【正文】 、德國(guó)、俄羅斯和日本，從 1996 年底開始一直穩(wěn)居世界第 2 位。 電力 系統(tǒng)中的 大 多數(shù)變量可維持在一定的范圍，使整個(gè)系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。 MATLAB。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 設(shè)計(jì) (論文 )題目 ： 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究與仿真分析 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 1004103003 二級(jí)學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電力工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 10 電氣（ 1）班 學(xué) 號(hào)： 1004103003 提交日期： 2021年 5 月 3 日 答辯日期： 年 月 日 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄 I 目 錄 摘 要 .............................................................. II Abstract........................................................... II 緒 論 ............................................................. III 第一章 電力系統(tǒng)概述 ................................................. 1 電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性概述 ........................................ 1 我國(guó)的電力系統(tǒng) .............................................. 1 電力建設(shè)任務(wù)艱巨 .......................................... 2 電力發(fā)展需求強(qiáng)勁 ......................................... 2 第二章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 ........................................... 4 電力系統(tǒng)穩(wěn)定的研究方法 ...................................... 4 電力系統(tǒng)穩(wěn)定的判定方法 ...................................... 5 等面積定則 ............................................... 5 極限切除角 .............................................. 7 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性 ........................................... 8 引起電力系統(tǒng)大擾動(dòng)的原因 .................................. 8 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 ................................ 9 第三章 基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)仿真 ................................... 11 MATLAB 簡(jiǎn)介 ................................................. 11 Simulink 簡(jiǎn)介 ............................................... 11 第四章 基于 SIMULINK 的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 ................... 13 單機(jī) — 無窮大系統(tǒng)原理 ....................................... 13 采用的模塊及其參數(shù)設(shè)置 ..................................... 14 仿真系統(tǒng)模型步驟 ....................................... 14 模塊參數(shù)設(shè)置 ............................................. 16 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真 ....................................... 25 第五 章 對(duì)仿真模型進(jìn)行故障擾動(dòng)分析 .................................. 29 單相短路接地故障分析 ....................................... 29 單相斷路故障 ............................................... 31 第六章 結(jié) 論 ....................................................... 33 參考文獻(xiàn) ........................................................... 34 致 謝 .............................................................. 35 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要 II 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究與仿真分析 摘 要 隨著社會(huì)的進(jìn)步， 對(duì) 電力的需求也越來越大，這就使全世界大規(guī)模建設(shè)超高電壓，超大規(guī)模的電力系統(tǒng)。 Stability。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 電力系統(tǒng)概述 1 第 一 章 電力系統(tǒng)概述 電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 概述 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性 分析是研究給定運(yùn)行條件 的 電力系統(tǒng) 在受到擾動(dòng)后， 憑借系統(tǒng)本身應(yīng)有的能力和控制設(shè)備的作用， 重新回復(fù)到運(yùn)行平衡狀態(tài)的能力。改革開放之后，電力工業(yè)體制不斷改革，在 政府 實(shí)行 多種 有效政策的激勵(lì)下，電力工業(yè)發(fā)展迅速，在發(fā)展規(guī)模、建設(shè)速度和技術(shù)水平上不斷刷新紀(jì)錄。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 電力系統(tǒng)概述 2 電力建設(shè)任務(wù)艱巨 進(jìn)入新世紀(jì) 以后 ，我國(guó)的電力工業(yè) 進(jìn)入 快速發(fā)展時(shí)期， 但隨著目前電網(wǎng)進(jìn)一步擴(kuò)展，技術(shù)更加復(fù)雜，需要協(xié)調(diào)的問題更多， 發(fā)生 事故 后 波及的范圍 會(huì) 更廣，造成的損失會(huì)更大。 