变电站混合仿真系统探讨与实现

本文说明了变电站仿真技术的重要意义,研究了电力系统实时仿真技术及变电站仿真培训系统,设计并实现了实用型的变电站实时仿真子系统;本文在TS2000变电站培训仿真系统全动态电网仿真的基础上,研究了全动态电网仿真和变电站实时仿真的实时交互原理及两者之间实时数据交换方法,设计并实现电网仿真和变电站仿真接口系统;设计并实现变电站实时仿真子系统和物理设备接口系统,并完成了变电站数字物理混合仿真培训系统的构建;将本论文的研究成果应用于浙江省电力教育培训中心浙西分中心110kV教学变电站培训仿真系统中,使变电站数字物理混合仿真培训系统得到实际的工程应用。浙西220kV集控站仿真培训系统是由多座220kV、110kV虚拟变电站,及一座真实的110kV自动化变电站(即浙西110kV教学变电站)构成联合运行的集控站混合仿真培训系统。它具有技术先进、功能强大、仿真范围全面、现场氛围真实等优点。本系统不仅完整模拟了一个由220kV、110kV线路和多座变电站构成的典型局部电网、一套集控站监控系统、以及三座变电站不同的监控系统、保护和测控屏柜、一次设备三维场景等,还成功地实现了110kV教学变(综合自动化变电站)二次真实设备的交流电压与电流加载和电气运行信息上传等功能,这项将真实变电站的全部设备与集控站仿真软件联合运行的变电混合仿真技术,在全国仿真开发领域具有开创性的领先水平。【关键词】：变电站混合仿真浙西
【论文提纲】：摘要2-3Abstract3-7第1章绪论7-141.1本课题目的和意义7-81.2仿真系统在电力行业的应用8-101.3变电站仿真培训系统概况10-131.3.1概述101.3.2变电站仿真培训系统的分类10-121.3.3变电站培训仿真系统的培训内容12-131.4本文的主要工作13-14第2章变电站混合仿真系统14-252.1变电站混合仿真系统概述142.2变电站混合仿真系统的基本架构14-162.3变电站混合仿真系统的基本功能16-172.4变电站混合仿真系统的软件系统17-192.5变电站混合仿真系统的硬件系统19-232.6关键技术23-242.6.1接口系统23-242.7本章小结24-25第3章全动态电网仿真子系统25-443.1全动态电网仿真子系统概述253.2电力系统的动态模型25-323.2.1同步发电机模型26-283.2.2系统网络模型28-323.3仿真求解算法32-413.3.1微分方程的求解32-353.3.2长期模型和暂态模型的协调计算35-373.3.3联立求解373.3.4自动变步长的算法37-413.4电网仿真子系统与变电站实时仿真子系统的对接41-433.5本章小结43-44第4章变电站实时仿真子系统44-534.1变电站实时仿真子系统概述444.2几个暂态模型44-514.2.1电压源44-454.2.2线路45-464.2.3变压器46-474.2.4刀闸开关组47-484.2.5单端无源元件48-494.2.6故障49-514.3全动态电网仿真子系统算法51-524.4本章小结52-53第5章浙西110kV教学变培训仿真系统的实现53-655.1系统原理53-555.2系统构成55-585.2.1硬件系统构成555.2.2硬件系统布置55-565.2.3软件系统56-575.2.4电网实时仿真575.2.5混合仿真接口系统57-585.2.6配置文件585.3浙西混合仿真培训系统设计58-615.3.1系统功能58-595.3.2系统设计59-615.4系统测试应用效果61-645.4.1变电站实时仿真计算测试结果61-625.4.2系统测试结果62-645.5本章小结64-65第6章结论与展望65-66参考文献66-71附录71-78工程硕士研究生个人简历78-79致谢79