【導(dǎo)讀】我國電力系統(tǒng)是世界上發(fā)展非常迅速的系統(tǒng)。截止2021年底，裝機(jī)容量已。經(jīng)達(dá)到500GW，位居世界第二；至2021年底，已經(jīng)突破600GW。直流輸電線路實(shí)現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)。有關(guān)部門已經(jīng)著手建設(shè)800kV特高壓直流輸電線路。經(jīng)發(fā)生不少嚴(yán)重系統(tǒng)事故。國內(nèi)系統(tǒng)事故機(jī)器主要原因見表所示：。村變電站側(cè)的保護(hù)因失去直流電源而拒動(dòng)。技術(shù)問題，水火電互聯(lián)系統(tǒng)中期動(dòng)態(tài)控制問題。振蕩，造成沙嶺子電廠和下花園電廠全停。不重視防止電網(wǎng)破壞的防線建設(shè)。南島，進(jìn)而大批線路發(fā)生永久性故障跳閘，使全網(wǎng)崩潰。電力市場的開放突出了對優(yōu)化和協(xié)調(diào)的要求，增加了穩(wěn)定分析和。繼電保護(hù)的潛在故障、機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)、受端的無功支持能力、

　　

【正文】 b I s1 各個(gè)分量輸入至接口 c If 各分量輸入至接口 圖 接口輸入示意 圖中的節(jié)點(diǎn) “ SCALE”表示圖像的坐標(biāo)顯示的大小，可以根據(jù)情況改變調(diào)節(jié)使得相量圖的顯示最佳。下面就故障 1 處進(jìn)行無故障、單相接地短路、兩相相間短路、兩相接地短路和三相接地短路的相量圖繪制。 當(dāng)系統(tǒng)沒有投入故障時(shí)，各電量正常運(yùn)行時(shí)的相量圖如圖 a 、 b 、 c 、 d 所示。由圖形可知，正常運(yùn)行時(shí)的相量圖為三相對稱互差 120176。相位差。 a MATLAB 繪制 Vs1 相量圖 b PSCAD 繪制 Vs1 相量圖 c MATLAB 繪制 Is1 相量圖 d PSCAD 繪制 Is1 相量圖 圖 正常無故障運(yùn)行時(shí)相量圖 藍(lán)色為 a 相，綠色為 b 相，紅 褐 色為 c 相 以 a 相接地為例，電量的各個(gè)序分量相量圖如圖 a 、 b 、 c 、 d 所示。由不對稱故障的邊界條件可知， a 相接地時(shí)近似認(rèn)為 ， 。由圖中 c 、 d 所示三個(gè)電流序分量相差甚小， ， ， 可以認(rèn)為三個(gè)電流序分量相等，同時(shí)電壓序分量也滿足邊界條件，即 a MATLAB繪制 Vs1各序分量相量圖 b PSCAD繪制 Vs1各序分量相量圖 c MATLAB 繪制 Is1 各序分量相量圖 d PSCAD 繪制 Is1 各序分量相量圖 圖 單相接地時(shí)的序分量圖 藍(lán)色為正序，綠色為負(fù)序，紅 褐 色為零序 。所以圖示結(jié)果符合故障邊界條件。 以 b、 c 兩相為例。由邊界條件可知此時(shí) ， 。如圖 a 、 b 、 c 、 d 所示，其中 ， ； ， ，因此基于這兩種仿真環(huán)境下的結(jié)果都符合故障的邊界條件。 a MATLAB繪制 Vs1各序分量相量圖 b PSCAD繪制 Vs1各序分量相量圖 c MATLAB繪制 Is1各序分量相量圖 d PSCAD繪制 Is1各序分量相量圖 圖 兩相相間短路時(shí)的序分量圖 藍(lán)色為正序，綠色為負(fù)序，紅 褐 色為零序 以 b、 c 兩相接地為例。根據(jù)邊界條件 ，如圖 a 、 b 、 c 、 d 所示各個(gè)序分量相量圖，此時(shí)，，三者相等滿足邊界條件。 此時(shí)，，其三者代數(shù)和為零也滿足邊界條件。 