【正文】 22203220422052206220（2）各節(jié)點(diǎn)的注入功率如表4所示：表各節(jié)點(diǎn)注入功率節(jié)點(diǎn)編號(hào)123456注入功率 + j + （3）各支路狀態(tài)如表5所示：表各支路狀態(tài)首端節(jié)點(diǎn)編號(hào)末端節(jié)點(diǎn)編號(hào)首端有功功率（MW）首端無(wú)功功率（Mvar）首端視在功率（MVA）有功損耗（MW）無(wú)功損耗（Mvar）1223243645563 采用powerworld仿真軟件計(jì)算潮流 PowerWorld仿真軟件簡(jiǎn)介PowerWorld Simulator（仿真器）是一個(gè)電力系統(tǒng)仿真軟件包，其設(shè)計(jì)界面友好，并有高度的交互性。我們采用PQ分解法對(duì)待求解電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，大致流程如下：1）編程思想是將所有支路的狀態(tài)信息整合成一個(gè)矩陣進(jìn)行計(jì)算、將所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息整合成另一個(gè)矩陣進(jìn)行計(jì)算，具體如下：構(gòu)造支路信息矩陣B1，每一行表示一條支路，一行中的各元素表示該支路的信息：支路首端號(hào)；末端號(hào)；支路阻抗；支路對(duì)地電納 支路的變比；支路首端處于K側(cè)為1，首端處于1側(cè)則為0；構(gòu)造節(jié)點(diǎn)信息矩陣B2，每一行表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一行中的各元素表示該節(jié)點(diǎn)的信息：該節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)功率；該節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率；節(jié)點(diǎn)電壓初始值。節(jié)點(diǎn)5均為PQ節(jié)點(diǎn)，帶有一定的負(fù)荷。 穩(wěn)定計(jì)算的功角曲線等；178。三、 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)成果：2位同學(xué)為一組，自行分工，但任務(wù)不能重復(fù)；每位同學(xué)對(duì)自己的設(shè)計(jì)任務(wù)編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；一組同學(xué)共同完成一份完整的設(shè)計(jì)報(bào)告；設(shè)計(jì)說(shuō)明和報(bào)告應(yīng)包含：178。用PowerWorld軟件進(jìn)行潮流計(jì)算并與自己編制的軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核和分析；用Matlab編制穩(wěn)定計(jì)算程序（三臺(tái)機(jī)可并聯(lián)等值成一臺(tái)機(jī)），發(fā)電機(jī)采用二階經(jīng)典模型，要求給出網(wǎng)絡(luò)變換法求解輸入阻抗和轉(zhuǎn)移阻抗的變換過(guò)程圖；自行選擇23種故障方案，給出搖擺曲線，并計(jì)算故障的極限切除時(shí)間和極限切除角。發(fā)電廠廠用電均按出力的7%考慮。發(fā)電廠升壓變參數(shù)均為Vs%=%。C長(zhǎng)期運(yùn)行允許的最大電流：1190A。圖中，各變電站參數(shù)如下表：編號(hào)類(lèi)型220kV最大負(fù)荷，MVA1500kV站平衡節(jié)點(diǎn)2220kV站250+j403220kV站380+j904220kV站280+j855220kV站420+j95各線路長(zhǎng)度如圖所示。所有線路型號(hào)均為L(zhǎng)GJ2*300，基本電氣參數(shù)為：正序參數(shù)： r = , x = , C = 181。燃煤發(fā)電廠G有三臺(tái)機(jī)組，均采用單元接線。不計(jì)內(nèi)阻和空載損耗。穩(wěn)定仿真中不考慮發(fā)電廠的調(diào)速器和原動(dòng)機(jī)模型。與PowerWorld軟件的分析結(jié)果進(jìn)行比較校核。 以上設(shè)計(jì)任務(wù)每一部分的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果分析；178。 網(wǎng)絡(luò)變換法求解轉(zhuǎn)移阻抗的變換過(guò)程圖。此外，節(jié)點(diǎn)6為PV節(jié)點(diǎn)，其中總發(fā)出的有功功率（5）。 PV節(jié)點(diǎn)電壓V的給定值；節(jié)點(diǎn)所接的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的容量。