电力系统实验报告 暂态稳定分析实验

一、实验目的本次实验旨在通过电力系统仿真软件对电力系统进行仿真分析，验证电力系统仿真算法的有效性，并进一步了解电力系统在不同运行条件下的稳定性和性能。

实验内容包括电力系统潮流计算、暂态稳定分析、短路电流计算等。

二、实验内容1. 电力系统潮流计算（1）实验背景：以某地区110kV电网为例，分析该电网在不同运行方式下的潮流分布。

（2）实验步骤：① 利用电力系统仿真软件建立110kV电网模型；② 设置电网参数，包括各节点电压、线路参数等；③ 运行潮流计算程序，得到潮流分布结果；④ 分析潮流分布结果，判断电网的稳定性。

2. 电力系统暂态稳定分析（1）实验背景：以某地区110kV电网为例，分析该电网在发生单相接地故障时的暂态稳定性。

（2）实验步骤：① 利用电力系统仿真软件建立110kV电网模型；② 设置电网参数，包括各节点电压、线路参数等；③ 设置故障参数，包括故障类型、故障位置等；④ 运行暂态稳定分析程序，得到暂态稳定结果；⑤ 分析暂态稳定结果，判断电网的稳定性。

3. 电力系统短路电流计算（1）实验背景：以某地区110kV电网为例，计算电网在发生短路故障时的短路电流。

（2）实验步骤：① 利用电力系统仿真软件建立110kV电网模型；② 设置电网参数，包括各节点电压、线路参数等；③ 设置故障参数，包括故障类型、故障位置等；④ 运行短路电流计算程序，得到短路电流结果；⑤ 分析短路电流结果，判断电网的短路容量。

三、实验结果与分析1. 电力系统潮流计算结果通过潮流计算，得到110kV电网在不同运行方式下的潮流分布。

结果表明，在正常运行方式下，电网的潮流分布合理，节点电压满足要求。

在故障运行方式下，电网的潮流分布发生较大变化，部分节点电压超出了允许范围。

2. 电力系统暂态稳定分析结果通过暂态稳定分析，得到110kV电网在发生单相接地故障时的暂态稳定结果。

结果表明，在故障发生初期，电网暂态稳定，但故障持续一段时间后，电网发生暂态失稳。

电力系统分析电力系统暂态实验报告备注：序号（一）、（二）、（三）为实验预习填写项v+-voutv +-vin Continuous pow erguii +-iline Vin1PI Section LineCurrentBreakerclose at 0.02 sec.2.572e5 v60 Hz10 ohms图6-14 Powergui模块参数设置（2）Ac Voltage Source模块：电源电压2.57kV，60Hz，参考实验一，参数设置如图6-15所示。

图6-15 AC Voltage Source模块参数设置（3）电阻：参考实验一，参数设置10欧姆。

（4）Breaker模块：断路器，设置内阻0.001欧姆，0.02秒闭合。

（a）（b）图6-16 Breaker模块参数设置（5）输电线П模型模块（Pi Section Line）：100公里，60Hz,串联电阻0.2568Ω串联感抗2mH ，并联容抗8.6nF 。

（a）(b)图6-17 Pi Section Line（输电线П模型）模块参数设置（6）其余量测元件参考实验一【参考波形】U1与U2电压：图6-18 U1与U2电压波形图输电线电流I line电流响应与局部放大响应：（a）（b）图6-19 输电线电流I line电流响应与局部放大响应五、程序调试及实验总结程序调试：在实验过程中，电阻模块没有注意看实验二电阻值的设定值，把设置成了实验一的电阻值，导致输出波形图跟实验指导给出参考的波形图相差甚大。

后面问了同学更改过来后能输出正确的波形了。

实验总结：通过这一次的实验，让我加深对于电力系统暂态稳定内容的理解，使得我能把课堂理论教学的知识与实践相结合起来，进而提高我对电力系统暂态表现的认识。

也让我通过进行实际操作的过程中，从实验中观察到系统暂态响应发生时的现象和掌握正确处理的措施，并使用用MATLAB/Simulink来观测输出的波形图，并进行分析。

MATLAB实验电力系统暂态稳定分析电力系统暂态稳定分析是电力系统运行中的一个重要问题，在电力系统中，由于各种原因，如短路故障、发电机突然负载损失等，系统可能会发生故障，此时系统会经历一个从故障状态到恢复正常的过程，我们称之为暂态过程。

