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电力系统暂态稳定性仿真研究学士学位论文

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毕业设计（论文）

题目名称：电力系统暂态稳定性仿真研究

电力系统暂态稳定性仿真研究

Power system transient stability simulation

论文编号： I 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名： 日 期： II

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日 III

导师签名： 日期： 年 月 日 IV

注 意 事 项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 V

3）其它 摘要 随着社会的进步和科技的发展，近年来世界各地也出现了一些大的电力系统，这些系统通常具有范围广、强非线性的特点。随着电力市场化和区域联网的不断推进，电网运行状态越发复杂多变且接近其极限水平,在运行中，由于某种破坏性的原因，有时会引起电力系统崩溃的问题。 利用MATLAB 7.0电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSystem建立电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设置的是电力系统中常见的单相接地故障，模型中采用快速切除故障、自动重合闸、变压器中性点经小电阻接地、强行励磁等方法进行仿真，并证明了上述方法能够提高电力系统暂态稳定。 关键词：电力系统，暂态稳定，单机无穷大系统，电力系统稳定器，MATLAB VI II

Abstract With the development of society and technology,some large power systems have been turned up in the world these years.The characteristic of these systems are wide boundary and non-linear. With the impelling of the marketization of the power system and the regional networking, the system operation are near its limit levels more and more. Sometimes the collapse of power system will be caused for the specific damage. A Single Machine Infinite Bus System (SMIBS) is established via the Power System Block in the MATLAB,and the Single-phase ground short circuit fault is setted .The fast fault-clearing,automatic reclosing lock,the transformer neutral grounding via low resistance are adopted to simulate ,which are proved to improve the the power system transient stability. Key words: Power System , Transient Stability , Single Machine Infinite Bus System , Power System Stabilizer , MATLAB III

目录 1电力系统暂态稳定性概述 ........................................ 1 1.1电力系统暂态稳定及其意义 ................................ 1 1.2国内外研究现状及发展趋势 ................................ 2 2电力系统暂态稳定研究的内容 .................................... 6 2.1电力系统机电暂态过程的特点 .............................. 6 2.2大扰动后发电机转子的相对运动 ............................ 7 2.3等面积定则 .............................................. 9 2.4极限切除角 ............................................. 10 3电力系统暂态稳定的研究方法 ................................... 12 3.1分析电力系统暂态稳定的线性方法 ......................... 12 3.2人工神经网络法 ......................................... 14 3.3提高电力系统暂态稳定的方法 ............................. 15 3.4研究设计的内容 ......................................... 18 4电力系统常用仿真简介 ......................................... 20 4.1常用的电力系统仿真软件 ................................. 20 4.2MATLAB简介 ............................................. 21 4.3MATLAB保存图形 ......................................... 23 5基于SIMULINK的单机无穷大系统的暂态稳定性仿真 ................ 24 5.1单机-无穷大系统的建模 .................................. 24 5.2采用的模块及其参数设置 ................................. 25 5.3 电力系统暂态稳定性仿真 ................................. 31 6结论 ......................................................... 38 参考文献 ....................................................... 41 致谢 ........................................................... 43

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交直流电力系统暂态电压稳定性研究

交直流电力系统暂态电压稳定性研究

交直流电力系统暂态电压稳定性研究摘要：随着社会经济的快速发展，我国电力事业的建设规模正在不断扩大。

其中，在交直流输电系统当中直流换流器需要消耗掉较多的无功功率，这将严重影响到交直流系统的暂态电压稳定性。

因此，有必要对交直流电力系统的暂态电压稳定性展开深入研究。

基于此，文中从对暂态电压稳定性造成影响的因素出发提出了交直流系统中避免发生暂态电压失稳事故的预防措施。

关键词：交直流电力系统；暂态电压稳定性；影响因素；预防措施暂态电压稳定性就是指电力系统经过较大的干扰产生冲击之后各个负荷节点的电压稳定性。

站在时域仿真的角度，可以把暂态电压失稳事故分成两种：一种是耦合型电压失稳事故，另外一种是单纯型快速电压崩溃事故。

当前，国内外并未对交直流电力系统暂态电压的稳定性作出充分的研究。

基于此，文中针对影响暂态电压稳定性的因素提出了交直流系统当中暂态电压失稳事故的防范举措。

1.影响暂态电压稳定性的主要因素1.1负荷特性由于受到负荷母线电压持续下降的影响，负荷从系统当中所吸收的无功功率会对系统的区域无功平衡情况造成严重的影响，从而构建了一种电压下降的正反馈体系。