該仿真軟件能夠進(jìn)行專業(yè)的工程分析。與其它商業(yè)潮流計(jì)算軟件包不同，該軟件可以讓用戶通過(guò)生動(dòng)詳細(xì)的全景圖來(lái)觀察電力系統(tǒng)。 PowerWorld軟件建模與潮流計(jì)算 采用PowerWorld仿真軟件建立潮流模型在軟件的編輯模式下，節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，為了反映平衡節(jié)點(diǎn)這一特性，節(jié)點(diǎn)1應(yīng)接一臺(tái)容量無(wú)窮大的發(fā)電機(jī)。圖接在節(jié)點(diǎn)6處的發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)置其余節(jié)點(diǎn)為PQ節(jié)點(diǎn)，將其基準(zhǔn)電壓更改為220kV之后，再帶上相應(yīng)大小的負(fù)荷。則發(fā)電機(jī)輸出功率PD=3*+=總負(fù)荷PL =250MW+380MW+280MW+420MW=1330MW PowerWorld仿真結(jié)果與Matlab計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析以上，我們分別用PowerWorld仿真軟件和Matlab平臺(tái)對(duì)待求解電網(wǎng)進(jìn)行了潮流計(jì)算，得出各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓和各支路的潮流狀態(tài)。（2）各支路狀態(tài)的對(duì)比如表10所示：表各支路狀態(tài)的對(duì)比支路區(qū)間首端有功功率（MW）首端無(wú)功功率（Mvar）首端視在功率（MVA）有功損耗（MW）無(wú)功損耗（Mvar）PowerWorldMatlabPowerWorldMatlabPowerWorldMatlabPowerWorldMatlabPowerWorldMatlab1,22,32,43303,64,6745,61502比較兩種計(jì)算結(jié)果的各支路潮流可以發(fā)現(xiàn)，%。在本例中，正常運(yùn)行下負(fù)荷所在節(jié)點(diǎn)電壓近似為VN，由式9求得各負(fù)荷的等效阻抗如表6所示：表1各負(fù)荷的等效阻抗負(fù)荷所在節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓V（kV）負(fù)荷大小S（MVA）等效阻抗ZL的標(biāo)幺值2220250+j40+3220380+j90+4220280+j85+5220420+j95+ 發(fā)電機(jī)的處理接在節(jié)點(diǎn)6的有三臺(tái)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的容量SG(N)=300/=，VG(N)=，而基準(zhǔn)容量SB=100MW，為了使變壓器的標(biāo)幺變比k*=1，在10kV電壓等級(jí)下的基準(zhǔn)電壓VB2=*220/242kV=。 變壓器的處理由上面計(jì)算可知，當(dāng)基準(zhǔn)電壓VB1=220kV，VB2=，標(biāo)幺變比k*=1，所以可以用一個(gè)純電抗來(lái)等效變壓器，其中電抗值（11）同理三臺(tái)變壓器可等效為一臺(tái)，此時(shí)XT=∏型等值電路里，線路兩端存在并聯(lián)電容，即與負(fù)荷等值阻抗并聯(lián)。（13）代入數(shù)據(jù)后得（14）則有。此時(shí)。由于Pe的表達(dá)式在不同的狀態(tài)下（故障前、故障后、切除后）是不一樣的，所以需要Matlab定義多個(gè)時(shí)間段進(jìn)行仿真。%定義轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程組主程序:w0=1。w0]。%短路后的P2，如式14[t1,x1]=ode45(39。%給第二個(gè)計(jì)算區(qū)間賦初值a=。simb39。x=[x1。,t,x(:,2),39。圖1tc=(1) 采用試湊法不斷改變切除時(shí)間，即給tc賦值，找到穩(wěn)定與不穩(wěn)定的臨界時(shí)間，如圖21所示，取tc=。%定義轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程組主程序:w0=1。%給定微分方程組的初值a=。simb39。)%畫(huà)出搖擺曲線line([,],[0,3]) %畫(huà)t=圖2故障時(shí)功角隨時(shí)間變化的特性已知極限切除時(shí)間tc=，則可由圖22的曲線上找到對(duì)應(yīng)的切除角，即極限切除角。