【導(dǎo)讀】遇到的多種故障方面運行的需要。障并由斷路器自動跳閘隔離故障的仿真結(jié)果。并利用小波分析具有很強(qiáng)的信號特征提取。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。關(guān)鍵詞單機(jī)—無窮大；SimPowerSyetem；短路故障；keywords：Single—infinite；SimPowerSyetem；Shortcircuitfaults；Wavelettransform

　　

【正文】 。設(shè)置線路 L2出口處發(fā)生短路故障(故障發(fā)生時間均定在 ls)作為對系統(tǒng)的大擾動。在進(jìn)行動態(tài)仿真時分別設(shè)置以下的一些情況： 設(shè)置線路 L2出口處發(fā)生短路故障 (故障時間均發(fā)生在 2S)作為對系統(tǒng)最大的擾動。在進(jìn)行動態(tài)仿真時分別設(shè)置以下的一些情況： (1)線路 L2出口處發(fā)生單相接地短路， ，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS的效果進(jìn)行分析 (PSS可通過切換開關(guān)進(jìn)行投退 )，仿真結(jié)果見 圖 331所示。 23 圖 331 ( 未加 PSS) 結(jié)論分析：未投入 PSS時，盡管采用了快速切除故障的措施。由于系統(tǒng)本身有延遲，故障斷開之后仍然出現(xiàn)短時間的震蕩。 圖 332 （ 加有 PSS) 結(jié)論分析：可知，對于單相接地短路故障，采用 PSS可有效地增加系統(tǒng)對振蕩的阻尼效果，使波形更平緩，同時對其它故障諧波有一定的消除作用。 (2)線路 L2出口處發(fā)生單相接地短路，在 ，仿真時附加 PSS，仿真結(jié)果見圖 2所示；將此仿真效果與 (1)中的 ，對快速切除故障的效果進(jìn)行分析。 圖 333 ( 未加 PSS) 結(jié)論分析： 未投入 PSS時，系統(tǒng) 發(fā)生故障時暫時失去穩(wěn)定性，相比圖 331， 后系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)需要時間更長，而且造成的波動較大，穩(wěn)定性更差一些，震蕩持續(xù)時間較長，由于進(jìn)一步對參數(shù)進(jìn)行了設(shè)置，所示的穩(wěn)態(tài)波形更加平穩(wěn)。 24 圖 334 （ 加有 PSS） 結(jié)論分析：采用 PSS可有效地增加系統(tǒng)的阻尼振蕩效果，使系統(tǒng)迅速地趨向穩(wěn)定 。 (3)線路 L2出口處發(fā)生 三 相接地短路， ，仿真時不加 PSS， 對自適應(yīng)單相重合閘的效果進(jìn)行分析， L2故障相 (A相 )，仿真結(jié)果見 圖 335。 圖 335 (三 相接地短路 ) 結(jié)論分析：由于三相接地短路，系統(tǒng)脫離暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，隨著時間增加相電流會在短時間內(nèi)迅速增加，此時系統(tǒng)崩潰。 短路故障的類型和發(fā)生及切除時間可由三相短路模塊 (ThreePhase Fault)進(jìn)行設(shè)置。動態(tài)仿真時選擇 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。 由可知，對于單 相接地短路這樣故障形式，采用 PSS可有效地增加系統(tǒng)的阻尼振蕩效果，使系統(tǒng)迅速地趨向穩(wěn)定；而未投入 PSS時，盡管采用了快速切除故障的措施，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。在系統(tǒng)附加 PSS的前提下。對比圖 334的慢切除故障和圖 332中快速切除故障的發(fā)電機(jī)運行指標(biāo)的仿真運行結(jié)果．可見快速切除故障對于提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性有著決定性的作用。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS模塊的輸入信號即可采用發(fā)電機(jī)加速功率的 Pa=PmPe(), 25 也可以采用轉(zhuǎn)子角速度變化量 dω (),本仿真采用后一種。而未投入 PSS時，盡管采用了快速切除 故障的措施，系統(tǒng)仍失去了穩(wěn)定性。同時采用自動重合閘也是提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的一個有效經(jīng)濟(jì)地方法，本次穩(wěn)態(tài)故障仿真對自適應(yīng)單相重合閘的效果進(jìn)行仿真分析。與傳統(tǒng)的單相重合閘不同，自適應(yīng)重合閘不是盲目進(jìn)行，可在重合前判別單相接地短路故障的性質(zhì)，若為永久性故障，則重合閉鎖；若為瞬時性故障，則重合進(jìn)行閉鎖；若為瞬時性故障，則重合進(jìn)行。由圖 3可知，若單相接地短路為瞬時性故障，重合成功可有效提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。由于高壓架空線路以發(fā)生瞬時性單相接地短路故障居多(占線路故障的 70%80%)，而一般重合閘的成功率可達(dá) 90%以 上，因此單相重合閘的使用可以提高供電的可靠性和暫態(tài)穩(wěn)定性。 結(jié) 論 MATLAB SPS集直觀性、技巧性和操作的簡易性于一身，是一款較優(yōu)秀的電力系統(tǒng)仿真軟件，同時 SPS提供豐富的 Help文檔，有利于使用者進(jìn)行學(xué)習(xí)。本次仿真以單機(jī) —無窮大系統(tǒng)或兩極系統(tǒng)為對象進(jìn)行仿真。