【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位。印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。隨著社會的進步和科技的發(fā)展，近年來世界各地也出現(xiàn)了一些大的電力系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通常具有范圍廣、強非線性的特點。隨著電力市場化和區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的不斷推。因，有時會引起電力系統(tǒng)崩潰的問題。運行中常見的單機—無窮大系統(tǒng)模型，設(shè)置的是電力系統(tǒng)中常見的單相接地故障，方法進行仿真，并證明了上述方法能夠提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。

　　

【正文】 ） 模塊 用來仿真輸電線路， 和 Ground（ 交流接地 ） 模塊 ， ThreePhase Fault （ 三相故障整流器 ）模塊 用來仿真短路故障 ， ThreePhase Transformer（ Two Windings）（ 三相變壓器繞組 ）模塊 用來仿真變壓器， 3） Machines 里 Synchronous Machine pu Standard（ 標么標準同步電機 ） 模塊用來仿真同步發(fā)電機 （ 2）設(shè)置仿真參數(shù) （ 3）進行動態(tài)仿真 增加提高暫態(tài)穩(wěn)定的模型，分別 進行快速切除故障，變壓器中性點經(jīng)小電阻接地，改變強勵倍數(shù)，記錄結(jié)果。 （ 4）結(jié)果分析 仿真之后，分析所得的圖形。從電壓圖、轉(zhuǎn)速圖和功角圖著手分析是否能夠提高暫態(tài)穩(wěn)定。 20 4 電力系統(tǒng)常用仿真簡介 常用的電力系統(tǒng)仿真軟件 電力系統(tǒng)分析軟件用數(shù)學模型和數(shù)值方法對系統(tǒng)的運行進行研究，可用來確定規(guī)劃設(shè)計方案、擬定運行方式、整定自動裝置的控制參數(shù)、進行事故分析和輔助運行人員作出正確的決策。此外，還可用于教學和培訓。現(xiàn)代化的電網(wǎng)迫切需要現(xiàn)代化的分析手段，對軟件的功能、精度、規(guī)模和速度提出了更高 的要求，期望充分利用計算機硬件和軟件技術(shù)的最新成就分析和處理電網(wǎng)的實際問題。目前，國際上有多種電力系統(tǒng)分析軟件包，在各國電力系統(tǒng)的實踐和研究中發(fā)揮了很大的作用。 目前常用的電力系統(tǒng)仿真軟件有： （ 1） MATLAB 產(chǎn)品族它們的一大特性是有眾多的面向具體應(yīng)用的工具箱和仿真塊，包含了完整的函數(shù)集應(yīng)用來對圖像信號處理、控制系統(tǒng)設(shè)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等特殊應(yīng)用進行分析和設(shè)計。它具有數(shù)據(jù)采集、報告生成和 MATLAB 語言編程產(chǎn)生獨立C/C++代碼等功能。 MATLAB 產(chǎn)品族具有下列功能：數(shù)據(jù)分析，數(shù)值和符號計算，工程與科學繪圖，控制系統(tǒng) 設(shè)計，數(shù)字圖像信號處理，財務(wù)工程，建模、仿真、原型開發(fā)、應(yīng)用開發(fā)和圖形用戶界面設(shè)計等。 MATLAB 產(chǎn)品族被廣泛地應(yīng)用于信號與圖像處理、控制系統(tǒng)設(shè)計、通訊系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。開放式的結(jié)構(gòu)使 MATLAB 產(chǎn)品族很容易針對特定的需求進行擴充，從而在不斷深化對問題的認識的同時，提高自身的競爭力。 （ 2） SPICE（ Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是由美國加州大學推出的電路分析仿真軟件，是 20 世紀 80 年代世界上應(yīng)用最廣的電路設(shè)計軟件，1998 年被定為美國國家 標準。 1984 年，美國 MicroSim 公司推出來基于 SPICE 的微機版 PSPICE(PersonalSPICE)?，F(xiàn)在用得較多的是 ，可以說在同類產(chǎn)品中，它是功能最為強大的模擬和數(shù)字電路混合仿真 EDA 軟件，在國內(nèi)普遍使用。最近推出了 版本。它可以進行各種各樣的電路仿真、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數(shù)據(jù)輸出，并在同一窗口同時顯示模擬與數(shù)字的仿真結(jié)果。無論對哪種器件哪些電路進行仿真，都可以得到精準的仿真結(jié)果，并可以自行建立元器件和元器件庫。 （ 3） EWB（ Electronic Workbench）軟件是 Interactive ImageTechnologies Ltd 在20 世紀 90 年代初推出的電路仿真軟件。目前普遍使用的是 ，相對其它 EDA軟件，它是較小巧的軟件。