【正文】 % 0 + 0 1 0 2。 % 2 4 + 1 0 0。 36 圖 25. 切除故障和 切除故障的對比 線路 24 中點(diǎn)發(fā)生單相接地時(shí)的故障分析 在事件窗口添加： 時(shí) 線路 24 中點(diǎn) 發(fā)生 單相接地 短路 故障 ， 切除 故障線路24（ open）， 時(shí)閉合故障線路（ closed）， 時(shí)再次切除故障線路，以此模擬題目4 中的要求， 得出的搖擺曲線如 圖 26 所示 ，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。 線路 24 中點(diǎn) 發(fā)生三相短路和單相接地故障時(shí)各節(jié)點(diǎn)電壓如圖 1 19 所示。 圖 14. 發(fā)電機(jī)選用二階模型時(shí)， 切除線路故障，發(fā)電機(jī)暫態(tài)過程中的搖擺曲線 31 2）在事件窗口添加： 1s 時(shí) 線路 24 中點(diǎn) 發(fā)生三相對稱短路，并在 后切除故障，得出的搖擺曲線如 圖 15 所示 ，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。b39。t4]。b=。 a=。 x02=x1(end,:)39。 x0=[*pi/180。)%畫出搖擺曲線 畫出的搖擺曲線如圖 8 所示。%求解第二個(gè)區(qū)間 [tc,40s] t=[t1。,[0,tc],x0,h_opt,a,b,c)。%給定角速度初值為 1，故障切除時(shí)間為 h_opt=odeset。保持不變，為常數(shù)。)=176。（ δ） E39。和發(fā)電機(jī)的電磁功率方程。 表 運(yùn)行方式 ZA ZB ZC 穩(wěn)態(tài)無故障 + + + 三相短路 + + + 切除三相故障 + + + 單相接地故障 + + + 各種運(yùn)行方式下的輸入阻抗可按公式 Z11=ZB//（ ZA+ZC） ， Z22=ZC//（ ZA+ZB） 求得，轉(zhuǎn)移阻抗可按公式 Z12=ZBZC/（ ZA+ZB+ZC），角度 α=90176。 24 1 2 3 4E ’ 7Z 1 *Z 2 *Z 3 *Z 4 地 *Z 7 地 *Z 1 3 *Z 1 2 *Z 2 4 *Z 4 7 *Z 3 7 *X Σ * 圖 6. 處理節(jié)點(diǎn) 6 后的網(wǎng)架等效圖 消去節(jié)點(diǎn) 7 節(jié)點(diǎn) 7 的處理方法與節(jié)點(diǎn) 6 類似，這里不再贅述。其中，4 5 * 5 7 * 5 * 4 5 * 5 * 5 7 *47*5*Z Z Z Z Z ZZ= Z??? 4 5 * 5 7 * 5 * 4 5 * 5 * 5 7 *4*57*Z Z Z Z Z ZZ= Z??? 地 ， 4 5 * 5 7 * 5 * 4 5 * 5 * 5 7 **4 5 *Z Z Z Z Z ZZ= Z???7 地 同理可求得消去節(jié)點(diǎn) 6 后得到的 3 個(gè) Δ型連接的電阻 Z39。 變壓器的處理 由 中的計(jì)算可知，當(dāng)基準(zhǔn)電壓 VB1=220kV， VB2= 時(shí)，變壓器的標(biāo)幺 22 變比為 k*=1，由題目條件可知變壓器的銅耗很小，可忽略。 為簡化網(wǎng)絡(luò)，本文將三臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)為一臺(tái)等效的發(fā)電機(jī)組。 表 各支路狀態(tài)的對比 支路區(qū)間 首端有功功率（ MW） 首端無功功率（ Mvar） 有功損耗 （ MW） 無功損耗（ Mvar） Power World Matlab Power World Matlab Power World Matlab Power World Matlab 1， 2 1， 3 2， 4 4， 5 0 4， 6 3， 7 5， 7 6， 7 比較兩種計(jì)算結(jié)果的各支路潮流可以發(fā)現(xiàn)，有功功率的最大偏差 極小 ，不超過%。 節(jié)點(diǎn)編號(hào) 發(fā)電機(jī)編號(hào) 有功出力（ MW） 無功出力（ MW） 設(shè)定電壓 1 1 7 1 7 2 7 3 3）各支路的狀態(tài)如表 。具體參數(shù)設(shè)置如圖 。它能夠有效地計(jì)算高達(dá) 10,0000 個(gè)節(jié)點(diǎn) 的電力網(wǎng)絡(luò)，因此當(dāng)它作為一個(gè)獨(dú)立的潮流分析軟件包時(shí)，性非常實(shí)用。 表 4. 各節(jié)點(diǎn)電壓和注入功率 節(jié)點(diǎn)編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 基準(zhǔn)電壓 220 220 220 220 220 220 220 標(biāo)幺電壓 16 實(shí)際電壓（ kV） 節(jié)點(diǎn)相角（度） 0 節(jié)點(diǎn)注入功率 （標(biāo)幺值） + + + 節(jié)點(diǎn)注入功率 （實(shí)際值） + + 其中， matlab 中各節(jié)點(diǎn)的相角是以弧度的形式表示的，其換算關(guān)系為：角度 =弧度180247。若 ΔP 大于可接受誤差，則進(jìn)行相角修正。