電力系統暫態穩定性仿真研究本科生畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 地電流系統的高壓架空線路上，短路故障中70%以上短路故障都是接地短路，尤其在220500KV的架空線路上，由于線間距離大，其中單相接地短路故障的幾率高達90%以上，所以仿真時的故障采取的是單相接地短路。仿真模型中，發電機采用的是標幺制的同步電機，設置的有功是900MW；變壓器采用的是雙繞組三相變壓器，有功也是900MW，頻率均設置為我國電力的工頻50Hz。 采用的模塊及其參數設置1. Machines Measurement Demux(電機測量模塊)圖53電機測量模塊參數設置窗口2. Synchronous Machine pu Standard(同步電機（標幺值單位）模塊)圖54同步電機（標幺值單位）模塊參數設置窗口 System(勵磁系統)圖55勵磁系統參數設置窗口 Power System Stabilizer(通用電力系統穩定器)圖56通用電力系統穩定器參數設置窗口5. Three Phase Parallel RLC Load(三相并聯RLC負載)圖57 三相并聯RLC負載參數設置串口 Transformer(Two Windings)(雙繞組三相變壓器)圖58雙繞組三相變壓器參數設置窗口 Measurement(電壓測量模塊)圖59電壓測量模塊參數設置窗口8. Distributed Parameters Line(分布參數線路模塊)圖510分布參數線路模塊參數設置窗口9. ThreePhase Source(三相電源)圖511三相電源參數設置窗口10. ThreePhase Fault(三相故障)圖512三相故障參數設置窗口11. POWERGUI 圖513POWERGUI參數設置窗口 電力系統暫態穩定性仿真為了便于觀察不同條件下的電力系統的波形，可以將仿真圖擴展為如下圖514單機無窮大仿真圖擴展圖（1）改變發電機強勵倍數改善發電機的勵磁系統，是提高穩定性的重要措施。強行勵磁對提高暫態穩定性的作用，取決于發電機電勢上升的速度，這與勵磁機電壓上升速度有關。改變發電機的強勵倍數可以增加發電機的電磁功率，從而使原動機的機械功率和發電機的電磁功率之差減少，也即減小了加速功率，更有利于電力系統的穩定。強勵倍數分別為經運行，得到波形圖515，圖516和圖517，虛線代表強勵倍數為1。圖515 功角圖a圖516電壓圖 a圖517轉速圖 a結論分析：故障是在5s發生，強行勵磁的系統穩定的時間是在7s，調節時間是2s，%；沒有強行勵磁的系統穩定時間是在9s，調節時間是4s，%.所以強行勵磁能夠減少調節時間，降低超調量，更有利于系統的穩定。（2）變壓器經小電阻接地變壓器中性點接地的情況，對發生接地短路時的暫態穩定有著重大的影響。對于中性點直接接地的電力系統，為了提高接地短路（兩相短路接地、單相接地）時的暫態穩定，變壓器中性點可經小電阻后再接地。從物理概念上說，短路時零序電流通過接地電阻Rg時要消耗有功功率，其中的一部分可由發電機來負擔，因而使發電機輸出的電磁功率增加，轉軸上的不平衡功率減小，從而減小發電機的相對加速度，提高了暫態穩定。如何選擇中性點接地電阻值，是應用中的一個重要問題。對典型系統計算表明，電阻值以4%（變壓器額定容量為基準）左右為宜。建立的模型如圖517 圖518變壓器中性點經小電阻接地仿真圖圖517中的兩個單機無窮大系統，其中一個變壓器中性點經小電阻接地，另一個未經小電阻接地，其余條件相同。經過運行得到,波形圖519，圖520和圖521，虛線代表變壓器中性點經小電阻接地，實線代表變壓器中性點未經小電阻接地。圖519 電壓圖b圖520功角圖b 圖521轉速圖b結論分析：當變壓器中性點經小電阻接地時，%；當變壓器中性點未經小電阻接地時，%。所以，變壓器中性點經小電阻接地，能夠減少調節時間，降低超調量，更有助于電力系統的暫態穩定。（3）快速切除故障快速切除短路故障，除了能減輕電氣設備因短路流產生的熱效應等不良影響外，對于提高電力系統暫態穩定性，還有著決定性的意義。加快切除速度，又增大了可能的減速面積，從而提高了暫態穩定性。建立的模型圖如圖521.圖522快速切除故障仿真圖ThreePhase Fault中的參數Transition times 分別為（5 , ）和（5 , 7）表示的意思是運行5s是發生故障，其余條件相同。經過運行得到波形圖523，圖524和圖525，實線代表切除時間是7s。圖523功角圖c圖524轉速圖c圖525電壓圖c結論分析：，%；在7s切出故障時，%。顯然，快速切除故障可以減少調節時間，降低超調量，更有助于電力系統的暫態穩定性。（4）自動重合閘建立的原理圖如圖525。在線路上裝設單相斷路器，在發生單相接地短路故障時，只把發生故障的一相斷開，而未發生故障的兩相任然繼續運行，然后在進行單相重合，就能夠大大提高供電的可靠性和系統并列運行的穩定性。如果線路發生的是瞬時性故障，則單相重合成功，即恢復三相的正常運行。如果是永久性故障，單相重合不成功，再次切除后并不再進行重合，至于再次切除故障一相或三相則需要根據系統的具體情況確定。必須著重指出，如果故障不是閃絡放電而是永久性的，重合閘時系統會再次受到短路故障的沖擊，這將大大惡化，甚至破壞系統的穩定性。圖526自動重合閘仿真圖經過運行得到波形圖527，圖528和圖529，實線表示有自動重合閘，虛線表示沒有重合閘。圖527功角圖d圖528轉速圖d圖529電壓圖d結論分析：由圖527功角圖，圖528轉速圖和圖529電壓圖可以得到，自動重合閘成功，%；沒有重合閘，%。自動重合閘成功，會使減速面積增加，從而可以減少調節時間，降低超調量，更有助于電力系統的暫態穩定。值得指出的是，雖然自動重合閘成功，對暫態穩定和事故后的靜態穩定，都有很好的作用。如果自動重合閘不成功，將會對系統造成再一次的沖擊。但是，事實上，電力系統中瞬時性短路故障比例很大，重合閘成功率可達到90%以上。6 結論隨著現代電力系統的飛速發展，復雜的電力控制系統在技術和安全對電網的要求越來越高，其可能遇到的多種情況正在考驗著電力運行的可持續性和穩定性，期間自動化技術的進步正在彌補這這種巨大落差，更好地對電網系統各種故障的檢測和分析成為了當前熱門的研究課題，更具有非常實用的現實意義。論文對電力系統暫態穩定性研究領域的故障判斷分析，以MATLAB/Simulink為電力系統仿真應用平臺，基于MATLAB語言的電力系統工具箱，非常方便地搭建了電力系統各種模型，并且將這些模型保存起來，最終建立了較復雜的系統仿真模型。采用強行勵磁、變壓器中性點經小電阻接地、快速切切除故障、自動重合閘等提高電力系統暫態穩定的方法進行仿真，對電力系統運行中易出現的故障問題進行調試和分析，驗證可該方法的正確和可行性，總之，利用MATLAB強大的計算功能和編程技術，提高仿真計算的靈活性和效率，為仿真電力系統，分析電力系統提供了一種新的手段。參考文獻[1]張曉春,郭小進,鄒登海,等. 基于MATLAB語言的電力系統暫態穩定仿真[J]. 湖北電力,2000,03:910+14.[2]李玉梅,馬偉明,張波濤. 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