從 我國(guó)的 現(xiàn) 階段 發(fā)展 分析，未來 很多 年， 都 是 人與自然之間沖突極為激烈 、大量 耗用 資源 的時(shí)期。 我國(guó)目前的開發(fā)方針為大力發(fā)展水電，優(yōu)化發(fā)展煤電， 積極發(fā)展核電。將重點(diǎn)加快建設(shè)大型水電基地，因地制宜開發(fā)中小型水電站。 通過深化電力需求側(cè)管理，通過節(jié)能、節(jié)電，加強(qiáng)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐步降低單位產(chǎn)值能耗等綜合措施。 (1)在 PEBS 法中 ， 勢(shì)能界面與持續(xù)故障軌跡相交的一點(diǎn)就 可以 近似 的 等于UEP， 可以用這一 點(diǎn)的勢(shì)能作為故障位置的臨界能量。但是 缺點(diǎn)比較明顯 模型較簡(jiǎn)單，分析結(jié)果偏保守，且只能判別首擺 的 穩(wěn)定性。但是人工智能法 在實(shí)際 中 很 難 應(yīng)用 ：難以獲取 準(zhǔn)確的、 大量的學(xué)習(xí)樣本，而實(shí)際電力系統(tǒng) 運(yùn)行方式 、 擾動(dòng)地點(diǎn)、 擾動(dòng)類型 復(fù)雜多變，所以 借助于模擬仿真 所 得到的樣本 的 數(shù)據(jù) 有 可能與電力系統(tǒng) 的 實(shí)際 運(yùn)行情況 不一定 相符 ； 而且 由于 缺乏 在線自動(dòng)學(xué)習(xí)有效算法， 所以 很 難 從大量數(shù)據(jù)中提取 出有效信息。從前面的分析可知，在 功角由 0? 變到 X 的過程中，原動(dòng)機(jī)輸入的能量大于發(fā)電機(jī)輸出的能 量，多余的能量將使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高并轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的能量而存在于轉(zhuǎn)子中；而當(dāng) 功角由 C? 變到 max? 時(shí)，原動(dòng)機(jī)輸入的能量小于發(fā)電機(jī)輸出的能量，不足部分由發(fā) 電機(jī)轉(zhuǎn)速降低而釋放的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電磁能來補(bǔ)充。根據(jù)這點(diǎn) ，并將 0PPT? ，以及 ??P 和 ?P 的表達(dá)式代入，便可求得max? 。如果在其中一 切除角時(shí)， 加速面積 與 減速面積 大小相等，則系統(tǒng)將處于 極限 穩(wěn)定 情況，大于這個(gè)角度 時(shí) 切除故障，系統(tǒng)將 會(huì) 失去穩(wěn)定。引起電力系統(tǒng)大擾動(dòng)的原因 主要有以下 三 種： （ 1）負(fù)荷突然 的 變化，如 切除 或 投入 大容量的用戶等； （ 2） 投入 或 切除 系統(tǒng)主要 的 原件，如 變壓器 ， 線路 及 發(fā)電機(jī) 等； （ 3）發(fā)生短路故障。 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 9 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 提高系統(tǒng)穩(wěn)定的措施可以分為兩大類：一類是 改善電力系統(tǒng)的元件的特性和參數(shù) ；另一類是提高系統(tǒng)穩(wěn)定的控制和采用保護(hù)裝置。 (2)電力系統(tǒng) 保護(hù)裝置 和 穩(wěn)定控制 。在系統(tǒng)發(fā)生故障瞬間，送端發(fā)電機(jī)輸出電磁功率下降，而原動(dòng)機(jī)功率不變，產(chǎn)生過剩功率，使發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的功角加大，如不采取措施，發(fā) 電機(jī)將失步。它是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的重要的有效措施之一。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)仿真 11 第 三 章 基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)仿真 MATLAB簡(jiǎn)介 MATLAB 是 MATRIXamp。在 最 新的版本中 加入了對(duì) C， C++， JAVA， FORTRAN 的支持。 Simulink 提供了一個(gè)模型圖形 用戶接口 (GUI)用來 創(chuàng)建 動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 模型，這個(gè)創(chuàng)建過程只需 要 鼠標(biāo)操作就 可以 完成，它提供了一種更 直接明了 、 快捷 的方式， 并 且用戶可以 立刻觀察到 系統(tǒng)仿真 的 結(jié)果。 假設(shè) 在發(fā)電機(jī) 的 高壓母線上發(fā)生 了 三相金屬性短路。 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)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 14 采用的模塊及其參數(shù)設(shè)置 由于 Simulink 能用 各種模塊 來模擬真實(shí) 的 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行， 通過許多已經(jīng)預(yù)定義的系統(tǒng)模型、最準(zhǔn)確合適的積分算法以及形象化圖形化工具，依托強(qiáng)大 的交互式仿真能力，可以方便 的調(diào)整模型參數(shù)，并且由于 電力系統(tǒng) SimPowerSystem使用 的標(biāo)準(zhǔn) 電氣符號(hào)、 大量的功能演示模型 ， 各種模型模塊， 優(yōu)化的仿真算法，高精度的仿真結(jié)果，充分發(fā)揮了 其 在電力系統(tǒng)仿真 中 的靈 活 優(yōu)勢(shì)。 （ 1） 雙擊 Constant 模塊 ， 彈出 圖 所示 的對(duì)話框 ， 在 Constant value里設(shè)置參數(shù)即可。 圖 ThreePhase Transformer (Two Windings)參數(shù)設(shè)置 （ 10） 雙擊 Distributed Parameters Line 模塊 ，彈出 圖 所示的對(duì)話框， Parameters 頁面設(shè)置 Number of phases N 為 3， 50Hz，【 R1 R0 R0m】為 [ ]，【 L1 L0 L0m】為 [ ] ，【 C1 C0 C0m】為 [ ] ， Line Length(km)為 110。 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)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 29 第 五 章 對(duì)仿真模型進(jìn)行故障擾動(dòng)分析 單相短路接地故障分析 A 相短路接地 A 相短路接地電壓 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)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 30 A相短路接地電壓 (t=) 結(jié)論分析： 短路設(shè)置為 A相 接地 短路故障， 故障發(fā)生時(shí)間為 2秒，故障修復(fù) 時(shí)間為 。動(dòng)態(tài)仿真 時(shí)選擇 ode23tb， 結(jié)論分析：設(shè)置為 A 相斷路， 斷 路時(shí)間為 秒，隨后迅速恢復(fù) ，由圖可知，在 秒電壓趨于無窮大，隨后 有較大幅度震蕩 恢復(fù)正常，同時(shí)下降過程伴隨 劇烈 震蕩。 2）易用性強(qiáng)，界面友好，操作使用非常方便。努力了 幾個(gè)月畢 業(yè)設(shè)計(jì)終于出爐了。 衷心祝愿 金陵 科技 學(xué)院 的明天更加美好?。?！