[发明专利]一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统暂态稳定分析领域，特别是涉及一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法。

背景技术

随着改革开放和现代化建设的深入发展，我国铁路电气化建设步伐不断加快。铁路电气化牵引以其高速、重载、节约一次能源和环境污染轻等优点而被越来越广泛地应用在现代铁路运输中。随着高速铁路的迅猛发展，电气化铁路已成为电力系统的主要负荷之一。电力机车作为一种大功率整流负荷，当其接入电网运行时，在电力系统中产生的大量谐波和负序分量，如不采取措施加以治理，将对电气设备及电网的电压质量和电力系统的安全经济运行造成严重的威胁。因此，电牵引负荷谐波问题自提出以来，就得到了包括我国在内的世界上很多国家的铁道部门和电力部门有关科研人员的高度重视，并展开了一系列的研究。

在以往的电力系统暂态稳定分析计算中，牵引变电站一般情况下都是处理成PQ节点，即采用功率恒定模型来进行电力系统的暂态稳定分析。但是，牵引负荷波动性大，并向电网注入谐波，特别是当电力系统发生故障时，牵引变电站高压侧电压急剧下降，此时高速动车组会自动调节负载的功率，类似电力系统的低压减载，因此，在电力系统暂态稳定计算中牵引变电站采用PQ模型所得到的结果通常会与实际结果有一定的差异，会出现较大的误差，不能准确地反映电力系统暂态稳定的真实情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法，能够根据高速铁路牵引变电站的谐波和低压自动减载的特征进行暂态稳定计算，从而提高了暂态稳定分析的精度。

为了解决上述问题，本发明公开了一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法，包括以下步骤：

根据牵引变电站节点设定的有功功率P、无功功率Q值，把整个牵引变电站当作PQ节点来处理，计算出牵引变电站高压侧母线的基波电压幅值和相位；

根据基波电压幅值和相位计算出实时的节点电压，并根据节点电压查询牵引变电站的功率-电压曲线，得到实际的负载功率；

根据查得的负载功率计算牵引变电站进线侧的基波电流值；

根据各次谐波电流与基波电流的幅值比值，计算出牵引变电站实际注入电力系统的各次谐波电流值的实部和虚部；

将各次谐波电流值的实部和虚部，反馈给PSASP主程序。

进一步地，所述牵引变电站高压侧母线的基波电压幅值和相位由电力系统分析综合程序计算，并输入牵引变电站模型中。

进一步地，所述牵引变电站模型将各次谐波电流值的实部和虚部反馈给电力系统分析综合程序。

进一步地，所述根据节点电压查询牵引变电站的功率-电压曲线，得到实际的负载功率包括以下步骤：

查询牵引变电站的功率-电压曲线得到功率发挥系数；

将功率发挥系数乘以额定功率得到实际的负载功率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法中考虑了动车组负荷的功率-电压特性，当电压下降时牵引变电站功率迅速下降，因此得出的暂态稳定分析结果更为精确，提高了电力系统暂态稳定分析的精度，具有极为重要的工程使用价值。

另外，通过在PSASP中采用用户自定义接口实现牵引变电站模型，从而可以方便地应用于大型多机电力系统暂态稳定分析中。

附图说明

图1是本发明一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站的计算方法实施实例的流程图；

图2是本发明的一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法中的牵引变电站的功率发挥曲线图；

图3是本发明的一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法实施实例的电网络图；

图4是本发明的一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法实例仿真后牵引变电站高压侧功率变化曲线比较图；

图5是本发明的一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法实例仿真后牵引变电站高压侧电流变化曲线比较图。

图6是本发明的一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法实例仿真后牵引变电站高压侧母线电压变化曲线比较图。

图7是本发明的一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法实例仿真后发电机功角波动变化曲线(G5-G6)。

图8是本发明的一种用于电力系统暂态分析的牵引变电站计算方法实例仿真后发电机功角波动变化曲线(G5-G4)。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。