【正文】 在此，我向張老師表示我最誠(chéng)摯的謝意。 2) 由于配電電網(wǎng)一般是高壓電，仿真用到的模型能否優(yōu)化使其達(dá)到更接近現(xiàn)實(shí)情況的匹配，近代直流高壓電 HDVC系統(tǒng)的模型對(duì)仿真的驗(yàn)證有待研究。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 結(jié)論 33 第 六 章 結(jié) 論 伴隨著 當(dāng)代 電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，復(fù)雜 龐大 的電力系統(tǒng)在安全和技術(shù)對(duì)電網(wǎng)的要求 愈來(lái)愈 高，電力運(yùn)行可持續(xù)性 以及 穩(wěn)定性正在不斷被考驗(yàn)著，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)各種故障的分析和解決成為了本論文的研究課題，它具有很實(shí)用的現(xiàn)實(shí)意義。加快切除速度，可以減小切除角 c? .這樣既減小了加速面積，又增大了可能的減速面積，從而提高了暫態(tài)穩(wěn)定性。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 25 圖 ThreePhase Source 模塊 參數(shù)設(shè)置 （ 14） 雙擊 powergui 模塊，彈出 圖 所示的對(duì)話框， 將頻率改為 50hz 圖 powergui 模塊 圖示 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真 模型參數(shù)設(shè)置好之后之后，調(diào)整好仿真時(shí)間以及仿真計(jì)算算法之后，點(diǎn)擊開始對(duì)電力系統(tǒng)的仿真，觀察示波器的波形，如圖 到圖 所示； 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 26 機(jī)端電壓（未加 pss） 功角（未加 pss） 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 27 轉(zhuǎn)速（未加 pss） 機(jī)端 電壓 加 pss） 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 28 功角（加 pss） 轉(zhuǎn)速（加 pss） 結(jié)論分析： 動(dòng)態(tài)仿真時(shí)選擇 ode23tb， 并采用略去直流分量和其 他復(fù)雜濾波分量的 Phasors 法 ， 可顯著地加快仿真速度。 圖 PSS 模塊參數(shù)設(shè)置 （ 6） 雙擊 Excitation System 模塊，彈出 如 圖 所示 的對(duì)話框，參數(shù)默認(rèn)。 在 對(duì)原理分析的基礎(chǔ)上， 用 SIMULINK 軟件 對(duì)各個(gè)模塊以及調(diào)節(jié)器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以更為清晰 地得到系統(tǒng) 的 仿真結(jié)果，從而 可以加深對(duì)電力系統(tǒng)仿真和運(yùn)行 的理 解。專門 為抑制低頻振蕩而研究的一種附加勵(lì)磁控制技術(shù)。 MATLAB 與 Simulink 緊密集成， 還 可以直接 利用 大量 MATLAB 的工具來(lái)進(jìn)行仿真的分析 算法研發(fā)、建模環(huán)境的定制 、 批處理 腳本 的創(chuàng)建、 可視化 及 測(cè)試數(shù)據(jù) 和 信號(hào)參數(shù) 的定義。 Simulink 具有 結(jié)構(gòu)和流程清晰、 適應(yīng)面廣及仿真效率高、靈活 、貼近實(shí)際、精細(xì) 的 優(yōu)點(diǎn)，并基于 上述的 優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于 數(shù)字信號(hào) 的 處理 和 控制理論 的復(fù)雜仿真 以及 設(shè)計(jì)。 MATLAB 和 MAPLE、 MATHEMATICA 并稱為三大 數(shù)學(xué) 軟件。繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，跳斷路器，斷開線路，使線路處于無(wú)電壓狀態(tài)，電弧就能自動(dòng)熄滅。用控制汽輪機(jī)的中間閥門實(shí)現(xiàn)快關(guān)汽門可有效提高暫態(tài)穩(wěn)定性。因此，充分發(fā)揮其改善系統(tǒng)穩(wěn)定的潛力是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性最經(jīng)濟(jì)的措施，國(guó)外得到普遍重視。增加輸電線回路數(shù)、采用緊湊型線路都可減少線路阻抗，前者造價(jià)較高。在三相 電力系統(tǒng)中 發(fā)生的短路有： 單相接地短路 、兩相短路、兩相接地短路和 三相短路 等。為此，可 以通過(guò)解出 故障時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 的運(yùn)動(dòng)方程來(lái)得出 功角隨時(shí)間變化的特性 ??t? ，如圖 22 所示。因?yàn)樵谶@種狀態(tài) 下，當(dāng)功角增至臨界角 cr? 時(shí)，轉(zhuǎn)子在加速過(guò)程之中所增加的動(dòng)能沒(méi)有 完全耗盡，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速仍高于同步速度，功角 繼續(xù)增大而越過(guò) 臨界 點(diǎn) s? ，過(guò)剩功率 就會(huì)變成加速性 ， 會(huì) 使發(fā)電機(jī)繼續(xù)加速而失去同步。這塊面積叫做 加速面積。對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性的 分析時(shí)，我們不僅 要對(duì)系統(tǒng)是否穩(wěn)定進(jìn)行研究 ，對(duì) 如何提高 電力 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 以及 不穩(wěn)定的原因 也同樣需要研究 。 直接法、 時(shí)域仿真法、混合法、 擴(kuò)展等面積 法 都是基于電力系統(tǒng) 的 數(shù)學(xué)模型和理論暫穩(wěn) 的 評(píng)估方法，計(jì)算 速度 和 精度 都 難以協(xié)調(diào)。