具體如下： 構(gòu)造支路信息矩陣 B1，每一行代表一條線路，每行中的各元素表示線路不同的信息（注：節(jié)點(diǎn) G 記為節(jié)點(diǎn) 7）： 支路首端節(jié)點(diǎn)號(hào)； 支路末端節(jié)點(diǎn)號(hào)； 支路阻抗標(biāo)幺值； 支路對地電納標(biāo)幺值； 支路變比； 支路存在變壓器時(shí)，若首段：末端=k:1，則為 1，反之則為 0，如果支路不存在變壓器則默認(rèn)為 0； 是否為變壓器支路。 表 線路名 長度 /km 標(biāo)幺值 阻抗 Z*/Ω 導(dǎo)納 B*/S L12 2 15 103+ L13 2 18 103+ L24 2 12 103+ L45 2 10 103+ L46 12 103+ L3G 2 16 103+ L5G 2 25 103+ L6G 2 12 103+ 故障 L24 12 103+ 14 節(jié)點(diǎn)信息統(tǒng)計(jì) 在給定的 220kV 網(wǎng)架中共有 7 個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中節(jié)點(diǎn) 1 是 500kV 變電站，為平衡節(jié)點(diǎn)，視為無窮大系統(tǒng)，電壓穩(wěn)定在 230kV，即 。 t：為時(shí)間列向量 1*m y為狀態(tài)變量計(jì)算結(jié)果矩陣， m行代表時(shí)間點(diǎn)， n列代表 n個(gè)狀態(tài)變 量的時(shí)間序列值。 比較兩種模型的仿真結(jié)果，分析發(fā)電機(jī)模型選擇對于穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響。 二、 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 手工進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和標(biāo)幺化，形成潮流計(jì)算的網(wǎng)架參數(shù)； 用 Matlab 編制潮流計(jì)算程序，要求采用 PQ 分解潮流計(jì)算方法。 燃煤發(fā)電廠 G 有三臺(tái)機(jī)組，發(fā)電機(jī)與升壓變之間采用單元接線。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。F/km； 零序參數(shù)： r0 = , x0 = , C0 = 181。發(fā)電廠廠用電均按出力的 7%考慮。 試手工計(jì)算序網(wǎng)以及用網(wǎng)絡(luò)變換法求解轉(zhuǎn)移阻抗； 針對問題 4，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（注：用 ode45 函數(shù)既可求解），用軟件計(jì)算出搖擺曲線，要求輸出發(fā)電機(jī)功角，角速度。這里可采用 ode45編程（大家也可選擇和對比其它函數(shù)，不同編號(hào)采用的數(shù)值積分算法不同）。 參考資料以及說明 《電力系統(tǒng)分析》（上、下冊）華中科技大學(xué)出版 《發(fā)電廠電氣部分》高等學(xué)校教材 《電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)用技術(shù)》東北大學(xué)出版社 PowerWorld 15 使用手冊 基于 MATLAB/Simulink 的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書于 20xx 年 12 月 23 日發(fā)出，應(yīng)于 20xx 年 1 月 3 日前完成，然后提交課程考試委員會(huì)進(jìn)行答辯。本文編寫了基于 Matlab 平臺(tái)的 PQ 分解法計(jì)算程序，對電網(wǎng)進(jìn)行了潮流計(jì)算，得出了系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)各節(jié)點(diǎn)的電壓，以及線路損耗等，分析了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)各線路的輸送功率。 基于 Matlab 的 PQ 分解法程序 編程思想如下： 1） 根據(jù)支路信息矩陣 B1 和節(jié)點(diǎn)信息矩陣 B2，先形成待求解電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣： 2） 先對空矩陣加入對角線元素，即先加入每個(gè)節(jié)點(diǎn)的對地導(dǎo)納 y0； 3） 根據(jù)支路信息矩陣 B1，對導(dǎo)納矩陣再加入互導(dǎo)納 Ypq； 4） 將互導(dǎo)納 Ypq 加入到導(dǎo)納矩陣的對角線元素，形成自導(dǎo)納。 8） 基于 MATLAB 平臺(tái)，得出計(jì)算結(jié)果，采用誤差精度為 ε= 105。該仿真軟件能夠進(jìn)行專業(yè)的工程分析。 基于 Power World 軟件構(gòu)建潮流 模型 在編輯模式下，畫出網(wǎng)架的模型，并且將節(jié)點(diǎn) 1 設(shè)置為平衡節(jié)點(diǎn)，電壓恒定為VN=，節(jié)點(diǎn) 1 連接一臺(tái)無窮大的發(fā)電機(jī)。