【正文】 在正常運行情況下，若原動機輸入的機械功率為 Pm，發(fā)電機輸出的電磁功率就與原動機輸入的機械功率相平衡，發(fā)電機的工作點應由 P1和 Pm 線的交點確定，即畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 16 頁 為 a 點，與此對應的功率角為 0? ，見圖 中虛線所示為不計阻尼作用的曲線，實線所示為計阻尼作用的曲線。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性由圖 所示。 因為制動電阻在故障瞬時投入，因而使故障后 Pδ 曲線 PII 向上向左偏移。采用串聯(lián)電容補償器是提高交流輸電線路輸送能力，控制并行線路之間 的功率分配和增加電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種方法 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 21 頁 第 4 章 Simulink 下 SimPowerSystem 模型應用 Simulink 由于其能用最小的代價來模擬真實動態(tài)系統(tǒng)的運行，依托數(shù)百種預定義系統(tǒng)環(huán)節(jié)模型、最先進有效地積分算法和直觀的圖形化工具，依托強健的交互式仿真能力，可以方便調整模型參數(shù)設置，而電力系統(tǒng) SimPowerSystem 由于使用標準的電氣符號、各種模型模塊，高精度的仿真結果，優(yōu)化的仿真算法，大量的功能演示模型，充分發(fā)揮了 SPS 在電力系統(tǒng)仿真的靈活仿真優(yōu)勢。 本論文通過對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性研究領域故障判斷分析，以 MATLAB/Simulink為電力系統(tǒng)仿真應用平臺，基于 MATLAB語言的電力系統(tǒng)工具箱，非常方便地搭建了電力系統(tǒng)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(tǒng)仿真模型。在設計的過程中，也得到了許多同學寶貴的建議，在此一并致以誠摯的謝意。 本次電力系統(tǒng)仿真主要有以下優(yōu)點： 1）部署成本低，建模效率高，能有效地降低試驗風險，并且最大限度的保留了仿真的完整度，通過優(yōu)化的算法，達到了很高的精度，并且為更加復雜的電力系統(tǒng)提供了研究參考。對原理分析的基礎上，利用 SIMULINK 軟件仿真能對調節(jié)器的參數(shù)進行更為方便的調整，可以更為直觀地得到系統(tǒng)仿真的結果，從而加深對電力系統(tǒng)仿真設計方法的理解。當在PII曲線較低位置切除故障時，仍可能出現(xiàn)與 PTPIII較大數(shù)值的較大的減速面積，因而仍可能在第二周波失穩(wěn)。k 點時，轉子的轉速仍大于同步轉速。k? 圖 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定 圖 電力系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定 在發(fā)生短路瞬間，由于不考慮定子回路的非周期分量，則周期分量的功率是可以突變的，于是發(fā)電機運行點有 PI突然將為 PII。 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 15 頁 第 3 章 單機 —無窮大暫態(tài)穩(wěn)定仿真分析 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題是指電力系統(tǒng)運行中受到擾動后能否保持發(fā)電機間同步運行的問題，根據(jù)擾動大小所確定的穩(wěn)態(tài)問題的性質，把它分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。此系統(tǒng)中接地故障最高，由于三個線電壓仍然對稱，不影響負荷連續(xù)供電，故不必立即跳閘，但接地后 非故障相電壓會升高，長時間帶故障運行會影響系統(tǒng)安全，因此需要對故障時刻和故障線路進行檢測。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的控制 電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定控制是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的第一道防線。 兩相接地短路和兩相短路對于電力系統(tǒng)的擾動也較大，其中兩相接地短路的危害程度僅次于三相短路。電力系統(tǒng)幾乎時時刻刻都受到小的干擾 。 本文做的主要工作有： （ 1） Simulink 下單機 —無窮大仿真系統(tǒng)的搭建 （ 2）系統(tǒng)故障仿真測試分析 通過實例說明，若將該方法應用到電力系統(tǒng)短路故障的診斷中，快速實現(xiàn)故障的自動診斷、檢測，對于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。如切除或投入較大容量的發(fā)電機、變壓器和較重要的線路引起的大的擾動。另外，系統(tǒng)中還將由于頻率和電壓的下降，發(fā)生自動裝置切除部分負荷等操作。研究中心的專家為主的 MATLAB 的開發(fā)的工具箱，主要用于電力系統(tǒng)電力，電子電路的仿真。 暫態(tài)穩(wěn)定仿真流程 由于電力系統(tǒng)的動態(tài)仿真研究將不能在實驗室進行的電力系統(tǒng)運行模擬得以實現(xiàn)。當動態(tài)電路從某一穩(wěn)定狀態(tài)轉換到另一穩(wěn)定狀態(tài)時，一些物理量（如電容電壓，電感電流等）并不會突變，而是需要一定時間。然后又開始第二次振蕩， 功率角 ? 由小到大，運行點沿功 角特性 PIII 越過 k 點又達 f 點。 補償?shù)姆椒ǎ喝珉p回路運行，兩組電容器組均投入。仿真圖如下： 圖 單機無窮大電力系統(tǒng)仿真原理圖 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 20 頁 利用 matlab 來對系統(tǒng)進行仿真，主要針對的是在系統(tǒng)中加入電容補償器對系統(tǒng)有何改善，在 切除故障和 切除故障中發(fā)電機轉速變化的情況的比較。