另外，为了使输入和输出的有功功率达到平衡，动态负荷需对导纳的内在特性进行自动调整，这样会产生不同类型的动态特性，因此，极易引起电压失稳事故的出现。

除此之外，感应电动机属于对暂态电压稳定性造成影响的主要因素。

1.2发电机组件以及其控制元件随着发电机无功需求量的逐渐增多，发电机励磁也变得越来越多，促使发电机保持在强励状态，由于受到励磁绕组热容量的制约，经过一段时间之后如果发电机被强励返回，就会导致励磁骤然减少，从而会引起网络当中缺少较多的无功功率，最终造成暂态电压失稳[1]。

1.3静止无功补偿器与HVDC静止无功补偿器的动态调节可以使系统的暂态电压稳定性得到提高，然而，如果静止无功补偿器的容量达到了一定的限制程度，就不再具有无功调节的能力。

HVDC系统出现的严重故障会引起潮流产生大量的转移，只要出现了电压下降的情况，受端电网当中电动机负荷的无功需求就会不断的增加，与此同时，由固定电容器所提供的无功补偿逐渐变小，并且全网电压开始加速恶化，从而造成了暂态电压失稳。

电力系统暂态稳定性问题的建模与分析研究

电力系统暂态稳定性问题的建模与分析研究

电力系统暂态稳定性问题的建模与分析研究电力系统的暂态稳定性是指在系统发生突发故障时，系统能否在较短的时间内恢复到原有的稳态工作状态。

暂态稳定性是电力系统运行安全稳定的重要标志之一。

为了提高电力系统的暂态稳定性，需要对其进行准确的建模与分析。

首先，建模是研究电力系统暂态稳定性问题的基础。

电力系统的建模一般包括三个方面：系统拓扑结构的建模、设备参数的建模和负荷特性的建模。

系统拓扑结构的建模是指将电力系统抽象为一个网络，通过节点和支路的连接关系来描述系统中的各个元件。

设备参数的建模是指将发电机、变压器、线路等设备的电气参数抽象为数学模型，用以描述设备的动态特性。

负荷特性的建模是指对系统中的负荷进行统计和建模，以便对负荷的影响进行分析。

在电力系统暂态稳定性问题的分析中，常用的方法包括蒙特卡洛模拟法、直接分析法和等值系统法。

蒙特卡洛模拟法是一种通过随机生成大量随机数，并利用这些随机数进行仿真和模拟的方法，通过对仿真结果进行统计分析，得出系统暂态稳定性的概率分布。

直接分析法是一种通过分析系统的微分方程，求解系统的响应特性和稳态工作点的方法，从而得到系统的暂态稳定性。

等值系统法是一种通过将复杂的电力系统简化为一个等效的单机电网，以便对系统的暂态稳定性进行分析的方法。

在电力系统暂态稳定性问题的分析中，常见的故障类型包括短路故障、过电压故障和过负荷故障。

短路故障是指两个节点之间的电气连接发生意外短路，导致电流突增，系统的电压和频率发生波动。

过电压故障是指系统中某节点的电压超过额定值，导致设备失效或损坏。

过负荷故障是指系统中某一设备的负载超过其额定负荷容量，导致设备过载。

针对这些故障类型，可以通过建立相应的数学模型和分析方法，对电力系统的暂态稳定性进行研究。

电力系统暂态稳定性问题的研究对于电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。

通过建立准确的电力系统模型和采用合适的分析方法，可以对系统的暂态行为进行研究和分析，从而找出系统中存在的问题，并采取相应的措施来提高系统的暂态稳定性。

电力系统暂态稳定性分析与控制研究

电力系统暂态稳定性分析与控制研究

电力系统暂态稳定性分析与控制研究随着电力系统的快速发展和不断扩大规模，保持电力系统的稳定性变得越来越重要。

电力系统的暂态稳定性是指系统在扰动下恢复正常运行的能力。

在电力系统运行过程中，暂态稳定性问题对系统运行的稳定性和安全性具有重要影响，因此进行暂态稳定性分析与控制的研究具有重要意义。