整理后的潮流計(jì)算結(jié)果如下。兩種計(jì)算潮流得出的節(jié)點(diǎn)電壓具有很好的一致性。 表 11. 各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的等效阻抗（標(biāo)幺值） 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 2 220 180+j100 + 3 220 350+j180 + 4 220 260+j120 + 5 220 250+j120 + 6 220 150+j70 + 發(fā)電機(jī)的處理 節(jié)點(diǎn) 7 有三臺(tái)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的容量 SG(N)=300/=， VG(N)=，基準(zhǔn)容量 SB=100MW，為了變壓器的標(biāo)幺變比 k*=1，在發(fā)電機(jī) 10kV 側(cè)的基準(zhǔn)電壓選為VB2= 220/242=。在網(wǎng)絡(luò)變換中，用電壓為 E 39。 表 12. 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中各元件的阻抗標(biāo)幺值 元件 阻抗標(biāo)幺值 元件 阻抗標(biāo)幺值 Z12* 104+ Z2* + Z13* 103+ Z3* + Z24* 104+ Z4* + Z45* 104+ Z5* + Z46* 103+ Z6* + Z3G* 104+ ZG* Z5G* 103+ Z1* Z6G* 104+ Xd39。39。單相接地故障時(shí)，將 24 回路中的一回看成是中點(diǎn)經(jīng)附加電阻 X（ Δ） 接地，然后求出負(fù)序阻抗 X（ 2） 和零序阻抗 X（ 0） ，于是， X（ Δ） = X（ 2） + X（ 0） =+++，可得 X（ Δ） =+，此后的網(wǎng)絡(luò)變換與穩(wěn)態(tài)時(shí)相似，這里不再贅述，詳見附錄。) Z22 α22(176。s in s in ( )E E E VP ZZ? ? ?? ? ? （ 14） 根據(jù)公式（ 11） （ 14）得到的不同運(yùn)行方式下的機(jī)端電壓 E39。) 當(dāng) δE39。與后面使用 Power World 仿真軟件計(jì)算的初始功角 δ0=176。 27 1/*(*sin(x(1)+c)50*(x(2)1))]。c=()*pi/180。%切除故障線路 后的 功率 [t2,x2]=ode45(39。r39。 w0=1。 [t1,x1]=ode45(39。simb39。,[,],x03,h_opt,a,b,c)。 t=[t1。 plot(t,x(:,1),39。三臺(tái)機(jī)組則定義為經(jīng)典 二 階模型，即 Eq 恒定模型（ GENCLS） 。 Matlab 與 Power World 仿真結(jié)果的比較 綜合 節(jié)和 節(jié)的仿真結(jié)果的對比如表 16 所示。 35 圖 23. 線路 故障， 切除時(shí) 發(fā)電機(jī) 的暫態(tài)圖像 2）在事件窗口添加： 1s 時(shí) 線路 24 中點(diǎn) 發(fā)生三相對稱短路，并在 后切除故障，得出的搖擺曲線如 圖 24 所示 ，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。但 三階模型暫態(tài)過渡時(shí)間比二階模型小很多，采用三階模型的發(fā)電機(jī)的暫態(tài)過程更短，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。 % 6 7 + 1 0 0]。 % 0 + 0 1 。 % 3 7 + 1 0 0。因而， 發(fā)電機(jī)模型 選擇對線路故障的 極限切除時(shí)間 而言 相差并不大。恒定模型（ GENTRA），具體參數(shù)設(shè)計(jì)如圖 2 22 所示： 圖 20. 平衡機(jī) 模型 的參數(shù)設(shè)置 34 圖 21. 發(fā)電機(jī)模型的參數(shù)設(shè)置 圖 22. 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)參數(shù)設(shè)置 1）在事件窗口添加： 1s 時(shí) 線路 24 中點(diǎn) 發(fā)生三相對稱短路，并在 后切除故障，得出的搖擺曲線如 圖 23 所示 ，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。 圖 16. 切除故障和 切除故障的對比 線路 24 中點(diǎn)單相接地故障時(shí)的仿真分析 在事件窗口添加： 時(shí) 線路 24 中點(diǎn) 發(fā)生 單相接地 短路 故障 ， 清除故障線路24， 時(shí)閉合故障線路（ closed/both end）， 時(shí)再次切除故障線路（ open/both end），以此模擬題目 4 中的要求， 得出的搖擺曲線如 圖 17 所示 ，此時(shí)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。很明顯，可以看出線路 24 中點(diǎn)發(fā)生單相接地故障時(shí)的極限切除時(shí)間大于 ，說明線路 24 中點(diǎn)發(fā)生三相短路故障對