文章解读与仿真程序复现思路——高电压技术EI\CSCD\北大核心《基于储能型柔性直流励磁系统的抽水蓄能机组调频控制策略》

本文主要是介绍文章解读与仿真程序复现思路——高电压技术EI\CSCD\北大核心《基于储能型柔性直流励磁系统的抽水蓄能机组调频控制策略》，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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这篇论文的核心内容是研究和提出了一种基于储能型柔性直流励磁系统的抽水蓄能机组调频控制策略。主要贡献和研究内容包括：

1. 问题背景：随着新能源的大规模并网，电力系统的频率安全面临挑战。抽水蓄能机组作为电力系统重要的调节手段，其调频能力在定速机组中受到水锤效应的限制。

2. 研究目的：为了提高定速抽水蓄能机组的调频性能，研究基于储能型柔性直流励磁系统的控制策略。

3. 系统分析：分析了储能型柔性直流励磁系统的控制原理和定速抽蓄机组的调频机理。设计了调频策略，包括在发电工况和抽水工况下的应用。

4. 控制策略：提出了具体的调频控制策略，包括利用储能型柔性励磁系统的主动惯量支撑来补偿水泵水轮机的调频出力反调，以及在抽水工况下通过储能装置参与电力系统的惯量响应和一次调频。

5. 理论分析：从理论上分析了所提策略对机组自身和系统频率的影响，包括对惯量响应特性和一次调频特性的分析。

6. 仿真验证：通过仿真结果验证了所提控制策略可以有效发挥储能型柔性直流励磁系统的优势，提升定速抽蓄机组的调频性能，维护电网频率稳定。

7. 关键词：抽水蓄能、柔性直流励磁、储能型励磁系统、惯量支撑、一次调频、水锤效应。

根据提供的文章摘要和内容，复现仿真的基本思路可以概括为以下几个步骤，并以伪代码的形式表示关键程序结构：

1. 初始化系统参数：定义抽水蓄能机组、水电机组、风电机组等相关参数。

2. 搭建仿真模型：根据文章描述，构建包含定速抽蓄机组的电力系统仿真模型。

3. 实现控制策略：根据文章提出的调频控制策略，编写控制算法，包括发电工况和抽水工况下的控制逻辑。

4. 仿真事件设置：设置仿真中的事件，如负荷变化、系统故障等。

5. 仿真运行与数据记录：运行仿真，记录系统频率、机组出力、励磁系统状态等关键数据。

6. 结果分析：分析仿真结果，验证控制策略的有效性。

以下是使用伪代码表示的仿真复现思路：

# 步骤1: 初始化系统参数
class SystemParameters:def __init__(self, ...):# 定义抽水蓄能机组、水电机组、风电机组参数...# 步骤2: 搭建仿真模型
class SimulationModel:def __init__(self, system_params):# 使用系统参数初始化仿真模型...def setup_model(self):# 搭建模型，包括励磁系统、电力系统等...# 步骤3: 实现控制策略
class ControlStrategy:def __init__(self, ...):# 初始化控制参数...def generate_mode_control(self, mode):# 根据模式（发电工况、抽水工况）生成控制策略if mode == 'generating':# 发电工况下的控制逻辑...elif mode == 'pumping':# 抽水工况下的控制逻辑...def apply_control(self, system_state):# 应用控制策略，根据系统状态计算控制输出...# 步骤4: 仿真事件设置
class SimulationEvents:def __init__(self, ...):# 定义仿真中的事件，如负荷突增、系统故障...def trigger_event(self, time):# 在指定时间触发事件...# 步骤5: 仿真运行与数据记录
def run_simulation(model, strategy, events, params):simulation_data = {}while simulation_time < max_simulation_time:current_state = model.get_state()control_output = strategy.apply_control(current_state)model.update_state(control_output)simulation_data.update(record_data(model, control_output))if events.check_event(simulation_time):events.trigger_event(simulation_time)simulation_time += time_stepreturn simulation_data# 步骤6: 结果分析
def analyze_results(simulation_data):# 分析频率变化、机组出力、励磁系统状态等...# 主程序
if __name__ == "__main__":system_params = SystemParameters(...)sim_model = SimulationModel(system_params)control_strategy = ControlStrategy(...)simulation_events = SimulationEvents(...)sim_data = run_simulation(sim_model, control_strategy, simulation_events, system_params)analyze_results(sim_data)

请注意，上述伪代码仅为表示仿真复现思路的高层次结构，并不包含具体的数学模型和算法实现。实际编程时需要根据文章中给出的具体公式和控制策略，使用适当的编程语言（如MATLAB、Python等）和仿真工具（如Simulink）进行详细实现。

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