但它對模擬電路的混合仿真功能卻十分強大，幾乎 100%地仿真出真實電路的結(jié)果，并且它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號發(fā)生器、 21 掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器和電壓表、電流表等儀器儀表。它的界面直觀，易學易用。它的很多功能模仿了 SPICE 的設(shè)計，但分析功能比 PSPICE稍少一些。 （ 4） Protel是 PROTEL 公司在 20 世紀 80 年代末推出的 CAD 工具，是 PCB 設(shè)計者的首選軟件。它較早在國內(nèi)使用，普及率最高，有些高校的電路專業(yè)還專門設(shè)有 Protel 課程，幾乎所有的電路公司都要用到它。早期的 Protel 主要作為印刷版自動布線工具使用，現(xiàn)在普遍使用的是 Protel99SE，它是個完整的全方位電路設(shè)計系統(tǒng)，包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印刷電路板設(shè)計（包含印刷電路板自動布局布線），可編程邏輯器件設(shè)計，圖標生成，支持宏操作等功能，并具有 Client/Server(客戶服務(wù)器體 系結(jié)構(gòu)，同時還兼容一些其它設(shè)計軟件的文件格式，如 ORCAD、 PSPICE、 EXCEL 等 )。使用多層印刷線路板的自動布線，可實現(xiàn)高密度 PCB 的 100%布通率。 Protel 軟件功能強大、界面友好、使用方便，但它最具代表性的功能是電路設(shè)計和 PCB 設(shè)計。 以上各個電力系統(tǒng)仿真軟件的結(jié)構(gòu)和功能不同，它們各自的應(yīng)用領(lǐng)域也有所側(cè)重。 MATLAB 簡介 MATLAB 一詞是 Matrix Laboratory （矩陣實驗室）的縮寫。 20 世紀 70 年代后期，時任美國新墨西哥大學計算機科學系主任的 Cleve Moler 教授為減輕學生編程負擔，為學生設(shè)計一組調(diào)用 LLINPACK 庫程序的“通俗易用”的接口，此即用 Fortran編寫的萌芽狀態(tài)的 MATLAB。此后， MATLAB 軟件的功能不斷得到豐富和發(fā)展。 MATLAB 是美國 MATH WORK 公司 1984 年開始推出的一種簡潔的工程計算語言，它是以矩陣計算為基礎(chǔ)，把計算、可視化、程序設(shè)計融合到一個交互的工作環(huán)境中。 在國際學術(shù)界， MATLAB 已經(jīng)被確認為準確、可靠的科學計算標準軟件。MATLAB 將數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理、圖形功能和系統(tǒng)仿真融為一體，使用戶在易學易用的環(huán) 境中解決問題，如同書寫數(shù)學公式一樣，避免了傳統(tǒng)的復雜專業(yè)編輯。 Simulink 是在 MATLAB 環(huán)境下用于動態(tài)建模和仿真應(yīng)用最廣泛的軟件包之一，意思是仿真鏈接。該軟件有兩個特別明顯的功能：仿真與鏈接。也就是說，可以直接利用鼠標在模型窗口中劃出所需要的控制系統(tǒng)模型，然后再利用該軟件提供的功能來對控制系統(tǒng)直接進行模擬，很明顯，這可以將一個原本很復雜的系統(tǒng)變得相當容易輸入。 22 SIMULINK 是一種強有力的仿真工具，它能讓使用者在圖形方式下以最小的代價來模擬真實動態(tài)系統(tǒng)的運行。 SIMULINK 準備有數(shù)百種預定義 系統(tǒng)環(huán)節(jié)模型、最先進有效的積分算法和直觀的圖示化工具。依托 SIMULINK 強健的仿真能力，用戶在原型機制造之前就可建立系統(tǒng)的模型，從而評估設(shè)計并修補瑕疵。 SIMULINK 具有如下特點： （ 1） 建立動態(tài)系統(tǒng)的模型并進行仿真。 SIMULINK 是一種圖形化的仿真工具，用于對動態(tài)系統(tǒng)建模和控制規(guī)律的研究制定， SIMULINK 幾乎可分析任何一種類型的真實動態(tài)系統(tǒng)。 （ 2）以直觀的方式建模。利用 SIMULINK 可視化的建模方式，可迅速地建立動態(tài)系統(tǒng)的框圖模型。只需在 SIMULINK 元件庫中選出合適的模塊并拖放到SIMULINK 建模窗口，鼠標點擊連接就可以了。 （ 3）增添定制模塊元件和用戶代碼。 SIMULINK 模塊庫是可定制的，用戶也可以修改已有模塊的圖標，允許用戶把自己編寫的 C、 FORTRAN、 Ada 代碼直接植入SIMULINK 模型中。 （ 4）快速、準確地進行設(shè)計模擬。 SIMULINK 優(yōu)秀的積分算法給非線性系統(tǒng)仿真帶來了極高的精度。 SIMULINK 的求解器能確保連續(xù)系統(tǒng)或離散系統(tǒng)的仿真高速、準確的進行。 （ 5）分層次地表達復雜系統(tǒng)。根據(jù)需要，各種模塊可以組織成若干子系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，整個系統(tǒng)可以按照自頂向下或自底向上的 方式搭建。 （ 6）交互式的仿真分析。