分析了運行故障對穩(wěn)態(tài)的干擾，對實際電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定具有參考價值，仿真實踐表明， SPS是電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)穩(wěn)定分析的有力工具。 26 結(jié)論和展望 隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，復(fù)雜的電力控制系 統(tǒng)在技術(shù)和安全對電網(wǎng)的要求越來越高，其可能遇到的多種情況正在考驗著電力運行的可持續(xù)性和穩(wěn)定性，期間自動化技術(shù)的進(jìn)步正在彌補這這種巨大落差，更好的對電網(wǎng)系統(tǒng)各種故障的檢測和分析成為了當(dāng)前熱門的研究課題，更具有非常實用的現(xiàn)實意義。 本論文通過對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性研究領(lǐng)域故障判斷分析，以 MATLAB/Simulink為電力系統(tǒng)仿真應(yīng)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(fù)雜的系統(tǒng)仿真模型。運用小波變換對故障信號進(jìn)行特征提取，完成了對故障 檢測點的實時分析和研究，對電力系統(tǒng)運行中易出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行調(diào)試和分析，通過仿真運算驗證了方法的正確和可行性，總之，利用 MATLAB強(qiáng)大的計算功能和編程技術(shù)，提高仿真計算的靈活性和效率，為仿真電力系統(tǒng)，分析電力系統(tǒng)提供了一種新的手段。 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(fēng)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(dá)到了很高的精度，并且為更加復(fù)雜的電力系統(tǒng)提供了研究參考。 2）易用性強(qiáng)，界面友好，操作使用非常方便?？梢匀我庠黾酉嚓P(guān)模塊 ，并且可以定制模塊元件或代碼，交互式應(yīng)用最大限度的快速評估不同算法，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。 有待進(jìn)一步研究的工作： 1) 對故障信號的提取過程尚需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。比如說故障測距方面，通過對故障的檢測，運用各種不同的方法測量出故障發(fā)生的具體位置和時間，以此加深對電力系統(tǒng)應(yīng)用理解。 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)實情況的匹配，近代直流高壓電 HDVC系統(tǒng)的模型對仿真的驗證有待研究。 3）最優(yōu)小波函數(shù)的選擇對仿真結(jié)影響不言而喻，快速準(zhǔn)確的找到最優(yōu)小波函數(shù)同樣是亟需解 決的問題。 27 參考文獻(xiàn) [1] 王晶，翁國慶．張有兵．電力系統(tǒng)的 MATLAB/SIMULINK 仿真與應(yīng)用 ．西安電子科技大學(xué)出版社， 2021年 9月 ． [2] 李國勇，謝克明．楊麗娟．計算機(jī)仿真技術(shù)與 CAD— 基于 MATLAB 的控制系統(tǒng)（第二版） ．電子工業(yè)出版社， 2021年 6月 ． [3] 李穎． Simulink 動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真（第二版）．西安電子科技大學(xué)出版社， 2021年 11月 ． [4] 于貴江．基于小波分析的故障信號檢測．哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報， 2021年 2月 ． [5] 任震．黃雯瑩．石志強(qiáng)．小波變換及其在 電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，電力系統(tǒng)自動化， 1997年 3月 ． [6] 吳軍基，吳秋偉，楊偉．電力系統(tǒng)故障時刻提取的小波分析，繼電器學(xué)報， 2021年 12月 ． [7] 周兆慶，陳星鶯． Matlab電力系統(tǒng)工具箱在電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真中的應(yīng)用，電力自動化設(shè)備期刊， 2021年 4月 ． 28 致 謝 感謝。 29 附 錄 程序 1. 第 節(jié)的圖像處理程序 shh = get(0,39。ShowHiddenHandles39。)。 set(0,39。ShowHiddenHandles39。,39。On39。) set(gcf,39。menubar39。,39。figure39。) set(gcf,39。CloseRequestF39。,39。closereq39。) set(gcf,39。DefaultLineClipping39。,39。Off39。) set(0,39。ShowHiddenHandles39。,shh) 程序 2. 第 節(jié)的小波變換程序 把需要的 Scope 輸出波形在其界面的“ Parameters”選項中“ Data History”中選擇“ Save Data to Workerplace”，定義變量名“ Variable Name”為 S1，同時“ Format”選項選擇為“ Array”。 小波變換程序： S=S1(:,2) save data_S S clear load data_S x=S。 y=x。 figure(1) plot(y) [ly hy]=dwt(y,39。haar39。) figure(2) plot(hy) clear y x=ly。 y=x。 figure(3) plot(y) [ly hy]=dwt(y,39。haar39。) figure(4) plot(hy)