基于RTDS的机电-电磁暂态混合实时仿真及其在FACTS中的应用

李秋硕 张 剑 肖湘宁 李 伟 汪 建

（华北电力大学电气与电子工程学院 北京 102206）

1 引言

随着电力电子技术的在电力系统中的广泛应用，FACTS技术在电力系统稳定和控制方面发挥越来越重要的作用，但同时FACTS技术也对电力系统本身带来巨大的影响，尤其是当多个FACTS设备存在时，他们之间存在着相互影响。当这种影响使得各自的特性变好时，称为正交互影响；当影响使得特性变差时则称为负交互影响[1]，这是我们不愿意看到的。当电力系统受到扰动后，在故障后瞬间，由于各元件中电场和磁场以及相应的电压和电流的变化，会产生持续时间为ns、μs、ms的快速暂态过程，称之为电磁暂态；而由于发电机和电动机电磁转矩的变化所引起的电机转子机械运动的变化以及机组励磁、调速系统的响应，从而产生持续时间为几秒钟、几分钟的暂态过程，称之为机电暂态[2]。利用实时电磁暂态仿真工具[3-7]，可以与物理控制设备实现闭环连接，精确地模拟FACTS控制器的动态特性。但由于仿真算法与实时性的限制，电磁暂态仿真的规模受到限制，无法实现对大系统的实时数字仿真，需要对系统进行等值化简，影响了仿真的准确性。机电暂态仿真程序可以满足大系统实时仿真的要求，但在FACTS控制器研究中，基于基波向量模式的机电暂态程序难以模拟 FACTS装置的快速暂态特性、波形畸变特性以及次同步谐振等。

在实际系统中，电磁暂态过程与机电暂态过程是同时发生并相互影响的，如能把二者合并起来统一考虑，不但有助于了解大系统暂态稳定过程的动态特性，而且有助于对大系统中某一部分子网的详细暂态变化过程进行分析。……