暂态过程的稳定性对于电力系统的运行和供电的可靠性具有重要的影响。

1.暂态稳定模型建立：在电力系统的暂态稳定分析中，需要建立系统的数学模型。

MATLAB提供了丰富的数学建模工具，可以方便地建立电力系统的暂态稳定模型，包括发电机模型、传输线模型、负荷模型等。

2.故障分析：暂态过程中，故障是系统发生暂态稳定问题的重要原因。

MATLAB提供了强大的信号处理和故障识别工具，可以对系统的故障进行分析和识别，帮助电力系统人员快速定位和排除故障点。

3.暂态稳定分析算法：MATLAB提供了各种暂态稳定分析算法，如等值阻抗法、直流微分方程法等。

这些算法可以用来对系统的暂态过程进行仿真和分析，得出系统在故障后的暂态稳定状态。

4.结果可视化：MATLAB具备强大的数据可视化功能，可以将电力系统暂态稳定分析的结果以图表的形式呈现出来。

这样，电力系统的人员可以直观地了解系统的暂态稳定情况，做出相应的应对措施。

总结起来，MATLAB在电力系统暂态稳定分析中具有很重要的作用，它能够帮助电力系统的人员对系统的暂态过程进行建模、分析和仿真，并快速定位和解决系统出现的暂态稳定问题。

同时，MATLAB还能对分析结果进行可视化展示，帮助电力系统的人员更好地理解系统的状态。

因此，MATLAB是进行电力系统暂态稳定分析的一款非常有力的工具。

实验报告
( 2006-- 2007年度第二学期)
名称：电力系统暂态分析课内实验题目：电力系统稳定性演示实验院系：电气与电子工程学院
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
实验时数：2学时
成绩：
日期：2007年4月40日
电力系统暂态分析课内实验—电力系统稳定性演示
1 一、实验的目的与要求
通过该环节的学习，可以帮助学生进一步认识电力系统稳定的各种物理现象并增强对电力系统相关课程理论的理解。

二、实验正文
（１）大致了解WDT-III 型电力系统综合自动化实验台的功能
（2）了解如何绘制功角特性曲线
（3）观察电力系统失稳的现象
（4）观察不同类型的短路故障对电力系统稳定的影响
三、实验总结或结论
了解WDT-III 型电力系统综合自动化实验台
掌握电力系统机电暂态分析的原理
四、思考题
（1）WDT-III 型电力系统综合自动化实验台的功能有哪些？
（2）什么是功角特性曲线？其稳定运行点在哪儿？
（3）提高电力系统稳定性的措施有哪些？哪些措施通过本次实验仿真？
（４）实验中失去稳定的现象有哪些？
（５）不同类型的短路故障对电力系统稳定的影响有什么不同？
五、参考文献
1． 《电力系统暂态分析》，李光琦，中国电力出版社，1995年，第二版；
2． 《电力系统自动化》，李先彬，中国电力出版社，1986年，第二版；。

电力系统分析仿真实验报告一、实验目的本实验的目的是通过电力系统分析仿真来研究电力系统的稳态和暂态运行特性，并通过实验结果分析电力系统中存在的问题和改进方案。

二、实验原理1.电力系统稳态分析电力系统稳态分析是指在电力系统稳定运行条件下，对电力系统进行负荷流量和节点电压的计算和分析。

稳态分析的目的是确定电力系统的潮流分布、负荷特性和节点电压，从而评估系统的稳定性和能量传输效率。

2.电力系统暂态分析电力系统暂态分析是指在电力系统出现故障或突发负荷变化时，对系统暂时的电压、电流和功率进行计算和分析。

暂态分析的目的是研究系统在故障或负荷突变时的动态响应和稳定性，以便采取相应措施保障系统的安全稳定运行。

三、实验过程1.电力系统稳态分析实验（1）建立电力系统模型：根据实际情况，建立包含发电机、变电站、输电线路和负荷的电力系统模型。

（2）潮流计算：通过潮流计算方法，对电力系统的负荷流量、节点电压和功率分布进行计算。

（3）结果分析：分析潮流计算结果，评估系统的稳定性和能量传输效率，检查是否存在过负荷或电压偏差等问题。

2.电力系统暂态分析实验（1）建立电力系统模型：在稳态模型的基础上，引入系统故障或负荷突变事件，如短路故障、突发负荷增加等。

（2）暂态计算：通过暂态计算方法，对系统的电压、电流和功率在故障或负荷突变时的动态变化进行计算。

（3）结果分析：分析暂态计算结果，评估系统在故障或负荷突变时的动态响应和稳定性，检查是否存在电压暂降或过载等问题。

四、实验结果与分析1.电力系统稳态分析结果分析：根据潮流计算结果，评估系统的稳定性和能量传输效率，检查系统是否存在过负荷或电压偏差等问题。

如果存在问题，可以通过调整发电机发电功率、变压器变比或线路容量来改善系统运行状况。

2.电力系统暂态分析结果分析：根据暂态计算结果，评估系统在故障或负荷突变时的动态响应和稳定性，检查是否存在电压暂降或过载等问题。

如果存在问题，可以通过引入自动重启装置、电力调度系统等措施来提高系统的恢复能力和稳定性。

电力系统暂态稳定实验一、实验目的1．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。

2．学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施3．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。