三臺(tái)機(jī)組則定義為經(jīng)典二階模型，即E’恒定模型（GENCLS），具體參數(shù)設(shè)計(jì)如圖224所示：圖2接在平衡節(jié)點(diǎn)的發(fā)電機(jī)模型參數(shù)設(shè)置圖2發(fā)電機(jī)GENCLS模型參數(shù)設(shè)置（1）在事件窗口添加：1s時(shí)節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對(duì)稱短路，得出的搖擺曲線如下，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。圖28綜合上面4點(diǎn)的仿真結(jié)果，=。總的來(lái)說(shuō)，兩者的計(jì)算結(jié)果相差不大，其中=%5%（6）通過(guò)求解故障后功角隨時(shí)間的變化曲線。所以，為了檢驗(yàn)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定特性，文本所提到的線路故障皆為雙回路在同一點(diǎn)發(fā)生短路，即線路L23的兩個(gè)回路同時(shí)在中點(diǎn)處發(fā)生三相對(duì)稱短路。 1/*(*sin(x(1)+c)10*(x(2)1))]。x0=[*pi/180。c=0*pi/180。%求解第一個(gè)區(qū)間[0,tc]x02= x1 (end,:)39。%短路后的P3[t2,x2]=ode45(39。t2]。r39。圖tc=，修改相應(yīng)的Matlab程序，得到的搖擺曲線如下，即此時(shí)發(fā)電暫態(tài)不穩(wěn)定。（1）在事件窗口添加：1s時(shí)線路L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對(duì)稱短路，得出的搖擺曲線如下，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。圖36綜合上面4點(diǎn)的仿真結(jié)果，=。圖3故障后功角隨時(shí)間的變化曲線6 采用等面積法求解極限切除角 故障方案一由第5部分知，當(dāng)節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對(duì)稱短路，當(dāng)故障切除后。 故障方案二由第5部分知，L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對(duì)稱短路，當(dāng)故障切除后。7 基于PowerWorld，分析三階模型的發(fā)電機(jī)的暫態(tài)過(guò)程 故障方案一：節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對(duì)稱短路由于發(fā)電機(jī)采用三階模型，在PowerWorld軟件中給接在節(jié)點(diǎn)6的發(fā)電機(jī)添加GENTRA模型，勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)為BPA_EA。圖42（4）在5s時(shí)節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對(duì)稱短路，所得搖擺曲線如下，即此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。則采用PowerWorld軟件仿真結(jié)果如下：（1）5s時(shí)線路L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對(duì)稱短路。所得搖擺曲線如下，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。所得搖擺曲線如下，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。但總的來(lái)說(shuō)兩種發(fā)電機(jī)模型的極限切除時(shí)間相差并不大。換言之，采用三階模型的發(fā)電機(jī)的暫態(tài)穩(wěn)定性更好。在PowerWorld軟件里，發(fā)電機(jī)采用三階模型，勵(lì)磁系統(tǒng)采用BPA_EA模型，TJ分別取50時(shí)，分別求出系統(tǒng)的極限切除角，其中故障選取故障方案1：節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對(duì)稱短路。圖50、(s)隨TJ變化特性圖5勵(lì)磁環(huán)節(jié)模型原理框圖 定性分析勵(lì)磁參數(shù)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響為了分析勵(lì)磁參數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，本文基于發(fā)電機(jī)的三階模型，通過(guò)單一變量法（每次僅改變一個(gè)參數(shù)）仿真不同勵(lì)