【正文】 15 [t2,x2]=ode45(39。b=。%求解第一個(gè)區(qū)間 [0,tc] x02= x1 (end,:)39。simb39。c=*pi/180。%給定微分方程組的初值 a=。 x0=[*pi/180。tc=。 1/*(*sin(x(1)+c)10*(x(2)1))]。此外，為了加快功角的收斂速度，添加了阻尼部分，阻尼系數(shù) D 設(shè)為 10。代入式12 后得： 3 1 .8 6 8 2 1 .6 3 7 s i n ( 0 .7 7 )P ?? ? ?（ 16） Matlab 編制穩(wěn)定計(jì)算程序 轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程如下 0( ( ) ( 1 ) )NeJd wdtwdw P P D wdt T??? ????? ?? ? ? ? ???（ 17） 而 Pe的表達(dá)式分別為式 1 1 15 所示，故可以采用 Matlab 軟件求解這組電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 21 微分方程。 當(dāng)節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)變換法同理可得，轉(zhuǎn)移阻抗Z17= + = ? ，輸入阻抗 Z77= + = ? 。此時(shí)，39。 5 故障方案仿真 選定故障 1：節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路 參數(shù)的求取 慣性時(shí)間常數(shù) TJN=7，歸算到全網(wǎng)后 3 5 2 . 9 47 2 4 . 7 1100GNJ J N BSTT S? ? ? ?， 三臺(tái)機(jī)組等效為一臺(tái)機(jī)組后， 3 ? ? ? ?。 9 0 2 .7 3 8 7 .2 7Em? ? ? ?。 1 . 9 0 5 2 2 3 . 3 5 7 8 s i n ( 2 . 7 3 )EP ?? ? ?（ 14） 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 20 則有， 39。39。 239。則有 11 5 . 8 5 3 ( 0 . 0 0 2 3 ) 0 . 2 8 1 4 0 . 0 4 8 3 0 . 0 0 0 1 5 11 . 0 4 5 5P R Q XV V? ? ? ? ?? ? ? ? 11 5 . 8 5 3 0 . 0 4 8 3 0 . 2 8 1 4 ( 0 . 0 0 2 3 ) 0 . 2 7 1 01 . 0 4 5 5P X Q RV V? ? ? ? ? ?? ? ? 2239。 對于 節(jié)點(diǎn) 2，負(fù)荷 ZL2=+，其中 B12= ， B23= ， B24= ? ?2 1 2 2 3 2 42112LY B B BZ? ? ? ? ?= 即2 21Z Y?= + 對于 節(jié)點(diǎn) 3，負(fù)荷 ZL3=+，其中 B23=， B36=納 ? ?3 2 3 3 63112LY B BZ? ? ? ?= 即3 31Z Y?= + 對于 節(jié)點(diǎn) 4，負(fù)荷 ZL4=+，其中 B24=， B45=納 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 14 ? ?4 2 4 4 54112LY B BZ? ? ? ?= 即4 41Z Y?= + 對于 節(jié)點(diǎn) 5，負(fù)荷 ZL5=+，其中 B45=， B56=導(dǎo)納 ? ?5 4 5 5 65112LY B BZ? ? ? ?= 即5 51Z Y?= + 對于 節(jié)點(diǎn) 6， 不帶 負(fù)荷 ，其中 B36=， B56= ? ?6 36 5612Y B B? ? ? = 即6 61Z Y?=j（ ） 綜上，經(jīng)過上述簡化的電網(wǎng)接線圖如圖 7 所示： 1 2 3 4 5 6Z1 2Z2 4Z2 3Z3 6Z5 6Z4 5 7E ’VX d ’Z5Z3Z2Z4XTZ6 圖 講過上述簡化后的模型 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 15 表 1圖 7 中各元件的阻抗標(biāo)幺值 Z12 Z23 Z24 Z45 Z36 Z56 +j +j +j +j +j +j Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Xd’+XT + + + + j（ ） 采用網(wǎng)絡(luò)變換法的具體步驟 消去節(jié)點(diǎn) 4 在圖 7 的基礎(chǔ)上通過星三角變換進(jìn)行第一步簡化，可將節(jié)點(diǎn) 4 消去，如圖 9 示： 1 2 3 5 6Z1 2Z2 3Z3 6Z5 6Z2 5 7E ’VZ5Z3Z2Z5 ( 1 )Z2(1)Z6 7Z6 1 2 3 5 6Z1 2Z2 3Z3 6Z5 6Z2 5 7E ’VZ5 ( 2 )Z3Z2 ( 2 )Z6 7Z6 圖 8 圖 9 參數(shù)計(jì)算如下： 4 5 2 42 5 4 5 2 44ZZZ Z Z Z?? ? ?= + 4 4 55 (1 ) 4 4 524ZZZ Z Z Z?? ? ?= + 4 2 42 (1 ) 4 2 445ZZZ Z Z Z?? ? ?