【正文】 1 tc= 時的搖擺曲線 (1) 采用 Matlab 求極限切除時間 采用 試湊法不斷改變切除時間 ，即給 tc 賦值， 找到穩(wěn)定與不穩(wěn)定的臨界時間 ，如圖 21 所示，可知極限切除時間 tc 在 與 之間，取 tc=。其中 ()t? 的 Matlab 求解程序如下 ： （子程序與穩(wěn)定計算程序一樣） functionxdot=simb(t,x,flag,a,b,c) xdot=[(x(2)1)*。%定義轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程組 主程序 : w0=1。 x0=[*pi/180。%給定微分方程組的初值 a=。c=*pi/180。simb39。%求解區(qū)間為 [0,] plot(t,x(:,1),39。)%畫出搖擺曲線 line([,],[0,3]) %畫 t= 的豎線 圖 2故障時功 角隨時間變化的特性 ()t? 已知極限切除時間 tc=，則可由圖 22 的 ()t? 曲線上找到對應(yīng)的切除角，即極限切除角。點(diǎn)擊圖中交點(diǎn)后，輸出 x =， y =，即 .limc? ==*180/pi= 度。三臺機(jī)組則定義為經(jīng)典二階模型，即 E’恒定模型（ GENCLS），具體參數(shù)設(shè)計如圖 2 24 所示： 0 0. 05 0. 1 0. 15 0. 2 0. 25 0. 3 0. 35 0. 4 0. 45 0. 500. 511. 522. 53電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 24 圖 2接在平衡節(jié)點(diǎn)的發(fā)電機(jī)模型參數(shù)設(shè)置 圖 2發(fā)電機(jī) GENCLS 模型參數(shù)設(shè)置 （ 1） 在事件窗口添加 ： 1s 時 節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路，并在 后切除故障，得出的搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。 R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432101401301201101009080706050403020100 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 25 圖 26 （ 3） 在事件窗口添加 ： 1s 時 節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路，并在 后切除故障，得出的搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。 圖 28 R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432109 5 , 0 0 09 0 , 0 0 08 5 , 0 0 08 0 , 0 0 07 5 , 0 0 07 0 , 0 0 06 5 , 0 0 06 0 , 0 0 05 5 , 0 0 05 0 , 0 0 04 5 , 0 0 04 0 , 0 0 03 5 , 0 0 03 0 , 0 0 02 5 , 0 0 02 0 , 0 0 01 5 , 0 0 01 0 , 0 0 05 , 0 0 00R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432101601501401301201101009080706050403020100 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432109 5 , 0 0 09 0 , 0 0 08 5 , 0 0 08 0 , 0 0 07 5 , 0 0 07 0 , 0 0 06 5 , 0 0 06 0 , 0 0 05 5 , 0 0 05 0 , 0 0 04 5 , 0 0 04 0 , 0 0 03 5 , 0 0 03 0 , 0 0 02 5 , 0 0 02 0 , 0 0 01 5 , 0 0 01 0 , 0 0 05 , 0 0 00電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 26 綜合上面 4 點(diǎn)的仿真結(jié)果，可以確定系統(tǒng)的極限切除時間 與 之間，取 =。 由于采用 Matlab 仿真時需要計算各種狀態(tài)下的轉(zhuǎn)移阻抗與輸入阻抗，而且為復(fù)數(shù)運(yùn)算，所以存在一點(diǎn)的誤差?？偟膩碚f，兩者的計算結(jié)果相差不大，其中 = 39。 = 100% 100% tctc??? ? ?相 對 誤 差 =%5% （ 6） 通過求解故障后功角隨時間的變化曲線，可以在曲線中找出極限切除時間 。 R o t o r A n g l e _ G e n 6 3gfedcbR o t o r A n g l e _ G e n 1 1gfedcb0 . 50 . 4 50 . 40 . 3 50 . 30 . 2 50 . 20 . 1 50 . 10 . 0 5015014013012011010090807060504030201000 . 4 2 8 5 s1 1 7 . 5 度 圖 2 故障后功角隨時間的變化曲線 選定故障 2： 線路 L23 中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路 故障說明：因為 線路 L23是雙回路線路，如果單純是單回線路發(fā)生對稱短路，由于還有另外一回線路正常工作，并聯(lián)后的轉(zhuǎn)移阻抗并不會很大，即故障后的電磁功率不會明顯減小。所以，為了檢驗系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定特性，文本所提到的線路故障皆為雙回路在同一點(diǎn)發(fā)生電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 27 短路，即 線路 L23的兩個回路同時在中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路。代入式 13 后得： 2 39。代入式 12 后得： 3 39。 1/*(*sin(x(1)+c)10*(x(2)1))]。tc=。 x0=[*pi/180。%給定微分方程組的初值 a=。c=0*pi/180。simb39。%求解第一個區(qū)間 [0,tc] x02= x1 (end,:)39。b=。%短路后的 P3 [t2,x2]=ode45(39。,[tc,20],x02,h_opt,a,b,c)。t2]。x2]。r39。b39。