論文基于matlab的電力系統(tǒng)故障分析與仿真-閱讀頁
2024-11-30 09:29本頁面
【正文】 定電壓 ? (KV), 額定頻率 50nf ? Hz, 變壓器的變比 ? ，無窮大電源電壓 220sV? (KV)。 首先根據(jù)圖 3，分析知道需要組成系統(tǒng)的幾個(gè)主要部分，分別是發(fā)電機(jī)組，三相變壓器，輸電線路，負(fù)載，故障元件，測量儀器以及標(biāo)準(zhǔn)電壓源。使用同步發(fā)電機(jī) (Synchronous Machine pu Standard)，勵(lì)磁系統(tǒng)(Excitation System)和水輪機(jī)調(diào)速器 (Hydraulic Turbine and Governor)來組成發(fā)電機(jī)組。三相變壓器選擇雙繞組三相變壓器(ThreePhase Transformer)，將變比設(shè)置為 （高壓側(cè)額定電壓為 220KV），低壓繞組三角形接法，高壓繞組星型接地。另外，將標(biāo)準(zhǔn)電壓源的容量設(shè)置成 10E10 來模擬無窮大系統(tǒng)。本文以單相接地短路故障為例，仿真模型如圖 4。故障時(shí)間段可通過 Transition times 來安排故障起始時(shí)間和切除時(shí)間分別為 和。對上述模型進(jìn)行仿真前，需要選擇仿真步長的算法，由于電力系統(tǒng)是帶發(fā)電機(jī)的剛性系統(tǒng)，因此算法 ode15s， ode23tb 適合采 用，仿真停止時(shí)間設(shè)定為 秒。 其余三種短路故障的模型與圖 4 相同，唯一需要修改的地方則是三相故障元件的設(shè)置。斷線故障是用三相斷路器來模擬的，斷路器的初始狀態(tài)設(shè)為閉合，某相發(fā)生斷線故障時(shí)就選擇改變與該相相連的斷路器狀態(tài)，使 之打開。要實(shí)現(xiàn)這樣的功能需要在界面對應(yīng) M 文件中編輯相應(yīng)的函數(shù)，使界面和仿真模型聯(lián)系起來。 在 MATLAB 提供的 GUIDE 環(huán)境下，將所需的組件拖入到空白界面，有坐標(biāo)軸，按鈕，靜態(tài)文本框，列表框以及單選按鈕，然后排列整齊。接下來打開系統(tǒng)自動(dòng)生成的與當(dāng)前界面相對應(yīng)的 M 文件，開始在相應(yīng)的組件回調(diào)函數(shù)名下編寫程序，使組件在界面運(yùn)行時(shí)通過程序響應(yīng)一定得功能。 %指定要畫圖的坐標(biāo)軸 sim（ ’ag’） 。 %實(shí)現(xiàn)畫圖功能， tout 是橫軸的數(shù)據(jù)， Ua 是縱軸的數(shù)據(jù) xlabel(39。) 。電流 / A39。 %給縱軸加標(biāo)簽 title(39。)。 %添加網(wǎng)格 完成組件回調(diào)函數(shù)的編寫就可以運(yùn)行 M 文件了，若出現(xiàn)問題，回到 MATLAB 主窗口查看報(bào)錯(cuò)信息，進(jìn)行修改。 圖 5 單相接地短路波形 同樣，其余故障的波 形圖都可以通過選擇 listbox1 里的故障類型，點(diǎn)擊開始仿真后與MATLAB 里相應(yīng)的的故障模型相連。需要單獨(dú)查看波形時(shí)，選擇 listbox2 中的查看選項(xiàng)，就會彈出一個(gè)大的 Figure 圖表框顯示波形，如圖 6。再觀察電流，在故障發(fā)生前， A、 B、 C 三相的 對地電流都為 0， A相接地短路以后，電流迅速增大， Ib 和 Ic 保持原樣。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，也就是在 到 秒，電壓和電流出現(xiàn)現(xiàn)了負(fù)序和零序分量。理論上 A 相的電流值是等于 3 倍的序分量，由圖可見，故障電流 Ia 峰值大約為 4500 安培，零序電流分量大約為 1500 安培，是 Ia 的三分之一，說明仿真波形圖是正確 的。因此圖 5的波形是符合理論分析的。 6 結(jié)束語 在本篇論文當(dāng)中，以一個(gè)簡單的單機(jī) — 無窮大系統(tǒng)為建模對象，在 MATLAB 中建立了電力系統(tǒng)的基本模型。在建模初期，會遇到一些參數(shù)設(shè)置上的困難，通過不斷地調(diào)整初始參數(shù)最終完成仿真。在對故障模型進(jìn)行仿真的時(shí)候，可以體會到 MATLAB 強(qiáng)大的仿真能力，為電氣工作者提供了簡便、直觀、有效地仿真仿真研究方法
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