而且，實(shí)際多機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡并不經(jīng)過(guò) RUEP 點(diǎn)，所以用 RUEP 點(diǎn)的勢(shì)能作為 VCR,也有一定的誤差。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 4 第 二 章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 電力系統(tǒng)穩(wěn)定的研究方法 暫態(tài)能量函數(shù)法的理論基礎(chǔ) 根據(jù) 李亞普洛夫穩(wěn)定性定理 得出 ，該方法是通過(guò)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時(shí)的暫態(tài)能量值 以及 擾動(dòng)結(jié)束時(shí)暫態(tài)能量函數(shù)值 的相互 比較來(lái)判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的。在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，開發(fā)較大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)；在大電網(wǎng)覆蓋不到的邊遠(yuǎn)地區(qū)，發(fā)展太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電；因地制宜發(fā)展地?zé)岚l(fā)電、潮汐電站 、垃圾發(fā)電 、生物質(zhì)能與沼氣發(fā)電等。 、高效和環(huán)保。未來(lái)十多年，中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)持續(xù)較快發(fā)展，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、市場(chǎng)化、國(guó)際化步伐加快，人 民生活進(jìn)一步改善。 環(huán)境 、 資源 矛盾日益突出。近幾年我國(guó)電力發(fā)展結(jié)構(gòu)優(yōu)化呈現(xiàn)出幾個(gè)顯著 特點(diǎn)： 1. 火電比重下降，可再生能源比重上升。 (1)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾（這里的小干擾一般指正常的負(fù)荷和參數(shù)變動(dòng)，例如少量電動(dòng)機(jī)的接入或斷開，少量負(fù)荷的增減，架空線路因風(fēng)吹擺動(dòng) ，環(huán)境溫度等引起的參數(shù) 變化 ）后，不發(fā)生非周期性的失步， 并且 自動(dòng)恢復(fù)到起始 的 運(yùn)行狀態(tài)的能力。 依據(jù)電網(wǎng)用電供電系統(tǒng)電路模型運(yùn)用電力仿真來(lái) 解決這些問(wèn)題， 本論文使用 MathWorks 公司開發(fā)的 MATLAB 軟件。 本文介紹了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及分析方法，在電力系統(tǒng)中 MATLAB 軟件 的應(yīng)用，以及利用動(dòng)態(tài)仿真工具 Simulink 進(jìn)行仿真的基本方法。 在 Simulink 仿真平臺(tái)上， 以單機(jī) — 無(wú)窮大系統(tǒng)為建模對(duì)象，通過(guò)選擇模塊，參數(shù)設(shè)置，以及連線，對(duì)電力系統(tǒng) 可能遇到的 的多種故障進(jìn)行仿真分析。在 MATLAB 中，電力系統(tǒng)模型可以在Simulink 環(huán)境下直接搭建，也可以進(jìn)行封裝和自定義模塊庫(kù)，充分顯現(xiàn)了其仿真平臺(tái)的優(yōu)越性。 (2)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng) 經(jīng)受 大干擾后 （這里的大干擾指短路故障，突然斷線或發(fā)電機(jī)突然斷開） ， 各發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過(guò)渡到新的 穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài) 或恢復(fù)到原來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力 。 2. 火電參數(shù)繼續(xù)向高參數(shù)，大容量，環(huán)保型機(jī)組發(fā)展。電力生產(chǎn) 非常 依賴煤炭，大量 的 燃燒 和 開發(fā) 煤炭 將 引發(fā) 嚴(yán)重 的 生態(tài) 環(huán)境問(wèn)題。與此相適應(yīng)，電力需求仍將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng) 。隨著大容量機(jī)組的應(yīng)用、電網(wǎng)的發(fā)展以及先進(jìn)技術(shù)的廣泛采用，煤耗與網(wǎng)損逐年下降。 。暫態(tài)能量函數(shù)法 的缺點(diǎn)在于它 不計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際故障后的發(fā)電機(jī)的 轉(zhuǎn)子 的 搖擺曲線，所以從臨界軌跡 處 獲得的都不是臨界能量 的 VCR。 時(shí)域法是將電力系統(tǒng) 的 各元件 的 模型根據(jù)元件 的 拓?fù)潢P(guān)系形成全系統(tǒng) 的 模型，這是微分 以及 代數(shù) 聯(lián)立的方程組 ，然后以穩(wěn) 態(tài)工況 以及 潮流 計(jì)算 解為初值，求擾動(dòng)下的數(shù)值解，即逐步求得系統(tǒng)狀態(tài)量和 代數(shù)量隨時(shí)間的變化曲線，并根據(jù)發(fā)電機(jī)功角值大于某一特定閥值來(lái)判別系統(tǒng)能 否在大擾動(dòng)后維持暫態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。 