基于matlab的单机无穷大模型的暂态稳定性分析（毕业论文） - 图(2)

湖 南 科 技 大 学

潇湘学院毕业设计（论文）答辩记录

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学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：

1 设计（论文）说明书 共 2 设计（论文）图 纸 共 3 指导人、评阅人评语 共

毕业设计（论文）答辩委员会评语：

[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]

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答辩委员会主任： （签名）

委员： （签名）

（签名） （签名） （签名）

答辩成绩：

总评成绩：

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湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）

摘 要

随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网在其可能遇到的多种故障方面运行的需要。

论文以MATLAB R2009a电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。

本文做的主要工作有：

（1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 （2）系统故障仿真测试分析

通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。

关键词 电力系统；暂态稳定；MATLAB；单机—无穷大；

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ABSTRACT

With the rapid development of electric power industry, electric power system, as an increasingly large scale and complicated power system fault, The user will give power plants and power equipment of the security threats, and may have caused the accident of power system, technology and safety considerations from directly power test possibility, urged using electric simulation to solve these problems based on grid power supply system, Therefore, paper depend on the model of dynamic simulation by MATLAB build software Simulink infinite power system of single - simulation model, the grid in various fault may meet the needs of the running of aspects.

The paper base on platform version of Matlab R2009a，According to SimPowerSyetem toolbox to build power operation of common single—infinite system model, the experiment in the system was obtained by various circuit breaker automatically earthing faults and fault isolation of simulation results trip.

The main work is :

(1) Building this simulation system of single - infinite under Simulink (2) Fault simulation test analysis of system

Through examples, if this method to the power system fault diagnosis, fast fault detection and diagnosis, automatic for improving the stability of power system has important significance.

keywords： Single—infinite；SimPowerSyetem；Short circuit faults；Wavelet transform

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目 录

第一章 电力系统稳定性概述 ......................................................................................... 1

1.1 电力系统的静态稳定性 .......................................................................................... 1 1.2 电力系统的暂态稳定性 .......................................................................................... 1

第二章 基于MATLAB的电力系统仿真 ................................................................ 3

2.1 电力系统稳定运行的控制 ................................................................................... 3 2.2 MATLAB及SimPowerSystem简介 ................................................................... 3 2.3 配电网的故障现状及分析...................................................................................... 4 2.4 暂态稳定仿真流程 ................................................................................................... 4

第3章 单机—无穷大暂态稳定仿真分析 ............................................................... 6

3.1 电力系统暂态稳定性分析...................................................................................... 6 3.1.1 引起电力系统大扰动的原因...................................................................6 3.1.2 定性分析...................................................................................................6 3.1.3 提高电力系统稳定性的措施...................................................................8

3.2 单机—无穷大系统原理 ........................................................................................ 10 3.3 结论 ................................................................. ...........................................................11

第四章 Simulink下SimPowerSystem模型应用..................................12

4.1 仿真系统模型步骤.......................................................................................12 4.2 仿真模型的搭建...........................................................................................13

4.2.1模型详细参数设置........................................................................ 15 4.3 各种提高暂态稳定性措施的运行效果仿真...............................................27 4.4 结论.............................................................................................................. 36

第五章 结论和展望..............................................................................................................37 参考文献.................................................................................................... 38 致谢.............................................................................................................39

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第一章 电力系统稳定性概述

1.1 电力系统的静态稳定性

电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统承受微小的、瞬时出现但又立即消失的扰动后，恢复到它原有运行状况的能力；或者，这种扰动虽不消失，但可用原有的运行状况近似的表示新运行状况的可能性。这也是电力系统在微小扰动下的稳定性，而这种扰动可以理解为任意不等于零的无限小扰动。正因为如此，任意描述电力系统运行状态的非线性方程式，都可以在原始运行点附近线性化。换言之，电力系统静态稳定性涉及的数学问题将是解线性化了的机电暂态过程方程式组的问题。

1.2 电力系统的暂态稳定性

电力系统暂态稳定性是指研究电力系统受到较大扰动后各发电机能否继续保持同步运行的问题。引起电力系统大扰动的原因很多，归纳起来，主要有一下几种。

一、引起电力系统大扰动的主要原因

（1）负荷的突然变化。如切除或投入大容量的用户引起较大的扰动。

（2）切除或投入系统的主要元件。如切除或投入较大容量的发电机、变压器和较重要的线路引起的大的扰动。

（3）电力系统的短路故障。它对电力系统的扰动最为严重。在短路故障中，其中以三相短路最为危险，引起电力系统的扰动最大，于是系统的暂态稳定性常常遭到破坏。但此种严重故障发生的次数最少，据统计，在高压电力系统中发生三相短路的次数一般占总短路次数的6%~7%左右。

两相接地短路和两相短路对于电力系统的扰动也较大，其中两相接地短路的危害程度仅次于三相短路。但在一般的高压系统中发生这两种短路的次数为23%~24%左右，比三相短路发生的次数要多。

单相短路在高压系统中发生的次数最多，一般可占70%左右。但单相短路对系统的扰动在短路故障中是最小的，其中瞬时性雷击单相短路又占单相短路的70%左右，它对系统的影响就更小了。

因此，电力系统如能经受住三相短路的扰动，则该系统的暂态稳定性是不成问题的，但以三相短路作为暂态稳定的条件是很不经济的。因此我国电力系统目前是以不对称短路作为暂态稳定研究的基础，逐步把暂态稳定提高到三相短路上来。

当电力系统受到大扰动时，表征系统运行状态下的各种电磁变量，如线路的电流、节点电压、发电机输出功率等都要发生急剧的变化。但是原动机的调速系统具有相当大的惯性，它必须经过一段时间后，才能改变原动机的功率。这样作用在发电机转子轴上输出的电磁功率与输入的机械功率之间的平衡遭到破坏，使发电机转子轴上作用一个不平衡转矩。在这个转矩作用下，发电机组转子开始改变其速度，使发电机的功率角改变，

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