= + 將并聯(lián)的兩對阻抗合并后得： 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 16 2(2) 2 2(1)//Z Z Z? = + 5(2) 5 5(1)//Z Z Z? = + 另： 67 39。 變壓器的處理 由上面計(jì)算可知，當(dāng)基準(zhǔn)電壓 VB1=220kV， VB2=，標(biāo)幺變比 k*=1，所以可以用一個(gè)純電抗來等效變壓器，其中電抗值 2 2T( N )S BT* 22T( N ) B% 1 0 . 5 1 0 . 5 1 0 0 0 . 0 3 6 31 0 0 1 0 0 3 5 0 9 . 5 4 5 5VV SX SV? ? ? ? ? ? ?（ 11） 同理三臺(tái)變壓器可等效為一臺(tái)，此時(shí) XT= 線路并聯(lián)電容的處理 ∏ 型等值電路里，線路兩端存在并聯(lián)電容，即與負(fù)荷等值阻抗并聯(lián)。等效后的機(jī)組出力P=， Xd=， Xq=， Xd’=發(fā)電機(jī)采用二階經(jīng)典模型，即 E’恒定模型。39。 在本例中，正常運(yùn)行下負(fù)荷所在節(jié)點(diǎn)電壓近似為 VN，由式 9 求得各負(fù)荷的等效阻抗如表 6 所示： 表 1各負(fù)荷的等效阻抗 負(fù)荷所在節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)電壓 V（ kV） 負(fù)荷大小 S（ MVA） 等效阻抗 ZL的標(biāo)幺值 2 220 250+j40 + 3 220 380+j90 + 4 220 280+j85 + 5 220 420+j95 + 發(fā)電機(jī)的處理 接在節(jié)點(diǎn) 6 的有三臺(tái)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的容量 SG(N)=300/=，電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 13 VG(N)=，而基準(zhǔn)容量 SB=100MW， 為了使變壓器的標(biāo)幺變比 k*=1， 在 10kV電壓等級下的基準(zhǔn)電壓 VB2=*220/242kV=。說明兩種計(jì)算方法都是準(zhǔn)確可行的 。 （ 2）各支路狀態(tài)的對比如表 10 所示： 表 各支路狀態(tài)的對比 支路區(qū)間 首端有功功率（ MW） 首端無功功率（ Mvar） 首端視在功率（ MVA） 有功損耗 （ MW） 無功損耗（ Mvar） Power World Matlab Power World Matlab Power World Matlab Power World Matlab Power World Matlab 1,2 2,3 2,4 330 3,6 4,6 74 5,6 150 2 比較 兩種計(jì)算結(jié)果 的各支路潮流可以發(fā)現(xiàn)，有功功率的 最大偏差為 ，不超過 %。所以，兩種計(jì)算潮流得出的節(jié)點(diǎn)電壓具 有很好的一致性。 則發(fā)電機(jī)輸出功率 PD=3*+= 總負(fù)荷 PL =250MW+380MW+280MW+420MW=1330MW 8 . 6= 1 0 0 % = 0 . 6 4 2 %1 3 3 8 . 6DLDPPP? ?網(wǎng) 損 率 PowerWorld 仿真結(jié)果與 Matlab 計(jì)算結(jié)果對比分析 以上，我們分別用 PowerWorld 仿真軟件和 Matlab 平臺(tái)對待求解電網(wǎng)進(jìn)行了潮流計(jì)算，得出各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓和各支路的潮流狀態(tài)。 采用 powerworld 畫出的單相接線圖如圖 5 所示。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 9 圖 接在 節(jié)點(diǎn) 6 處的發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)置 其余節(jié)點(diǎn)為 PQ 節(jié)點(diǎn)，將其基準(zhǔn)電壓更改為 220kV 之后，再帶上相應(yīng)大小的負(fù)荷。 圖 接在平衡節(jié)點(diǎn)處的發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)置 節(jié)點(diǎn) 6 為 PV節(jié)點(diǎn)， P=， V=，為了方便后面的穩(wěn)定計(jì)算，按題目中要求，節(jié)點(diǎn) 6 接 3 臺(tái)參數(shù)一樣的機(jī)組，其中正常運(yùn)行時(shí)各 機(jī)組發(fā)出的有功功率 P1=P2=P3=。 PowerWorld 軟件建模與潮流計(jì)算 采用 PowerWorld 仿真軟件建立潮流模型 在軟件的編輯模式下，節(jié)點(diǎn) 1 為平衡節(jié)點(diǎn)，電壓恒定為 ，為了反映平衡節(jié)點(diǎn)這一特性，節(jié)點(diǎn) 1 應(yīng)接一臺(tái)容量無窮大的發(fā)電機(jī)。