：动 态 仿 真 ；安 全 稳 定 控 制 系 统 ；建 模 ；连 锁 故 障
０ 引 言
安全稳定控制系统是维护电网安全稳定运行的 有效措施，也是连锁 反 应 事 故 中 防 止 系 统 崩 溃 的 重 要防线。在电力系统动态仿真程序中建立符合国内 电网实际的安全稳 定 控 制 系 统 模 型，不 仅 可 以 实 现 更为准确的系统安 全 性 计 算 与 评 估，还 可 以 进 行 复 杂和严重事故的事 后 分 析，研 究 防 止 连 锁 故 障 引 起 大面积停电等的反事故措施。
１ 安 全 稳 定 控 制 系 统 的 建 模 方 法
１．１ 安 全 稳 定 控 制 系 统 模 型 的 结 构 层 次 安全 稳 定 控 制 系 统 通 常 按 分 层、分 区 的 结 构 设
计 ：由 一 个 或 多 个 主 站 系 统 构 成 一 级 控 制 层 ，多 个 子 站系统构成二级控 制 层，若 干 个 执 行 站 系 统 构 成 三 级控制层。实际应用中可根据需要构建更多的控制 层 次 ，且 不 同 地 区 的 安 全 稳 定 控 制 系 统 在 具 体 实 施 上可能会呈现出较大的差异。图１所示为典型的电 网安全稳定控制系统结构图。
安全稳定控制系统的控制策略涉及运行方式、 故障类别和控制措 施 等 多 个 环 节，组 合 方 式 非 常 复 杂，通常采 用 比 较 直 观 的 策 略 树 方 式，即 按 照 根 节 点→接线方式→潮流方式→故障方式→保护动作情 况→控制措施的顺序进行存储和查询 。 ［１０－１１］
本文 则 在 此 基 础 上 进 一 步 简 化，采 用 以 子 站 为 单位的方式对控制 策 略 进 行 建 模，根 据 不 同 的 运 行 方式和断面潮流挡 位，利 用 虚 拟 继 电 器 对 每 一 种 故 障及其相应的逻辑判别和控制措施进行分层 描 述 。 ［９］
第 ３６ 卷 第 ３ 期 ２０１２ 年 ２ 月 １０ 日
ＤＯ０１２．０３．０１２
Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．３ Ｆｅｂ．１０，２０１２
电力系统动态仿真中的安全稳定控制系统建模
吴 国 旸 ，宋 新 立 ，汤 涌 ，仲 悟 之 ，刘 涛 ，叶 小 晖
在国内外常用的电力系统暂态稳定仿真程序 中，如 ＰＳＳ／Ｅ，ＥＵＲＯＳＴＡＧ，ＮＥＴＯＭＡＣ 等，虽 然 提 供 了 一 些 简 单 的 ＳＰＳ （ｓｐｅｃｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ）模 型 ，但 种 类 不 够 丰 富 ，且 都 是 以 国 外 的 相 应装置为原型，与国 内 的 电 力 系 统 实 际 情 况 差 别 较 大，不能反映国内电 力 系 统 中 安 全 稳 定 控 制 装 置 的 动作特性 。 ［８］
２ 安 全 稳 定 控 制 系 统 的 模 型 建 立
２．１ 主 站 建 模 如前 所 述，主 站 的 主 要 功 能 是 负 责 整 个 稳 定 控
制 系 统 的 管 理 工 作 ，如 受 控 区 域 信 息 汇 集 、运 行 方 式 识别等。在面向对 象 的 建 模 体 系 中，主 站 模 型 为 一 个 信 息 综 合 类 ，其 主 要 成 员 为 受 控 区 域 内 的 变 压 器 、 线路和发电机等受 控 元 件 指 针，下 属 子 站 和 其 他 主 站指针以及运行 方 式 等。 通 过 这 些 指 针，主 站 可 以 方便地获得受控区 域 内 各 类 对 象 的 信 息，如 线 路 和
在 每 一 个 积 分 步 长 中 ，子 站 遍 历 所 属 线 路 、变 压 器 、发 电 机 和 直 流 输 电 线 路 ，所 有 元 件 就 地 判 别 与 本 元件相关的故障信息。图３所示为子站故障信息识 别模块。 ２．２．２ 控 制 措 施
控 制 策 略 中 常 见 的 措 施 有 切 机 、切 负 荷 、快 关 汽 门、解列、调制直流 输 电 功 率 和 闭 锁 直 流 线 路 等，有 效的控制策略需要根据实际情况通过定值整定的方 式对可控对象进行优先级及控制量的排序。