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继电器基于频谱分析的二手发电机跃变量补偿算法王庆平。陈超英，王海吉，刘益青，梁磊天津大学电乃系。天津300072同时也避免非昂形的敖值振荡，真实验结果明该算法在电勺系统故4以及开关动，等哲态过程的二手发电机跃艾量，真方面具，广泛应用。同时这护基于领谱分析的误差补偿方法亦可吞广到其他电乃系统哲态仿真的领域中。1 1引言同步发电机的电磁暂态仿真多农用的是隐式梯形法梯形法兑法简笮。数值稳定，精度也较高，误差为，3.但当系统中有故障发生或开关操作时，网络中非状态变量如电感电压电容电流等产生跃变如果认为所存电设均连续变化。+进厅跃变量计戴则会引起不衰减的非原形数字振荡。 目前，对于跃变量的计算多直接采用向后欧拉法或阻尼梯形法向后欧拉法无数值振荡但精度低于梯形法，误差为022；阻尼梯形法精度介于梯形法和欧拉法之间，仍有衰减的震荡，衰减速度与阻尼因子有关。因此，建立可避免数值振荡且精度较高暂态仿真的精确性，分析，从简单的电感。电容元件出发，进步得到了同步二手发电机跃变量计算的综合友模。并在此基础上编写程序进行算例仿真验证了算法的可靠性。 2频谱分析与1.1支路跃变量模型2.I频谱分析法作分析实际系统网络时，尤论系统元件的电压电流波形如何，都具有定的频谱特性。根据这特性，可以对模型的误差进行分析，然后根据叠加原理求总体的计算误差程设元件中屯压电流为，=sinwf+.将上式代入元件模型方程其不匹配量即为该模型对频率分量的计算误差。当激励含有多个频率分量时，将各频率分量叠加，即为补偿误差。 2.2乩支路的跃变量补偿模型向后欧拉法可有效防止数值振荡，因此电量的跃变量计算多采用欧拉法。但其截断误差较大，约为，故需进行补偿。 对厂支路有1=化。应用欧拉法以式中丑为步长。 将1式代入得右边=008，可，对于任意频率式3两侧并不相等。 这是由于向后欧拉法造成两侧存在不平衡分量，其只与算法有关，而与激励无关。如使方程两侧重新匹配，则可对频率，分量进行精确计算。由网络分析可知。元件中电压电流占定频带。主导频率只有个。如我们使算法对主导频率精确汁兑。则可有效减小总体误差。令主导频率为叫般可取。，戌姻，弈分工频50出，对方程进行修正使在主导频率下即，罐2式中增加上式的修正分量令培丁则1式。可变为其基厂欧拉法的绽合友模九3.2求解综合友模的等值电导6和注入电流源由1可看出同步二手发电机的等值电路由电感电容电阻和电流源组成，因此可采用类似前文的方法对发电机模型进行修正。本文对同步发电机采用型接口尚单。度高，且无须预测校纟的友模电路。应叫文献1的方法可得到1轴尤跃变时3求解6，修正前的方程为，电感友模方程可修正为理，对于，支路，应用同样的方法进行误差分析修正，其友模为十类比为电磁量的节点电压；平为磁链；丑为步长。 采修算法以3二手发电机支路友模的跃变量计算厂面以轴为例推导发电机跃变量综合友模。  3.1仿真等值电路如令等值电导6则等值法，入电流源为。 则原方程可化为4，+1=冰5+1+Jd其中掊7同理，令等值电导=则注入电流源为同理，令等值电导6则注入电流源为=6，原方程可化为+1其中方=7同理值屯与则注入电流源为丸= 3.3轴对导纳及注入电流源矩阵的修正I3整理得木文以华中电15001系统为例逃行仿真2.葛洲坝凤凰山37500线路距葛洲琐约46发生人相单相短路，6，1！8后保护动作断开。 仿真波形。其中1为故障录波结果转换为本文形输出系统格式的波形；为本文算法的仿真结果；叱为向后欧拉法的仿真结果；为阻尼梯形法的仿真结果。可1中不仅仿真精度较1和商，1.避免了中的振荡。 山仿真结果可以看出采用1；1呢梯形法会产卞。衰减的数值振荡；采用向后欧拉法换路后初瞬以差较大；而采用本文的补偿法录波的结果也十分相近。 所以，该算法在防止振荡的同时，精度也得到了大大白9提尚，5结论同步发电机的电磁暂态仿真过程中，如有故障发生成关操作采用隐式梯形法等方法建模计兑跃变+会产生数仉振荡，而采用欧拉法则精度不高，木文从向后欧拉法的综合友模出发。根据频谱分析的原理。推导出发电机的补偿友模方程。从而大大地提，了计算的梢度仿真结果明。该算法模型简取数值稳定性好，精度远远高于向后欧拉法且有效地消除了数值振荡，可用于系统故障及开关操作时同步发电机电磁暂态的研允基于频谱分析的误羌补偿算法亦可应用于电乃系统中其他元件的跃变仿真研宄。 4跃变量仿真算法的实现及其算例继电器基波及各次谐波的有效值，计算量大，当电流中所含谐波次数较高，每工频周期内采样点数较大时，微机尤法，足保护响应违度的要求式6算法汁兑量要小得多，但如前仿真计算，它受非周期分量的影响大，且没有相应的修正算法。采用本文提出的方法可有效地解决这问当电流采样值与它个周波前的采样值之间的差值较大时，认为存在非周期分量，对采样值进行修正。 5结论期分量的其它方法相比，其突出特点是，它不是针对任何特定算法而设计的，从而对所有算法均适叫。 微机保护中，采用本方法对采样值进正。，明嘛小非周期分量对计兑的出口牾其实现拊加令较小。仿真计兑和实1；+应用均证实本文法的可行性和有效性。 2杨念慈。校正非周期分量对傅立叶算法影响的分段并联滤波器及其计算程序。电力自动化设备，1993，3. 3周大敏。递推富氏算法中衰减非周期分量的消除方法。 从事电力系统自动化继电保护谐波治理等方面的教学和科研工作；潘华1966，男，高级工程师，主要从事电力系统自动化继电保拉等方面的科研和生产工作；江亚群197女，硕士，讲师，主要从事电工技术微机保护电气测量等方面的教学和科研工作。 专业诸侯快讯皇冠我们用专业的态度服务每一位客户 诸侯快讯皇冠行业第一站。 |