這種交互式的特征可幫助用戶快速評估不同的算法，進行參數(shù)優(yōu)化。 SimPowerSystems 庫是 SIMULINK 下面的一個專用模塊庫，是在 SIMULINK 環(huán)境下進行電力、電子系統(tǒng)建模和仿真的先進工具。 SimPowerSystems 庫提供了一種類似電路建模的方式進行模型繪制，在仿真前自動將仿真系統(tǒng)圖變化為狀態(tài)方程描述的系統(tǒng)形式，然后在 SIMULINK 下進行仿真分析。它為電路、電力電子系統(tǒng)、電機系統(tǒng)、發(fā)電、輸變電系統(tǒng)和配電計算提供了強有力的解決方法，尤其是當設(shè)計開發(fā)內(nèi)容涉及控 制系統(tǒng)設(shè)計時，優(yōu)勢更為突出。 PSB（ Power System Blocket）是一個圖編輯器，在 Simulink 環(huán)境下能建立系統(tǒng)原理并進行仿真計算。 PSB 庫提供了電力系統(tǒng)仿真通用的原件和裝置，包括 RLC 支路和負載、變壓器、傳輸線、避雷器、電機、電力電子裝置等。只需通過點擊和拖放 PSB 庫內(nèi)的模型即可建立用戶所需要的電力系統(tǒng)仿真原理圖，并利用模型元件的對話框來設(shè)置相關(guān)參數(shù)，使用 Simulink 提供的示波器模型，可現(xiàn)實仿真結(jié)果及其波形。 23 MATLAB 保存圖形 （ 1） 模型圖的保存 模型圖建立完后，點擊 Edit,出現(xiàn)下拉菜單，選擇 Copy Model To Clipboard,就將模型圖復制成功了，在建立的文檔中粘貼即可。 （ 2） 波形圖的保存 運行之后，打開 scope，得到圖形，在 matlab 指令窗口輸入： set(0,39。ShowHiddenHandles39。,39。on39。) set(gcf,39。menubar39。,39。figure39。) 然后按下回車，則在 scope 窗口會出現(xiàn)菜單欄。點擊 Edit,選擇下拉菜單中的 Axes Properties,即可修改圖形的背景顏色和波形的顏色等其它屬性：選擇下拉菜單中的Copy Figure,即把整個波形圖和坐標復制成功，只需在建立的文檔中粘貼即可。 24 5 基于 SIMULINK 的單機無窮大系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性仿真 單機 無窮大系統(tǒng)的建模 單機無窮大系統(tǒng)原理圖如圖 51. G T S 圖 51 單機無窮大系統(tǒng)原理圖 根據(jù)圖 51 建立的單機無窮大系統(tǒng)仿真原理圖如圖 52. P h a s o r sp o w e r g u iv+V o l t a g e M e a s u r e m e n tABCT h r e e P h a s e S o u r ceABCT h r e e P h a s e F a u l tABCabcT h r e e P h a s eT r a n s f o r m e r( T w o W i n d i n g s )A B CT h r e e P h a s eP a r a l l e l R L C L o a dPmV f _mABCS y n c h r o n o u s M a c h i n ep u S t a n d a r dS co p e 5S co p e 2S co p e 1M a n u a l S w i t chmv s _qdd_t het awmdwM a ch i n e sM e a s u r e m e n tD e m u xG r o u n d 1In Vs t abG e n e r i cP o w e r S ys t e m S t a b i l i ze r K G a i n 1 K G a i nv refvdvqv s t abVfE xci t a t i o nS ys t e mD i s t r i b u t e d P a r a m e t e r s L i n e 1D i s t r i b u t e d P a r a m e t e r s L i n e0 . 7 5 0 1C o n s t a n t 290C o n s t a n t 11C o n s t a n t St at or v olt age v q (pu) St at or v olt age v d (pu) 圖 52 單機無窮大仿真原理圖 圖中使用到的基本模塊有： 示波器 scope，邏輯加，增益 gain，電機測量模塊 Machines Measurement Demux，同步電機（標幺值單位）模塊 Synchronous Machine pu Standard，勵磁系統(tǒng) Excitation System，通用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 Generic Power System Stabilizer，三相并聯(lián) RLC 負 載Three Phase Parallel RLC Load，雙繞組三相變壓器 ThreePhase Transformer(Two Windings)，電壓測量模塊 Voltage Measurement，分布參數(shù)線路模