而改善 的系統(tǒng)無論是在 ，發(fā)電機的轉速隨時間的增加而增大，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。這種學習模式的大大提高了學習的自主能動性，發(fā)揮了團隊合作精神。 有待進一步研究的工作： 1) 對故障信號的提取過程尚需要進行進一步的研究。 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 22 頁 運行效果仿真圖 改變故障模塊中的短路類型 （ 1） 單相短路接地故障 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速變化曲線圖 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速變化曲線圖 （ 2）兩相短路接地故障 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 23 頁 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速變化曲線圖 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速變化曲線圖 （ 3）兩相短路故障 圖 故 障 ，發(fā)電機轉速變化曲線圖 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 24 頁 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速變化曲線圖 （ 4）三相短路故障 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速變化曲線圖 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速變化曲線圖 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 25 頁 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速偏移角的變化曲線圖 圖 故障 后切除線路，發(fā)電機轉速偏移角的變化曲線圖 結論分析：在故障 ，發(fā)電機的轉速隨時間的增加而逐漸減?。ㄔ?），趨于穩(wěn)定值，因此系統(tǒng)是穩(wěn)定的；當故障后 障線路是（切除時間大于極限切除時間），發(fā)電機的轉速隨時間的增加而增大，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。 減少原電機輸出的機械功率 由于轉子運動切除故障后，減小作用在轉子上的剩余功率，增大減速面積。k 點后，情況發(fā)生逆轉。達 b 點后，輸入的機械功率 Pm大于輸出的電磁功率 PIIb，不平衡凈加速功率大于零。這里所謂的大干擾，是相對于小干擾而言的。 對配電網(wǎng)接地短路故障的研究，主要有利用短路后的穩(wěn)態(tài)分量、諧波分量和暫態(tài)分量等幾種方法。通過仿真參數(shù)來證明電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定方面的理論。但單相短路對系統(tǒng)的擾動在短路故障中是最小的，其中瞬時性雷擊單相短路又占單相短路的 70%左右，它對系統(tǒng)的影響就更小了。 電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在某個運行情況下突然受到較大擾動后，能否經(jīng)過暫態(tài)過程達到新的穩(wěn)定狀態(tài)或恢復到原來的狀態(tài)。 本文做的主要工作有： （ 1） Simulink 下單機 —無窮大仿真系統(tǒng)的搭建 （ 2）系統(tǒng)故障仿真測試分析 通過實例說明，若將該方法應用到電力系統(tǒng)短路故障的診斷中，快速實現(xiàn)故障的自動診斷、檢測，對于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。 一、 引起電力系統(tǒng)大擾動的主要原因 （ 1）負荷的突然變化。在這期間發(fā)電機組的調節(jié)系統(tǒng)已發(fā)揮作用。 MATLAB 環(huán)境下的 Simulink 是用于對復雜動態(tài)系統(tǒng)進行建 模和仿真的圖形化交互式平臺。提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施是多樣的。而且短路故障中，單相接地短路故障最多。但在 f 點， PmPIIIf，轉子將繼續(xù)減速，功率角 ? 開始減小，運行點仍將沿功 角特性畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 17 頁 曲線 PIII 從 f 點向 e、 k點移動。 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施 快速切除故障 采用自動重合閘裝置 ： 對應兩種情況： ① 若系統(tǒng)發(fā)生瞬時故障，則可以通過自動化重合閘恢復 到原來狀態(tài)（電磁功率最大）； ② 若為永久性故障，會使系統(tǒng)再次重合到故障上，對系統(tǒng)沖擊較大。 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 19 頁 圖 無輸電線的單機 —無窮大系統(tǒng)原理圖 假定聯(lián)絡阻抗為純電感，則由發(fā)電機向無窮大系統(tǒng)送 出去的有功功率的 P 為： P sinmUZE ??? （ ） 式中 Z? —包括發(fā)電機阻抗在內的發(fā)電機電動勢到無窮大系統(tǒng)母線的總阻抗； ? —功角； mE —發(fā)電機電勢； U —系統(tǒng)母線電壓。 小結 當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，希望能快速對系統(tǒng)進行仿真分析以此來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這里留下了我求學的足跡，這里 見證了我成長的點滴。 畢 業(yè) 論 文 （設 計） 用 紙 佳木斯大學繼續(xù)教育學院 第 33 頁 致 謝 時間過得真快，轉眼間，已經(jīng)在本校學習兩年多，這兩年多時間是我