电力系统仿真答疑总结.doc

1、系统仿真的分类及作用。

系统仿真分类：按系统模型的类型分类：1）连续系统仿真——系统模型以微分方程描述；2）间断（事件）系统仿真——系统模型以面向事件、面向进程、面向活动的方式描述；3）连续/间断（事件）混合系统仿真；4）定性系统仿真——系统模型以模糊理论等描述。

按仿真的实现方法和手段分类：1）物理仿真；2）计算机仿真，又称数学仿真；3）实物在回路中的仿真，一般称为半实物仿真；4）人在回路中的仿真。(物理仿真要求模型与原型有相同的物理属性，其优点是模型能最真实全面地体现原系统特性，缺点是模型制作复杂、成本高、周期长、灵活性差；计算机仿真的优缺点正好与物理仿真相反。)

系统仿真作用:人类认识或研究、开发一个系统可以通过理论推演或实物试验的方法进行，但对于一些大的、复杂系统，如一个电网，无法得到其数学模型的解析解，有的子系统甚至无法得到可信的数学模型，而由于多种条件限制，实物试验不可能做或做起来困难很大，这样就只能借助于模型试验（即仿真）来达到认识或研发一个系统的目的。通常在下列情况时一般考虑用模型试验（仿真）而不用实物试验：1）不存在完整的数学公式，或者还没有一套解答数学模型公式的方法；2）虽然可以有解析法方法，但数学过程太复杂，仿真可以提供比较简单的求解方法；3）解析解存在而且是可能的，但超出了个人的数学能力，因而应该估计一下，建立仿真模型、检查并且运行模型的费用比起向外求助以获得解析解，何者合算；4）希望在一段较短的时间内能观测到过程的全部历史，以及估计某些参数对系统行为的影响；5）难于在实际的环境中进行实验观测；6）需要对系统或过程进行长期运行的比较，而仿真则可以随意控制时间，使它加快或减慢。

2、计算机仿真的三要素和三项基本活动。

三个要素是：系统、模型、计算机。

三项基本活动：模型建立、仿真模型建立、仿真试验。

三个要素和三项基本活动的相互关系：

3、画出电感、电容的“瞬态伴随电路”分别用梯形法和阻尼梯形法推导电路中诺顿电导和电流源的差分表达式。

(1)电感元件L

L的电压-电流关系为

用梯形积分法有

即可写成

上式为计算机数值递推模型也称为电感元件L的瞬态伴随模型，由数学模型转化为数值模型为

图右边的数值模型等效电路(电感L的瞬态伴随模型等效电路)，由一个等效电阻(电导)gL和一个等效电流源ISL并联组成，在进行第K步uk、Ik计算时，ISL已由前一步的uk-1、Ik-1得到，是已知的。

(2)电容元件C

C的电压-电流关系为

用梯形积分法有

即可写成，其等效电路为

(3)带阻尼电感

带阻尼电感的电压-电流关系为

用梯形积分法有

即可写成

(4)带电阻电容

带电阻电容的电压-电流关系为

则有

即可写成

4、试推导无损单长线贝杰龙模型（第三章13-14页）

如图所示的无损长线，两端节点分别为k、m，由无损长线微分方程通解得

其含义是：若观察者沿x以速度v移动，则在他所在位置观测到的u(x,t)±Zi(x,t)对该观察者而言分别始终不变。

设τ=l/v，假如观察者在t-τ时刻从k点出发，在t时刻到达m点，根据上述推理有

则有如下等效电路模型：

由贝杰龙模型的数学表达式及其等效电路可总结其特点：(1)k和m是一个线路元件的两端节点，在计算时可按两个分离节点计算；(2)无损单长线的贝杰龙模型由两个分开的诺顿等效电路构成，其中诺顿等效电阻值等于线路波阻抗，诺顿等效电流源由另一端前τ时刻的电压、电流值确定，从数值角度看，对当前计算步长而言，电流源是已知的。

5、三相输电线路计算的相模变换与对称分量法有何异同？（第四章20页）

相—模变化法中地模分量方程是由零序参数确定的微分方程，线模分量方程是由正序参数确定的微分方程，这与对称分量法十分相似，只是对称分量法用于单频复域的相量值稳态计算，而相-模变换用于时域的瞬时值暂态计算。

6、为什么变压器计算要用逆电感矩阵模型？（第五章27-28页）

只有不忽略励磁电流时才能用耦合[R]和[L]支路模拟变压器，而且只要输入数据有很高的精度，在EMTP中求[X]的逆矩阵是不成问题的，但对低精度的计算机却可能成为一个问题。因此，一般应倾向于采用逆电感矩阵的模型。如果忽略励磁电流，那么模拟变压器的唯—方式是通过矩阵[R]和[L]^-1，因为[R]和[L]^-1不是病态矩阵，它适用于励滋电流为包括零在内的任何数值。

7、如何对三相三绕组（Y-Y-△）变压器零序短路试验数据进行修正，获得星形等效电路参数。（第五章32-33页）

假定一个三绕组变压器一次和二次侧为中性点接地的星形连接，第三绕组为三角形连接。在这种情况下，在一次和二次绕组之间零序短路试验时，不但二次绕组是短接的，而且第三绕组也是短接的，因为闭合的三角形为零序提供了一个短路通道．这种情况下，可通过修正短路试验数据以适应