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 28 圖 tc= 時的搖擺曲線 當(dāng) 故障切除時間更改為 后，修改相應(yīng)的 Matlab 程序，得到的搖擺曲線如下，即此時發(fā)電暫態(tài)不穩(wěn)定 。 圖 3 tc= 時的搖擺曲線 同理，采用 的方法，求得極限切除角為 度。 （ 1） 在事件窗口添加 ： 1s 時 線路 L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路 ，并在 后切除故障，得出的搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。 圖 34 （ 3） 在事件窗口添加 ： 1s 時 線路 L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路 ，并在 后切除故障，得出的搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。 圖 36 綜合上面 4 點(diǎn)的仿真結(jié)果，可以確定系統(tǒng)的極限切除時間 與 之間，取 =。 = 39。 = 100% 100% tctc??? ? ?相 對 誤 差 =%5% （ 6） 通過求解故障后功角隨時間的變化曲線，可以在曲線中找出極限切除時間 。 R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432101501401301201101009080706050403020100 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432108 0 , 0 0 07 5 , 0 0 07 0 , 0 0 06 5 , 0 0 06 0 , 0 0 05 5 , 0 0 05 0 , 0 0 04 5 , 0 0 04 0 , 0 0 03 5 , 0 0 03 0 , 0 0 02 5 , 0 0 02 0 , 0 0 01 5 , 0 0 01 0 , 0 0 05 , 0 0 00電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 31 R o t o r A n g l e _ G e n 6 3gfedcbR o t o r A n g l e _ G e n 1 1gfedcb0 . 50 . 4 50 . 40 . 3 50 . 30 . 2 50 . 20 . 1 50 . 10 . 0 5016015014013012011010090807060504030201000 . 4 3 8 5 s1 2 4 度 圖 3 故障后功角隨時間的變化曲線 6 采用等面積法求解極限切除角 故障方案一 由第 5 部分知， 當(dāng)節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路， 2 0 .6 0 5 3 .6 5 4 s i n ( 1 .2 1 )P ?? ? ? 當(dāng)故障切除后， 3 1 .8 6 8 2 1 .6 3 7 s i n ( 0 .7 7 )P ?? ? ?。從總體上看，三種方法求出的結(jié)果較為接近。 故障方案二 由第 5 部分知， L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路 ， 2 39。 2 .4 1 5 2 0 .4 7 s i n ( 3 .1 2 )P ?? ? ?。從總體上看，三種方法求出的結(jié)果較為接近。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 33 7 基于 PowerWorld，分析三階模型的發(fā)電機(jī)的暫態(tài)過程 故障方案一：節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路 由于發(fā)電機(jī)采用三階模型，在 PowerWorld 軟件中給接在節(jié)點(diǎn) 6 的發(fā)電機(jī)添加GENTRA 模型，勵磁系統(tǒng)設(shè)為 BPA_EA。 R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432101601501401301201101009080706050403020100 1 0 2 0 3 0 4 0電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 34 圖 40 （ 2）在 5s 時節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路， 切除故障 ，所得搖擺曲線如下，即此時系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。 圖 42 （ 4）在 5s 時節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路， 將故障切除，所得搖擺曲線如下，即此時系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。 lim=。則采用PowerWorld 軟件仿真結(jié)果如下： （ 1） 5s 時 線路 L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路 ， 時將故障切除。 。所得搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。所得搖擺R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432101501401301201101009080706050403020100 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0R o t o r A n g le _ G e n 6 3gfedcb R o t o r A n g le _ G e n 1 1gfedcb201918171615141312111098765432107 5 , 0 0 07 0 , 0 0 06 5 , 0 0 06 0 , 0 0 05 5 , 0 0 05 0 , 0 0 04 5 , 0 0 04 0 , 0 0 03 5 , 0 0 03 0 , 0 0 02 5 , 0 0 02 0 , 0 0 01 5 , 0 0 01 0 , 0 0 05 , 0 0 00電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計算設(shè)計報告 36 曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)