a MATLAB繪制 Vs1各序分量相量圖 b PSCAD繪制 Vs1各序分量相量圖 c MATLAB繪制 Is1各序分量 相量圖 d PSCAD繪制 Is1各序分量相量圖 圖 兩相接地短路時(shí)的序分量圖 藍(lán)色為正序，綠色為負(fù)序，紅 褐 色為零序 由于三相短路時(shí)， a、 b、 c 三相的電壓序分量全為零，且，所以不存在負(fù)序和零序分量。故此處只繪制故障電流相量圖，如圖 a 、 b 所示為故障點(diǎn)三相電流相量圖，其中電流的幅值為 左右。 a MATLAB 繪制故障點(diǎn)三相電流相量圖 b PSCAD 繪制三相故障電流相量圖 圖 三相接地短路時(shí)的故障點(diǎn)三相電流相量圖 藍(lán)色為 a 相 ，綠色為 b 相，紅 褐 色為 c 相 綜上所述，基于 PSACDMATLAB 的接口仿真在五種條件下的仿真結(jié)果符合故障分析中的邊界條件；同時(shí)，由 MATLAB 繪制的相量圖與 PSCAD 的仿真結(jié)果幾乎一致。因此，上述基于兩種仿真環(huán)境下的接口技術(shù)可以有效地應(yīng)用于電磁暫態(tài)的仿真分析之中。 結(jié)束語 本文在研究電磁暫態(tài)理論的基礎(chǔ)上，完成了如下內(nèi)容： 1 利用電磁暫態(tài)仿真軟件 PSCAD 對交流系統(tǒng)進(jìn)行了電磁暫態(tài)仿真分析。 2 利用系統(tǒng)仿真軟件 MATLAB 對其也進(jìn)行了電磁暫態(tài)仿真分析，二者對比得出結(jié)論：兩種環(huán)境下的仿真波形一致， 說明兩種仿真軟件都適合應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)的仿真研究。 3 運(yùn)用 PSCADMATLAB 的接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)電磁暫態(tài)的仿真。利用 PSCAD 方便快捷的圖形建模工具建立一個(gè)典型的交直流傳輸系統(tǒng)，分別就交流側(cè)和直流側(cè)故障進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真，并通過 PSCADMATLAB 接口模塊，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將 PSCAD的變量輸入至接口模塊，再由 MATLAB 語言引擎調(diào)用 M 文件實(shí)現(xiàn)在故障條件下對系統(tǒng)參數(shù)的相量圖繪制，并且利用 PSCAD 的相量圖顯示儀進(jìn)行比較，最終驗(yàn)證了接口環(huán)境下電磁暫態(tài)仿真的合理性和有效性。 盡管本文完成了上述內(nèi)容， 但仍存在一些不足和需要改進(jìn)的地方： 1 在 MATLAB 方面，只是簡單地應(yīng)用現(xiàn)有的電力系統(tǒng)的仿真模塊，沒有熟練掌握參數(shù)設(shè)置的靈活性，以及關(guān)于 MATLAB 仿真步長設(shè)置的局限性至今沒有找到解決方案。 2 在 PSCAD 方面，局限于簡單的控制方案，采用固定的控制模型，沒有很好的掌握靈活控制方法的應(yīng)用。 3 在 PSCADMATLAB 接口技術(shù)方面，只是簡單的實(shí)現(xiàn)了兩者的接口仿真功能，需要進(jìn)一步的理論學(xué)習(xí)來加強(qiáng)接口技術(shù)的應(yīng)用能力。 參考文獻(xiàn) [1]袁季修 .防御大停電的廣域保護(hù)和緊急控制 [M]，北京：中國電力出版社，2021. 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[24]鐘波，趙華軍 .PSCAD/ EMTDC 程序與 MATLAB 語言接口的研究 [J]，廣東電力， 2021. 