基于MATLAB的电力系统稳定性分析与仿真.doc
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基于MATLAB的电力系统稳定性分析与仿真.doc
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目录
摘要 I
Abstract II
1绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题内容 1
1.3课题意义 1
2简单电力系统的静态稳定性及其仿真分析 2
2.1电力系统静态稳定性简介 2
2.2简单电力系统的静态稳定性仿真 4
2.2.1Simulink模型构建及参数设置 4
2.2.2保持电势’=’=常数,励磁系统的综合放大系数为5.7857仿真分析 7
2.3提高系统静态稳定性的措施 9
2.3.1采用自动调节励磁装置 9
2.3.2减小元件的电抗 10
2.3.3提高线路标称电压等级 10
2.3.4改善系统的结构和采用中间补偿设备 11
3简单电力系统的暂态稳定性及其仿真分析 11
3.1电力系统的暂态稳定性简介 12
3.2Simulink模型及仿真结果 14
3.3提高系统暂态稳定性的措施 18
3.3.1改变制动功率(发电机输出的电磁功率) 18
3.3.2改变原动功率(原动机输出的机械功率) 19
3.3.3系统失去稳定后的措施 20
4总结与展望 21
参考文献 22
致谢 23
Contents
Abstract II
1Introduction 1
1.1Taskbackground 1
1.2Taskcontents 1
1.3Tasksignificance 1
2Thestaticstabilityofpowersystemanditssimulink 2
2.1Introductionofpowersystemstaticstability 2
2.2Simulinkofpowersystemstaticstability 4
2.2.1Simulinkmodelconstructionandparametersetting 4
2.2.2Keepingvoitage’=’=constant,simulinkoftheexcitationsystemwhentheamplificationcoefficientis5.7857 7
2.3Measurestoimprovestaticstability 9
2.3.1Usingautomaticexcitationdevices 9
2.3.2Decreasethereactanceofcomponents 10
2.3.3Increasethevoltagegradeofpowerline 10
2.3.4Improvethestructureofthesystemandusingthecompensatingdevices 11
3Thetransientstabilityofpowersystemanditssimulink 11
3.1Introductionofpowersystemtransientstability 12
3.2Simulinkmodelandtheresults 14
3.3Measurestoimprovetransientstability 18
3.3.1Changethebrakingpower(electromagnetismpowerofthegenerator) 18
3.3.2Changethemotivepower(mechanicalpowerofprimemover) 19
3.3.3Measuresafterstabilitylost 20
4Conclusionsandexpectations 21
References 22
Acknowledgement 23
23
电力系统稳定性分析及仿真
摘要:
电力系统是由以下环节组成的,即产生电能、输送电能、变换电能、配送电能和使用电能。
由于国民经济发展的需要,电力系统已由最早的简单供电系统发展到跨区域甚至跨国界的互联系统。
并且电力系统规模的扩大有益于能源开发、负荷调整、系统的安全和经济运行等。
但是,要想发挥电力系统优势,需要保证系统的稳定运行。
电力系统在运行中,各种扰动都会对系统的安全运行构成威胁,这时必须要采取一定的措施,否则可能会造成电力系统的瘫痪,引发大面积的停电事故。
为使电力系统的稳定运行,需要对电力系统进行稳定性分析。
电力系统稳定性问题就是当系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后,能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳定运行状态的问题。
此外,假如达不到所要求的稳定性或者要提高系统的传输能力时,就必须采用一定的方法提高稳定性。
关键词:
电力系统静态稳定暂态稳定提高稳定措施
TheAnalysisofPowerSystemStabilityandItsSimulationBasedonMATLAB
AbstractElectricpowersystemismadeupofelectricpowergeneration,powertransmission,powerdistribution,powerutilization,andetc.Duetotheneedofnationaleconomicdevelopment,thepowersystemhasdevelopedfromthesimplepowersupplysystemtointer-regionalandevencross-borderinterconnectionsystems.Andexpandingthescaleofpowersystemisbeneficialtotheenergydevelopment,loadadjustment,safeandeconomicaloperationofthesystemandsoon.However,tomakefulluseofthepowersystemitisnecessarytoensurethesafeandstableoperationofthepowersystem.Intheoperationofthepowersystem,allkindsofdisturbanceswillposeathreattothesystem,soappropriatemeasuresmustbetaken,orelsethepowersystemislikelytocollapse,causinglarge-scaleblackouts.Inordertoensurethesecurityofthepowersystem,thereistheneedforpowersystemstabilityanalysis.Thestabilityofthepowersystemiswhenthesystemissubjectedtosomedisturbancesinanormaloperatingstate,whetheritispossibletorunbacktotheoriginalstateortransformtoanewsteadystateafteracertainperiodoftime.Inaddition,whenthestabilitydoesnotmeettherequirementsorthetransmissioncapacityofthesystemwantstobeincreased,thereistheneedtostudytheappropriatemeasurestoenhancestability.
