[发明专利]一种场-路-网-控耦合的同步调相机无功补偿仿真方法

说明书

本发明提供一种同步调相机无功补偿控制仿真方法，首先，在多物理域联合仿真软件中建立电力系统模型，实现电力系统潮流分布的计算；其次，根据同步调相机的形状、结构，采用有限元分析软件建立二维场的有限元模型，求解以实现对同步调相机电磁过程的模拟，获得模拟结果，直至模拟结果满足并网需求的条件，进而建立包含同步调相机的场路耦合仿真模型；最后，在Matlab/Simulink中建立同步调相机励磁控制系统模型，建立场‑路‑网‑控耦合的同步调相机无功补偿仿真系统，实现当电力系统发生故障致使电网电压发生变化时，对同步调相机的励磁系统的控制，发挥同步调相机的无功补偿功能，从而改善电力系统发生故障时的故障深度。本发明通过对同步调相机无功补偿控制过程进行仿真模拟，对同步调相机的励磁控制提供理论指导，从而减少设计失误，节约设计成本。

技术领域

本发明涉及电磁控制领域，更具体地，涉及一种同步调相机无功补偿控制仿真方法。

背景技术

同步调相机作为无功补偿设备，在动态特性及容量等方面具有突出优势，被广泛应用于特高压直流输电工程等领域。同步调相机运行时转子上不带机械负载，电机内部除损耗外没有有功功率转换，与外界主要进行无功功率的交换。当电力系统发生故障系统电压发生波动时，向电力系统提供或吸收大量的无功功率，进而维持电网电压使电力系统的故障深度减小，增强电力系统的稳定性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种同步调相机无功补偿控制仿真方法。

根据本发明实施例的同步调相机无功补偿控制仿真方法，包括：

步骤1：采用多物理域联合仿真软件建立电力系统模型，包括以下步骤：

步骤1.1：建立发电系统模型；

步骤1.2：建立变电系统模型，实现变电系统和发电系统的电连接；

步骤1.3：建立输电系统模型，实现输电系统和变电系统的电连接；

步骤1.4：建立用电系统模型，实现用电系统和输电系统的电连接，完成无故障电力系统模型的建立；

步骤1.5：建立电力系统故障模块模型，完成有故障电力系统模型的建立；

步骤2：采用有限元分析软件建立同步调相机有限元电磁过程仿真模型，包括以下步骤：

步骤2.1：取同步调相机截面进行建模，所述模型包括由由开槽的定子、转子、定子绕组、转子绕组和空气组成的系统，所述定、转子绕组分别位于所述的定子和转子的槽内；

步骤2.2：利用所述有限元分析软件材料定义编辑器创建分属不同结构的材料，并将不同结构指定为不同的材料；

步骤2.3：在电磁场分析部分，设定远场区域边缘处磁势为零，激励源施加在所述定、转子绕组上；

步骤2.4：在运动选项设置部分，选定转子部分为旋转运动；

步骤2.5：划分所述同步调相机的网格；

步骤2.6：对同步调相机二维场模型进行求解判断是否满足并网条件；

步骤3：建立包含同步调相机的场路耦合仿真模型；

步骤4:采用Matlab/Simulink软件建立同步调相机励磁控制系统模型，包括：

步骤4.1：实时采集同步调相机的接入点电压作为电压检测值；

步骤4.2：将电压检测值值与电压基准值作比较，并产生相应的控制信号进而控制同步调相机的转子绕组的激励源；

步骤5:建立场-路-网-控耦合的同步调相机无功补偿仿真系统；