附錄 A a 基于 PSCAD 故障點(diǎn) a 相電流波形 b 基于 MATLAB 故障點(diǎn) a 相電流波形 c 基于 PSCAD 線路 L1 的故障相 a 相電壓波形 d 基于 MATLAB 線路 L1 的故障相 a 相電壓波形 圖 單相接地 a 相 的電壓電流波形比較 a 基于 PSCAD 的故障點(diǎn) b、 c 兩相電流波形 b 基于 MATLAB 的故障點(diǎn) b、 c 兩相電流波形 c 基于 PSCAD 的線路 L1 故障相 b、 c 兩相電壓 波形 d 基于 MATLAB 的線路 L1 故障相 b、 c 兩相電壓波形 圖 兩相相間故障 b、 c 電壓電流波形比較 a 基于 PSCAD 的故障點(diǎn) a、 b、 c 三相電流波形 b 基于 MATLAB 的故障點(diǎn) a、 b、 c 三相電流波形 c 基于 PSCAD 的線路 L1 故障相 a、 b、 c 三相電壓波形 d 基于 MATLAB 的線路 L1 故障相 a、 b、 c 三相電壓波形 圖 三相短路電壓電流波形比較 附錄 B 1. 交流輸電線路故障對直流傳輸?shù)挠绊? a 故障 1 處單相和兩相接地故障時(shí)直流電流 I dc 波形 b 故障 1 處單相和兩相接地故障直流電壓 V dc 波形 c 故障 1 處三相故障時(shí)直流電流 I dc 波形 d 故障 1 三相故障時(shí)直流電壓 V dc 波形 圖 故障 1 處對直流系統(tǒng)的影響 a 故障 2 和 3 同時(shí)三相短路時(shí)的直流電流 b 故障 2 和 3 同時(shí)短路時(shí)的直流電壓 圖 故障 2 和 3 同時(shí)三相短路時(shí)對直流系統(tǒng)的影響 2. 直流傳輸時(shí)故障對整個(gè)傳輸系統(tǒng)的影響 a 直流輸電線故障時(shí)整流站直流電流波形 b 直流輸電線故障時(shí)整流站直流電壓波形 c 直流輸電線故障時(shí)逆變站直流電流波形 d 直流輸 電線故障時(shí)逆變站直流電壓波形 圖 直流輸電線路故障對換流站的影響 a 等效電源 Soure51 的母線三相電壓波形 b 輸電線 Line4 的三相電壓波形 圖 直流輸電線故障對交流輸電線路的影響 致謝 歷時(shí)近三個(gè)半月的時(shí)間終于完成了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這過程中我溫顧了許多已學(xué)的知識(shí)，與此同時(shí)也感覺到自己所學(xué)知識(shí)的匱乏和不足。 在此，我首先感謝我的指導(dǎo)老師，她兢兢業(yè)業(yè)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)令我受益匪淺，使我順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)，在這短暫而充實(shí)的四年大學(xué)生活中，實(shí)驗(yàn)室的各位老師，他們給予了我無私的關(guān)懷和不倦 的教誨，使我在學(xué)習(xí)上不懈努力，力爭上游，在此我一并表示我最誠摯的謝意！ 其次，我要感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予了我很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） Ia 0 Ib 0 Ic 0 Ia 1 BIa 1 Ic 2 Ib 2 Ia 2 Ic 1 Ib 1 Ia 1 選擇要求庫元件 連接各元件 仿真參數(shù)設(shè)置 仿真并顯示結(jié)果 Xl2 接口 PSCAD 輸入量 m PSCAD 輸出量 n Fortran 子程序（ DSDYN） MATLAB 數(shù)學(xué)引擎 MATLAB 語言 M 文件 PSCAD/EMTDC MATLAB