基于matlab的电力系统稳态仿真分析

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1、万方数据第9卷第2期2013年4月沈阳工程学院学报(自然科学版)JournalofShenyangInstituteofEngineering(NamralScience)V01．9NO．2Apr．2013基于MATLAB的电力系统稳态仿真分析李丽霞1”，李凯3，路静1，姚兴佳2(1．沈阳工程学院自动控制工程系，沈阳110136；2．沈阳工业大学风能技术研究所，沈阳110023；3．沈阳晟昱咨询有限公司，沈阳110168)摘要：通过matlab中的sumilink电力系统仿真模块，搭建了一个单机无穷大系统，设置短路故障并采取

2、电力系统稳性措施，通过仿真系统输出相角、电压、转速的波形进行对比分析，结果表明：电力系统稳定器、快速切除故障、故障限流器、能够提高电力系统暂态稳定性．关键词：Simulink；仿真；单机一无穷大系统；暂态稳定中图分类号：TM868文献标识码：A文章编号：1673—1603(2013)02—0143—04电力系统稳定运行的第一道防线是电力系统暂态功角稳定控制．电力系统发生短路故障时，暂态稳定性会受到干扰，提高电力系统暂态稳定性的方法很多，由于电力是国名经济的支柱和命脉，实际考核电力系统稳定性将对经济和人身安全带来损失．因此，这

3、里利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了含发电机、变压器、输电线路等的单机一无穷大系统仿真模型，对短路故障时所采取的不同措施的结果进行了仿真．1电力系统的暂态稳定性电力系统暂态稳定性是指电力系统受到大扰动后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的运行状态或恢复到初始运行状态的能力．引起大扰动的原因主要包括：①发生短路故障；②切除或投入系统的主要元件，如发电机，变压器以及线路；③负荷的突然变化，如大用户的投入．其中发生短路故障的危害最大，单相短路接地占大多数，约为65％，而三相短路的几率虽然小，但是后果最为严重，短

4、路的特征是故障点电压降低．短路对电力系统的正常运行和电气设备的危害很大，短路电流可达几万甚至几十万安培，产生热效应和电动力冲击．分析电路暂态现象时，可建立电流电压微分方程，并按初始来求解．对于稳态一般用快速而准确的ode45函数，对于暂态用ode23函数．2基于mTLAB的单机无穷大系统模型电力系统运行稳定分析中，常应用的系统是单机一无穷大系统，即功率无穷大，频率恒定，电压恒定，如图l所示．单机一无穷大系统．同时也是工程上常采用的，也是电力系统仿真模拟最基本、最简单的运行方式．对实际系统近似处理，用来简化模型，方便得出结论，

5、有利于计算过程的简化．单机一无穷大系统是具有一定代表性的，主要基于以下2点考虑：①复杂系统都可以通过等值的第复方法归结到这一模型或者双机系统上来；②可以大大降低动态数字仿真的运算量，提高仿真速度，并很好地满足继电保护测试要求．无穷大母线图1单机一无穷大系统应用MATLAB中的Simulink软件可以用图形建立仿真模型，直接用Simulink环境中的菜单启动仿真过程，结果就显示在示波器上．Simulink中能对调节器的参数进行调整，得到很清晰的仿真结果．目前我国以三相短路作为考查电力系统暂态稳定扰动的方式之一．因此仿真过程中设

6、置短路故障为主要的故障方式．图2应用MATLAB电力系统单机一无穷大系统仿真模型．收稿日期：2012—1l一26基金项目：辽宁省教育厅资助项目(项目编号L2012463)作者简介：李丽霞(1979一)，女，辽宁灯塔人，讲师，博士研究生，主要从事控制理论、电力电子变流技术的研究万方数据沈阳工程学院学报(自然科学版)第9卷图2SPS单机一无穷大系统仿真模型3单机一无穷大系统仿真模型参数设mere且3．1图中各模块参数设置三相电源：无穷大系统采用三相电源模块代替，参数设置为230kV，100GVA，A相相角为0。，X／R=10．三

7、相短路器使用默认参数．输电线路选择分布参数模型，每回参数设置为R】=0．03842hms／km，Ro=0．22019hms／km，Ll=1．0378e一3H／km，Lo=2．8394e一3H／km，Cl=11．2584e一9F／km，Co=8．157e一9F／km，220kV，110km，极限传输容量为350MW．三相变压器参数设置为900MVA，50Hz，Delta(D1)／Yg接线，20／230kV，R1=R2=le一6(P．U．)，L1=0(P．u．)，L2=0．15(P．U．)，R。=L。=500(P．u．)，其中P

8、．u．表示单位是标幺值．三相负载RLC并联：P=1w，Q。=1Var，Qc=1Var．励磁系统使用默认参数．同步发电机的参数设置为round(隐极机)，900MVA，20kV，50Hz，Xd=1．8，Xd7=0．3，Xd”=0．25，X。=1．7，Xq’0．55，Xq”=0．25，X1=0