基于matlabsps的电力系统暂态稳定的仿真分析

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1、引言11电力系统暂态稳定性概述11.1电力系统暂态稳定11.2电力系统暂态稳定性解决[3]21.3电力系统暂态稳定研究的目的以及研究意义21.4电力系统暂态稳定性国内外现状22MATLAB的简要介绍43Simulink下单机-无穷大暂态稳定仿真分析43.1单机-无穷大系统原理53.2电力系统暂态稳定的仿真流程53.3单机—无穷大系统的MATLAB/SPS建模63.4各种提高暂态稳定性措施的运行效果仿真143.5结论204电力系统暂态稳定中的信号特征的提取204.1小波变换的基本理论204.2小波分析的成功应用204.3小波函数的选择214.4小波变

2、换在仿真中的应用224.5结论255电力系统暂态稳定中控制策略的阐述255.1紧急控制系统的基本框架255.2非线性控制技术在暂态稳定控制中的应用研究28II5.3结论31结论和展望32参考文献32致谢35ABSTRACT36II基于MATLAB/SPS电力系统暂态稳定仿真研究摘要：介绍了电力系统的暂态稳定、MATLAB环境下Simulink动态仿真工具、电力系统工具箱的功能和特点及仿真数学模型。运用MATLAB电力系统仿真模块集SimPowerSystems构建了单机-穷大系统的Simulink模型，通过对电力系统故障仿真分析，表明了该模型能较准

3、确直观地考察暂态过程中电力系统的动态特性，说明Matlab在电力系统仿真中的强大功能。并利用小波分析具有很强的信号特征提取功能，尤其对暂态突变信号或微弱变化信号的处理变现出明显的优势，达到了仿真的目的。关键词：电力系统；SPS；单机-无穷大系统；暂态稳定仿真；小波变换引言电力系统是一个复杂的动态系统，一方面它必须时刻保证必要的电能质量及数量；另一方面它又处于不断的扰动之中，扰动发生的时间、地点、类型、严重性均有随机性，在扰动发生后的系统动态过程中一旦发生稳定性问题，系统可能在几秒内发生严重后果，造成极大的经济损失及社会影响。对于某一特定的稳定运行状

4、态，以及对于某一特定的扰动，如果在扰动后系统可以达到一个可以接受的稳定运行状态，则对此初始状态及对此扰动而言，是暂态稳定的。电力系统暂态稳定分析的主要目的是检查系统在大扰动下（如故障、切机、切负荷、重合闸操作等情况），各发电机组间能否保持同步运行，如果能保持同步运行，并具有可以接受的电压和频率水平，则称此电力系统在这一大扰动下是暂态稳定的。在电力系统规划、设计、运行等工作中都要进行大量的暂态稳定分析。通过暂态稳定分析，还可以研究和考察各种稳定措施的效果以及稳定控制的性能，因此通过时域仿真来验证所求结果是否正确,即电力系统在某一状态时是否是稳定的具有

5、重要意义[1]。图1是一个简单的电力系统。GUULT-1T-2图1简单电力系统1电力系统暂态稳定性概述1.1电力系统暂态稳定电力系统暂态稳定性，指的是正常运行的电力系统承受一定大小的、瞬时出现但又立即消失的扰动后，恢复到近似它原有的运行状况的能力；或者，这种扰动虽不消失，但系统可从原有的运行状况安全地渡到新的运行状况的可能性。也就是，电力系统在急剧扰动下的稳定性。以致使描述电力系统运行状态的非线性微分方程式不允许线性化，只能分段求数值解。本文主要构建一个单机-无穷大系统对该系统受外界干扰时的暂态稳定进行分析，在模型中分别设置三相接地短路和单相接地短

6、路，然后分别采取提高电力系统暂态稳定性的一些有效措施，包括电力系统稳定器、快速切除故障、故障限流器、自适应单相自动重合闸等,进行仿真。最后结合仿真图形比较分析在两种短路情况中各种稳定器对系统稳定性的影响由于大扰动后发电机机械功率和电磁功率的差额(36即加速功率Pm-Pe)是导致系统暂态稳定破坏的主要原因，因此减少大扰动后发电机的加速功率是首先考虑的措施[2]。短路故障的类型和发生及切除时间可由三相短路模块(Three-PhaseFault)进行设置。动态仿真时选择ode23tb算法，并采用略去直流分量和其他滤波分量计算的Phasors法，可显著地加

7、快仿真速度。1.2电力系统暂态稳定性解决[3]1.2.1引起电力系统大扰动的主要原因（1）负荷的突然变化。（2）切除或投入系统的主要元件。（3）电力系统的短路故障。1.2.2提高电力系统暂态稳定性的措施（1）快速切除故障和自动重合闸。（2）强行励磁和快速关闭汽门。（3）电气制动和变压器中性点经小电阻接地。（4）采用单元接线方式。（5）连锁切机和切除部分负荷。（6）系统解列、异步运行和再同步。1.3电力系统暂态稳定研究的目的以及研究意义1.3.1目的熟悉电力系统暂态稳定的基本概念，通过建立模型并进行仿真，掌握其基本原理，提高在实际应用中分析问题解决问

8、题的能力，能够形成需求分析，方案设计，更正调整以及差异分析等一系列思维体系。1.3.2研究意义随着电力系统的发展，互联电力