仿真器廣泛地使用了圖形和動(dòng)畫功能，大大地增強(qiáng)了用戶對系統(tǒng)特性、問題和約束的理解，以便于用戶對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。與其它商業(yè)潮流計(jì)算軟件包不同，該軟件可以讓用戶通過生動(dòng)詳細(xì)的全景圖來觀察電力系統(tǒng)。 該仿真器是一個(gè)集成的產(chǎn)品，其核心是一個(gè)全面、強(qiáng)大的潮流計(jì)算程序。該仿真軟件能夠進(jìn)行專業(yè)的工程分析。 此部分程序可在 MATLAB 平臺(tái)中獨(dú)立寫成 m文件，提高效率； 3）初始化各節(jié)點(diǎn)電壓（幅值和相角）的存儲(chǔ)矩陣和各節(jié)點(diǎn)注入功率（實(shí)部和虛部）的存儲(chǔ)矩陣，以存放迭代過程中的中間值和輸出最終值； 4）構(gòu)造各節(jié)點(diǎn)的潮流方程，進(jìn)入潮流計(jì)算程序； 5）基于 MATLAB 平臺(tái)，得出計(jì)算結(jié)果，采用誤差精度為 10e5。 PV節(jié)點(diǎn)電壓 V的給定值； 節(jié)點(diǎn)所接的無功補(bǔ)償設(shè)備的容量 。 基于MATLAB 平臺(tái)編寫程序， 我們 對待求解電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，從而得出 各 PQ 節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓以及各線路的線路損耗。電壓 V穩(wěn)定在 。節(jié)點(diǎn) 5 均為 PQ 節(jié)點(diǎn)，帶有一定的負(fù)荷。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 4 1 潮流的參數(shù)計(jì)算和標(biāo)幺化 線路參數(shù)計(jì)算與標(biāo)幺化 1 2 3 4 5 6Z1 2Z2 4Z2 3Z3 6Z5 6Z4 5 圖 電網(wǎng)的等效線路圖 圖 1 是待求解電網(wǎng)的等效線路圖，由已知取基準(zhǔn)功率 100MW，基準(zhǔn)電壓220kV：則有 BB100MW220kV484BBSVZIA??? ??? ???? ?? (1) 線路正序參數(shù)： j 0 . 0 5 4 j0 . 3 0 8 / k M0 . 0 1 1 6μ F / k Mz r xC ? ? ? ? ??? ?? (2) 線路阻抗標(biāo)幺值計(jì)算公式： B* 2BSZ zl V?? (3) 線路導(dǎo)納標(biāo)幺值計(jì)算公式： 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 5 2B* Bj VY Cl S??? (4) 由于電網(wǎng)線路為雙回路線路，即阻抗值為單回路的一半，導(dǎo)納值為單回路的兩倍。 比較兩種模型的仿真結(jié)果，分析發(fā)電機(jī)模型選擇對于穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響，并且分析勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)變化對于穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響； 編制課程設(shè)計(jì)報(bào)告。與 PowerWorld 軟件的分析結(jié)果進(jìn)行比較校核。 二、 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和標(biāo)幺化，形成潮流計(jì)算參數(shù)； 用 Matlab 編制潮流計(jì)算程序，要求采用 PQ 分解法潮流計(jì)算方法。 穩(wěn)定仿真中不考慮發(fā)電廠的調(diào)速器和原動(dòng)機(jī)模型?？紤]該電廠開機(jī)三臺(tái)，所有發(fā)電機(jī)保留 10%的功率裕度。不計(jì)內(nèi)阻和空載損耗。發(fā)電機(jī)組主要參數(shù)如下表： 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 2 機(jī)組臺(tái)數(shù) 單臺(tái)容量（ MW） 額定電壓（ EV） 功率因數(shù) 升壓變?nèi)萘縈VA Xd Xd’ Xq Td0’ TJ=2H 3 300 350 8 7 當(dāng)發(fā)電機(jī)采用三階模型時(shí)，勵(lì)磁環(huán)節(jié)（含勵(lì)磁機(jī)和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）模型如下 : 圖中參數(shù)如下： TR=0， KA=20， TA=， Te=， KE=1， SE=0， KF=， TF= 不考慮 PSS，即圖中的附加信號(hào) Vs=0。 燃煤發(fā)電廠 G 有三臺(tái)機(jī)組，均采用單元接線。F/km； 40186。所有線路型號(hào)均為 LGJ2*300，基本電氣參數(shù)為： 正序參數(shù)： r = , x = , C = 181。電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報(bào)告 [鍵入文字 ]