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随着电力系统和新能源发电技术的发展,多变的电网潮流方式、快速增长的负荷以及日趋复杂的电网结构给电力系统的安全运行带来了挑战。当电力系统出现短路故障,冲击负荷等情况,造成电网电压短时间较大幅度波动时,发电机通过快速调节励磁系统,维持机端电压在给定水平,对电力系统的动态行为有着至关重要的影响。因此,研究励磁系统模型对电力系统仿真分析具有重要作用。中国电力科学研究院自主研发的电力系统仿真软件PSASP具有灵活的用户程序接口和自定义建模功能,其自带的模型大多根据我国运行现场的实际情况而制定。为促进PSASP在全球范围内的进一步推广使用,使其成为拥有广泛用户群体的电力系统仿真软件,有必要增加IEEE标准模型和国外仿真软件中的实用模型。本文依托中国电力科学研究院与巴基斯坦合作的实际工程项目,以IEEE标准励磁系统模型为研究对象,主要做了以下工作:(1)按照励磁电源的不同分类,对比研究PSASP模型库与IEEE标准的励磁系统模型,提取出两者对应较好的励磁模型,比较其结构和参数上的异同,分析了模型间转换的可能性,总结并归纳了模型转换间的对应关系。(2)提出了基于自定义模式的模型转换策略,把待转换模型间对应的差异关系对应为一个处理流程,将不同模型转换间相同的处理流程提取出来,建立了励磁模型转换关系的模式库;采用XML语言描述模式库中的转换模式,通过C++语言编写了 IEEE励磁模型与PSASP中励磁模型的转换程序。采用单机无穷大系统进行了动态校验,验证了转换程序的有效性和模型间对应关系的准确性。(3)以励磁模型为例,分析了动态建模中初值不平衡的几种原因,总结了建模的初值平衡原则及方法,针对与PSASP不存在对应关系的11个IEEE励磁系统模型,在充分掌握动态模型结构的基础上,采用PSASP提供的UDM平台进行了模型搭建,以直流励磁系统模型DC3A、交流励磁系统模型AC7B、静止励磁系统模型ST2A为例进行了说明;采用单机无穷大系统,仿真验证了 UD建模的准确性。(4)选取励磁电压顶值倍数和励磁电压响应时间作为衡量励磁系统动态性能的指标,采用单机无穷大系统,通过强励仿真实验,比较了各励磁系统的动态性能。采用CIGREB4-39风电并网系统,比较了几种励磁模型平抑风电波动和故障后的动态特性。论文成果已通过工程项目验收,满足工程需要。