然而 人工智能方法可 以 進(jìn)行非模型的電力系統(tǒng) 的 暫態(tài)穩(wěn)定判別，具有 在線計(jì)算速度快 、 容易生成 的啟發(fā)規(guī)則等優(yōu)點(diǎn)，因此 傳統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析方法 與 其 構(gòu)成了良好的互補(bǔ)。特征值法 之所以 得到廣泛應(yīng)用的原因是它不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷 ,而且 還 可以得到與系統(tǒng)穩(wěn)定性 有 關(guān) 的 信息。當(dāng)轉(zhuǎn)子由 c? 變動(dòng)到 max? 時(shí)，轉(zhuǎn)子動(dòng)能增量為 ? ? ??? ?????? dPPdPdMW ccc Taab ??? ????????? m a xm a xm a x （ 23） 由于 aP? 0，公式（ 23）積分為負(fù)值。 所以 ，最大可能的減速面積大于加速面積，是保持暫態(tài)穩(wěn)定的條 件。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 8 ? lim?c? c? 0? ct lim?ct t 圖 22 極限切除時(shí)間的確定 當(dāng) 得 知切除角 c? 后 ，可以由 ??t? 曲線上 看到相 對(duì)應(yīng)的 斷路器切除 和 繼電保護(hù)故障的時(shí)間 ct 。當(dāng)動(dòng)態(tài)電路從某一穩(wěn)定狀態(tài) 變換 到另一穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，一些物理量（如 電流 電壓， 電容電感 等）并不會(huì)突變，而是需要一定 的 時(shí)間。在線路上裝設(shè)串聯(lián)電容是一種有效的減少線路阻抗的方法，比增加線路回路數(shù)要經(jīng)濟(jì)。常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用 PID 調(diào)節(jié)并附加電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（ PSS），既可提高靜態(tài)穩(wěn)定又可阻尼低頻振蕩，提高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。但是，它的實(shí)現(xiàn)要解決比較復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，是否采用快關(guān)措施要進(jìn)行研究和比較。在絕緣恢復(fù)后，重新將斷開的線路投入，恢復(fù)供電。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中首屈一指。 與此 同時(shí)有大量的 第三方硬件 、 軟件 可應(yīng)用于 Simulink。 在本設(shè)計(jì)中，我將會(huì)利用 Simulink 構(gòu)造一個(gè)較穩(wěn)定地電力系統(tǒng)模型，通過(guò)對(duì)模塊的選擇 、 設(shè)計(jì) 、 連接，建立一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，利用圖形化環(huán)境在多種情況下對(duì)仿真進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行分析。它在勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器中，引入領(lǐng)先于軸速度的附加信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)正阻尼轉(zhuǎn)矩，去克服原勵(lì)磁 系統(tǒng) 中產(chǎn)生的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩作用。 本次仿真選出需要用到如下模塊： ： 1) Electrical Sources 中的 ThreePhase Source（ 三相電源 ） 模塊 2) Elements 中的 Distributed Parameters Line（ 分布參數(shù)線路 ） 模塊和ThreePhase Transformer（ Two Windings）（ 三相變壓器繞組 ） 以及 ThreePhase Fault （ 三相故障整流器 ） 模塊 ， ThreePhase Breaker （ 三相斷路器 ） 模塊 ， ThreePhase Parallel RLC Load（ 三相負(fù)載 RLC 并聯(lián) ） 模塊 ， Ground（ 交流接地 ） 模塊 模塊 3) Measurements 里 Voltage Measurement（ 電壓測(cè)量 ） 模塊 ,current measurement(電流測(cè)量 )模塊 4) Machines 里 Generic Power System Stabilizer（ 通用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 ）模塊 ， Excitation System（ 勵(lì)磁系統(tǒng) ） 模塊 ， Synchronous Machine pu Standad（ 標(biāo)么標(biāo)準(zhǔn)同步電機(jī) ） 模塊 5) powergui 模塊 ： 1) Simulink 模塊集 Commonly Used Blocks （常用模塊）下的 Ground 模塊（直流）， Constant（常量 )模塊， Gain （獲得）模塊， Scope （顯示器）模塊， Demux（多路分配器）模塊， Sum（求和）模塊 2) SimPowerSystem（電力系統(tǒng)）模塊庫(kù)下的 Machines 集中 Machines Measurement Demux（電機(jī)測(cè)量復(fù)合） 模塊，需要設(shè)置相關(guān)的輸入輸出接口。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 20 圖 Excitation System 模塊 參數(shù)設(shè)置 （ 7） 雙擊 Synchronous Machine pu Standard 模塊 ， 彈出 如 圖 所示的對(duì)話框 ， 設(shè)置 Configuration 頁(yè)面下 Rotor type 為 “Round” 模式 ， 同時(shí)Parameters 頁(yè)面下分別設(shè)置【 Pn(VA) Vn(Vrms） fn(Hz)】為 [900e6 20e3