暂态稳定性分析是研究电力系统在大幅度扰动后是否能够恢复到稳定状态的能力，其目的是寻找并评估电力系统暂态过程中的问题，分析系统的稳定性。

暂态稳定性分析通常包括短路扰动和大额故障下的系统响应、无功电压的稳定性以及发电机与负荷之间的动态响应等。

分析暂态稳定性需要对系统的动态特性进行建模，并通过数学方法和计算模拟等手段来研究系统的响应。

在电力系统的暂态稳定性分析中，最常见的是考虑三相对地故障引起的问题。

在发生故障时，电力系统会出现瞬时电压暂降和频率失稳等问题。

相较于短路故障，理解瞬态稳定性的问题更为复杂，因为瞬态稳定性问题涉及到多个因素的相互影响，如发电机励磁系统、电源系统和传输系统等。

因此，在研究电力系统的暂态稳定性问题时，需要建立复杂的动态模型，以便能够更好地分析系统的响应和稳定性。

暂态稳定性控制是提高电力系统稳定性的关键手段之一。

通过有效的暂态稳定性控制，可以控制电力系统在扰动下的响应，提高系统抗干扰的能力，保持系统稳定运行。

在暂态稳定性控制中，主要采用的方法包括调整励磁系统、发电机控制器和线路控制器等。

调整发电机励磁系统可以提高发电机的输出功率和稳定性，控制器的优化设计可以减小系统的过渡过程和峰值电压，线路控制器可以改善系统的电流和电压波动等。

在电力系统暂态稳定性研究中，还需要重视新能源与电力系统的集成问题。

随着可再生能源的快速发展与应用，新能源并网对电力系统的暂态稳定性提出了新的挑战。

由于新能源发电风险较大且与电力系统一体化程度提高，其暂态稳定性对电力系统的影响也更为显著。

因此，需要开展针对新能源发电系统的暂态稳定性分析和控制方法的研究，以提高电力系统的稳定性。

电力系统稳态与暂态仿真模型研究

电力系统稳态与暂态仿真模型研究

电力系统稳态与暂态仿真模型研究随着电力需求的不断增长，电力系统的稳定运行变得越来越重要。

为了确保电力系统的稳态和暂态特性，研究和开发模型来模拟电力系统的行为和响应是必不可少的。

本文将探讨电力系统稳态与暂态仿真模型的研究，分析其作用以及目前的发展趋势。

稳态仿真模型是一种用于模拟电力系统在正常运行条件下的行为的数学模型。

通过稳态仿真模型，我们可以评估电力系统的功率流、电压水平和传输能力等方面的性能。

这些模型通常基于潮流计算算法，使用节点电压和分支注入功率等参数来计算电力系统的各种性能指标。

在稳态仿真模型中，潮流计算是基本的步骤之一。

潮流计算通过解决节点电压和分支注入功率之间的非线性关系来确定电力系统中各个节点的电压水平。

这些计算可以帮助我们了解电力系统中的电压稳定性，评估电力系统的潮流负荷，以及预测可能发生的电力系统问题。

除了稳态仿真模型，暂态仿真模型也是电力系统研究中的重要方面。

暂态仿真模型用于模拟电力系统在短时间内发生的变化，如短路故障、开关操作和发电机启动等。

这些模型可用于评估电力系统的稳态特性以及系统对突发事件的响应能力。

在暂态仿真模型中，最常见的模型之一是短路电流计算模型。

短路电流计算模型通过考虑电力系统中各个元件的阻抗和电压水平来计算短路电流的幅值和相位。

这些计算对于设计和评估电力系统的保护设备和配电设备是必不可少的。

此外，还有一些高级的暂态仿真模型，如电力系统过电压和过流模型、发电机无序运行模型等。

这些模型可以更加详细地描述电力系统在暂态下的行为和响应。

最近，电力系统稳态与暂态仿真模型的研究取得了一些重要的进展。

其中一个重要的趋势是将仿真模型与现实场景结合起来，以提高仿真结果的准确性。

例如，将实际测量的数据与仿真模型相结合，可以更准确地模拟电力系统的行为。

此外，为了评估电力系统的可靠性和稳定性，还出现了一些综合模型。

这些模型结合了稳态和暂态仿真模型，可以提供更全面和细致的电力系统性能评估。