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《繼電保護數(shù)字仿真建模方法與系統(tǒng)開發(fā)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、山東大學博士學位論文中文摘要繼電保護裝置的正確動作對于整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行起著至關重要的作用。傳統(tǒng)的保護測試手段成本高、靈活性差，對于保護裝置內部元件的動作過程也無法進行觀察。隨著計算機技術的發(fā)展，基于純軟件的繼電保護數(shù)字仿真技術受到人們的青睞。利用該技術，能夠靈活再現(xiàn)電力系統(tǒng)的各種故障過程，研究不同原理保護在不同工況下的動作行為，觀察保護的動態(tài)響應過程，分析影響保護正確動作的各種因素，對保護的原理進行評價和改進。因此，繼電保護數(shù)字仿真技術在繼電保護的研究、開發(fā)、教學以及工程師的培訓中都有著重要的應用價值。本文
2、圍繞繼電保護數(shù)字仿真所涉及的一次系統(tǒng)建模、互感器建模、繼電保護建模以及仿真系統(tǒng)開發(fā)等方面開展研究工作，主要研究內容如下：(1)提出了基于“極值對”記憶與遺忘特性的電流互感器模型。歸納了基于Preisach理論鐵心建模的兩個假設和磁化曲線的三種分類，提出鐵心磁化軌跡的兩個決定因素：磁場強度所經(jīng)歷極值點和磁場強度的變化趨勢。針對前者，提出了鐵心對于磁場強度“極值對”的記憶與遺忘特性：鐵心會記憶磁場強度所經(jīng)歷的極大值點和極小值點(包括兩種特殊的“極值點”)，這些極值點按照時間由近及遠的順序，一一組合為“極值對"；當所處
3、的磁場強度大于等于(小于等于)原來所記憶的極大值點(極小值點)時，鐵心會遺忘該極值點所對應的“極值對”；僅剩一個極值點無法構成“極值對”時，不會發(fā)生遺忘現(xiàn)象；鐵心所記住的最近的極值點即是鐵心運行中的一般磁化曲線的起點，如果沒有極值點被記住，則鐵心運行于基本磁化曲線。提出了基于該特性的鐵心建模方法，利用該方法建立了電流互感器數(shù)字仿真模型，仿真結果驗證了該模型以及建模方法的準確性和有效性。(2)提出了一種基于積分等效和疊加原理的CVT數(shù)值建模方法。利用梯形積分等效變換，將CVT高階等值電路化為t時刻僅包含電流源、電阻
4、和輸入電壓源的直流電路，然后建立其節(jié)點電壓方程，只需求解簡單的線性方程組即可完成對于CVT暫態(tài)過程的模擬；利用疊加原理將CVT一次電壓分解為正常分量和故障分量，解決了算法的初始值問題。根據(jù)提出的數(shù)值建模方法設計了一種CVT暫態(tài)誤差修正方案，在CVT參數(shù)已知的情況下，能夠由CVT二次電壓精確地計山東大學博士學位論文算出一次電壓。仿真結果證明了CVT建模方法和暫態(tài)誤差修正方法的正確性和有效性。(3)現(xiàn)有振蕩模型的建立都是通過改變“O-t時間段的平均頻率"來實現(xiàn)，不能直接反映系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)。為解決該問題，本文提出了
5、一種基于瞬時頻率的振蕩建模新方法，通過對瞬時頻率的變化在約束條件下進行擬合，能準確地仿真出實際系統(tǒng)的振蕩過程，不受“O-t時間段平均頻率”的束縛。利用該方法，建立了一種全過程振蕩模型，通過Matlab中的電力系統(tǒng)仿真軟件包PSB對其振蕩以及振蕩中發(fā)生故障的情況進行了仿真。仿真結果表明，該模型可以準確反映預先設置的頻率變化規(guī)律，滿足繼電保護研究的要求。(4)針對目前繼電保護數(shù)字仿真在模型種類、靈活性以及應用方面的不足，本文提出并構建了一個通用繼電保護數(shù)字仿真平臺。該平臺具有三方面的特點：其一，建立了繼電保護仿真元件
6、庫。元件庫由濾波庫、算法庫、啟動元件庫、選相元件庫等子庫組成，包含了繼電保護研究中最為常用的算法和元件模型，可以方便地搭建不同種類的繼電保護模型。其二，設計了友好的人機交互界面。充分借助圖形、波形、數(shù)據(jù)和向量圖等形式，從可視化的角度展現(xiàn)系統(tǒng)結構、參數(shù)設置、運行狀態(tài)、故障特征、繼電保護工作原理及動作行為。其三，能夠真實地反映電力系統(tǒng)正常及不同故障情況下的物理現(xiàn)象；反映互感器對電壓、電流信號的傳變過程；動態(tài)顯示不同原理繼電器對故障的完整響應過程，以“透明”的方式展現(xiàn)繼電保護的工作原理和技術特點。(5)在深入分析距離保
7、護基本原理的基礎上，利用通用仿真平臺設計開發(fā)出微機型距離保護動態(tài)仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠對電力系統(tǒng)的各種工況，包括正常、不正常以及各類故障進行仿真，動態(tài)顯示故障發(fā)生后的電磁暫態(tài)過程；能夠較為完整地反映距離保護的啟動、選相、阻抗計算、阻抗比較等環(huán)節(jié)的動作響應過程和相互配合情況。整套仿真系統(tǒng)在同一編程環(huán)境下開發(fā)，無需任何數(shù)據(jù)格式轉換；一次系統(tǒng)仿真與距離保護仿真同步進行，逐點計算，逐點顯示仿真結果。系統(tǒng)可以實現(xiàn)閉環(huán)仿真，保護的動作結果可直接反饋至一次系統(tǒng)模型。仿真系統(tǒng)設置靈活，能夠對距離保護的各類影響因素進行仿真和分析。關
8、鍵詞：繼電保護；數(shù)字仿真；電流互感器；電壓互感器；振蕩；建模；仿真平臺；距離保護n山東大學博士學位論文ABSTRACTThecorrectoperationofprotectionrelaysiscrucialtothesecurityandstabilityofpowersystems．Traditionalrelaytestingmethodscosthighandh
