基于MATLAB的电力系统电压稳定性仿真研究

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1、El电力技术eetricPowerTechnology基于MATLAB的电力系统电压稳定性仿真研究侯汝锋王传旭吴轲(广东电网公司东莞供电局，广东东莞523120)摘要：电压的稳定性关系到电力系统的安全稳定运行，文章以MATLAB为平台，基于二次开发所编程序，使用时域仿真的方法，详细计算分析了感应电动机负荷参数对电压稳定性的影响，论述了时域中互连系统电压崩溃现象与故障消除时间、并联补偿、切负荷的关系，并在比较计算采取单一控制、综合控制的措施对系统电压稳定带来的不同效果基础上，阐述了保障与改善电压稳定的具体措施。关键词：时域仿真

2、法；电压稳定性；感应电动机负荷参数中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：1009—2374(2011)28-0075—04随着大规模联合电力系统的出现，系统的结构和(一)感应电动机不同参数对暂态电压稳定性影响运行方式越来越复杂多变，特别是远距离大功率输电图1为单发电机单负荷系统。时域仿真步长为线路和系统间弱联系的出现，增加了发生系统性电压0．005秒。为了分析感应电动机机参数变化对暂态电崩溃和导致大面积停电的几率。对于电压稳定问题，压稳定性的影响，每次只改变图中简单电力系统或按照时间框架可以分为暂态稳定和中长期电压问

3、题。感应电动机负荷的某一参数P，而保持负荷电压、功文献[1]在简单电力系统中分析了感应电动机负荷的率及其它参数不变，通过不断尝试得到相应的暂态电特性、大小以及负荷节点的短路比对节点暂态电压稳压稳定极限切除时问Tvc，暂态电压稳定极限切除时定性的影响。文献[2]分析了在芬兰所发生的400kV网间越长，说明该系统的暂态电压稳定性越好。为了获络的不稳现象，在这个例子里面，扰动是一种缓慢的取参数p在某一取值附近微小变化时对暂态电压稳定电压崩溃，通过利用时域仿真再现了故障的情况，发极限切除时间影响的大小和方向，可以通过摄动法求现故障的

4、主要原因是网络中无功功率不足。取参数P取该值时对极限切除时问的灵敏度arw／ap，MATLAB是由美国MathworkS公司开发的大型软反映了参数P微小变化时极限切除时f~Tvc的移件。在MATLAB软件中，包括了两大部分：数学计算和动方向(正负号)和大小。工程仿真。本文正是在MATLAB强大的数值分析计算的平台上编写程序，采用时域仿真的方法，计算在时域中互连系统电压崩溃现象与系统的不同负荷特性、故发障消除时间、并联补偿、切负荷的关系，并在分析不同控制措施对电网电压稳定性影响的基础上，阐述了保障与改善电压稳定的具体措施。图1

5、单发电机单负荷系统示意图(二)仿真计算一、感应电动机负荷参数对电压稳定性的若系统的一回输电线在1秒钟的时候在靠近发电影响机端的F点发生三相短路故障，则保持系统暂态电压暂态电压稳定问题主要是由具有快速调节特性的稳定的极限切除时间为Tve=0．760秒。如果切除时负荷，如感应电动机和直流换流器等引起的。暂态电间tS70．760秒，则该系统将发生暂态电压失稳。当压稳定分析通常用于研究动态负荷的稳定性，感应电短路切除时间tS一0．760秒时，感应电动机负荷参数动机负荷是电力系统负荷的主要成分，也是最主要的的暂态过程曲线如图2所示，该

6、系统因为及时切除了动态负荷，在工业负荷中所占的比例高达90％以上，短路故障从而恢复了暂态电压稳定。当短路切除时间与暂态电压稳定问题密切相关，它是导致暂态电压稳ts=0．765s时，感应电动机负荷暂态电压失稳曲线如定问题的主要诱因。201110o中闽高新技书金、业75图3所示，因为ts>Tvc，所以该系统最终失去暂态电着大量运动时间常数很大的元件，例如温控负荷、压稳定：感应电动机负荷的端电压不断降低，其吸收OLTC、发电机过励磁限制(OEL)等，从物理意义上的无功功率反而迅速上升，线路压降增大，端电压进可以理解为，动态过程中由

7、于系统所能发出的有功／一步下降，转子滑差单调增大直至堵转失稳。图中各无功与网络负荷的需求不能平衡，导致系统不稳定，变量均用标幺值表示，其中，vt为感应电动机负荷的一般扰动后系统的网络结构被削弱，或者发电机在动端电压，s为转子滑差。态过程中限制无功出力，传输有功／无功的能力受到限制，而由于负荷恢复特性导致的负荷侧有功／无功需求的增加导致电压失稳。中长期电压失稳的机理可以理解为在故障之后，系统新的运行点偏离电压稳定边界之外，由于系统慢动态元件带动快动态元件到分岔，从而发生电压崩溃。本文将利用一个两母线的系统，采取一些相应的时域仿

8、真分析方法，计算在时域中互连系统电压崩溃图2负荷端电压和转子图3负荷端电压和转子现象与故障消除时间、并联补偿、切负荷的关系。滑差曲线(ts=0．760s)滑差曲线(ts：0．7650s)算例分析：对于图l所示的单发电机单负荷系统，利用基于MATLAB~次开发的程序，计算在保持负荷母线电压和