二、原理与说明电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。

在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1；短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2；故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3；对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。

而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。

本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。

同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo 增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。

这二种方法都有利于提高系统的稳定性。

三、实验项目与方法（一）短路对电力系统暂态稳定的影响1．短路类型对暂态稳定的影响本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。

固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。

短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。

在手动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。

实验一电力系统暂态稳定性实验•一) 实验目的•1) 通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。

•2) 学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施。

•二)实验内容•发电机经双回线或单回线与“无穷大”电网联网运行时，线路上发生某种类型短路，测试短路类型和短路切除时间对系统暂态稳定的影响。

三)原理与说明本实验系统是一种物理模型。

原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。

原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

•四)原始计算数据、所应用的公式•电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题••正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1•短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2•故障切除时发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3•五)实验项目与方法一）机组启动与建压及并网（1）检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置；（2）合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。

调速器面板上数码管显示发电机频率，调速器上“微机正常”灯和“电源正常”灯亮；（3）把微机调速装置上的“微机方式自动/手动”按钮松开，合上“模拟方式”按钮使“模拟方式”黄灯亮；（4）按下“电源开关”按钮，此时顺时针缓慢旋转电位器,模拟控制量开始缓慢增加，直至原动机转速达到额定；（5）励磁调节器选择“微机它励”方式，励磁调节器选择恒Uf方式运行，再合上励磁开关；（6）调节“增磁”/“减磁”按钮使数码显示管上Ug参数为340，松开“灭磁”按钮，使发电机电压达到340V；（7）合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值340V；（8）选择实验台上“同期方式”为“微机全自动同期”档；（9）然后按下“同期命令”按钮，等待微机自动并网。

MATLAB实验电力系统暂态稳定分析电力系统暂态稳定分析是电力系统研究中的一个重要课题，它关注的是电力系统在发生故障或扰动后的暂态过程中，系统的恢复和稳定。

在电力系统中，暂态过程包括了电力系统在故障发生后的电压、电流和功率的变化，其稳定性对保证电力系统的可靠运行至关重要。

电力系统暂态稳定分析主要研究电力系统在故障发生后的动态响应过程，包括各种电力设备的瞬时电磁过程、电压和频率的瞬时变化等。

常见的电力系统故障包括线路短路、变压器故障、发电机故障等，这些故障会导致电力系统中电压和频率的突然变化，从而影响到系统的稳定性。

电力系统暂态稳定分析通常包括以下几个步骤：1.故障类型和参数的确定：首先需要确定故障的类型和故障参数，包括故障前的电压、频率、线路电抗等参数。

2.构建电力系统暂态稳定模型：根据电力系统的拓扑结构和故障类型，建立电力系统的暂态稳定模型。

这个模型通常是一个复杂的非线性微分方程组。

3.确定初始条件：在故障发生后，需要确定系统的初始条件，包括初始电压、初始频率等。

4.进行数值仿真：借助于计算机软件，进行电力系统暂态稳定分析的数值仿真。

常用的仿真工具有MATLAB等。

5.分析结果：根据仿真结果，分析系统的动态响应过程，评估系统的稳定性。

常见的指标包括电压的最大偏移程度、频率的变化范围等。

电力系统暂态稳定分析的研究意义在于对电力系统在故障发生后的恢复和稳定性进行评估，为系统运行提供安全保障。

通过分析系统的暂态过程，可以确定合理的保护措施和调度策略，提高电力系统的可靠性和稳定性。

总之，电力系统暂态稳定分析是电力系统研究中的一个重要课题，通过对系统在故障发生后的暂态过程的分析，可以评估系统的稳定性，并采取相应措施提高系统的可靠性和稳定性。

这一领域还有着广阔的研究空间和应用前景，为电力系统的可持续发展做出贡献。

单机—无穷大系统稳态运行实验一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称对运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。

二、原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。

为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。

因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。

实验用一次系统接线图如图2所示。

图2 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。

原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。

原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。

为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。

此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

三、实验项目和方法1．单回路稳态对称运行实验1.1实验操作步骤(1)检查与运行状态的调整①合上电源前，先检查各模拟仪表仪器的指针是否归零。

②合上状态开关QF2、QF6、QF4、QFS，使系统运行在单回路状态下；并检查个数字仪器仪表是否正常。