Keywords:
powersystem;steadystability;transientstability;measurestoenhancestability
1绪论
1.1课题背景
随着我国电力工业不断发展实现全国电网互联是一个大的发展方向,由于电力体制改革的不断推进,加快了全国联网进程。
目前,我国电网结构己经开始从局部联网逐步向大区域乃至全国联网的方向前进。
但随着用电负荷容量、数量以及电力系统电网规模的不断扩大,它必然会对电力系统各个运行环节带来很多的新的技术问题,其中最重要的问题之一就是电力系统的安全稳定运行,解决好该问题是电力部门所要面临的难题之一。
随着电力行业的不断发展以及技术经济需要,全国互联大电网已逐步形成,并且已经显示出其巨大的优势,它可以合理的开发和利用资源,提高供电安全性,节省投资和运行费用。
但电力系统所要经受的各种扰动严重影响着系统的安全运行。
在电力系统的生产运行、规划设计等方面都要考虑这些扰动的影响,否则很有可能会因为互联系统的连锁反应引起大面积停电的重大系统事故。
1.2课题内容
电力系统的稳定性问题就是当系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后,能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过度到一个新的稳定运行状态的问题。
假如可以,那么系统在此运行状态下是稳定的。
相反,如果系统不能回到原始运行状态或者不能过渡到一个新的稳定状态,则表明系统在此运行状态下没有一个稳态值,而是随着时间不断增大或震荡,系统不能保持稳定。
电力系统稳定情况和系统原来的运行方式以及干扰的方式相关,换句话说,对同一个系统两组不同的运行方式和干扰类型会对其造成不同的稳定性影响[1]。
电力系统稳定性主要包括静态稳定、暂态稳定以及动态稳定。
静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性失步,自动恢复到初始运行状态的能力;暂态稳定是指电力系统受到大扰动后,各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。
通常指保持第一或第二个振荡周期不失步的功角稳定;动态稳定是指电力系统受到小的或大的干扰后,在自动调节和控制装置的作用下,保持长过程的运行稳定性的能力[2]。
本文主要讨论研究静态稳定性和暂态稳定性。
1.3课题意义
考虑到电力系统失稳后可能带来的一系列严重后果,因此有必要对电力系统稳定性进行研究。
通过研究我们不仅可以得到预防电力系统失稳的措施,而且还可以得到当系统失稳后所应采取的措施。
2简单电力系统的静态稳定性及其仿真分析
电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生自发振荡或非周期性失步,自动恢复到初始运行状态的能力。
一些小的干扰不断影响着电力系统的正常运行。
例如:
所接负荷的微小变动;架空线因各种原因造成的线间距离(影响线路阻抗)的小量变动等等。
所以,电力系统的静态稳定问题实际上就是确定系统在某个运行状态能否稳定运行的问题。
根据电力系统稳定问题的物理特征,静态稳定问题主要包括功角稳定和电压稳定两方面。
由于物理问题本质不同,相应元件的数学模型、分析方法、稳定判据及控制对策均有所不同,需分别研究。
本章采用单机无穷大系统的模型,对电力系统的静态稳定性中的功角稳定进行仿真分析[3]。
2.1电力系统静态稳定性简介
图2-1画出的是一
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