电力系统课程设计电力系统稳定分析和计算设计报告电气论文_(编辑修改稿)

电力系统课程设计电力系统稳定分析和计算设计报告电气论文_(编辑修改稿)内容摘要：

1 0 0 3 5 0 9 . 5 4 5 5VV SX SV      （ 11） 同理三台变压器可等效为一台，此时 XT= 线路并联电容的处理 ∏ 型等值电路里，线路两端存在并联电容，即与负荷等值阻抗并联。 网络变换时，先将这些并联电容消去。 对于 节点 2，负荷 ZL2=+，其中 B12= ， B23= ， B24=  2 1 2 2 3 2 42112LY B B BZ    = 即2 21Z Y= + 对于 节点 3，负荷 ZL3=+，其中 B23=， B36=纳  3 2 3 3 63112LY B BZ   = 即3 31Z Y= + 对于 节点 4，负荷 ZL4=+，其中 B24=， B45=纳 电力系统稳定分析和计算设计报告 14  4 2 4 4 54112LY B BZ   = 即4 41Z Y= + 对于 节点 5，负荷 ZL5=+，其中 B45=， B56=导纳  5 4 5 5 65112LY B BZ   = 即5 51Z Y= + 对于 节点 6， 不带 负荷 ，其中 B36=， B56=  6 36 5612Y B B   = 即6 61Z Y=j（ ） 综上，经过上述简化的电网接线图如图 7 所示： 1 2 3 4 5 6Z1 2Z2 4Z2 3Z3 6Z5 6Z4 5 7E ’VX d ’Z5Z3Z2Z4XTZ6 图 讲过上述简化后的模型 电力系统稳定分析和计算设计报告 15 表 1图 7 中各元件的阻抗标幺值 Z12 Z23 Z24 Z45 Z36 Z56 +j +j +j +j +j +j Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Xd’+XT + + + + j（ ） 采用网络变换法的具体步骤 消去节点 4 在图 7 的基础上通过星三角变换进行第一步简化，可将节点 4 消去，如图 9 示： 1 2 3 5 6Z1 2Z2 3Z3 6Z5 6Z2 5 7E ’VZ5Z3Z2Z5 ( 1 )Z2(1)Z6 7Z6 1 2 3 5 6Z1 2Z2 3Z3 6Z5 6Z2 5 7E ’VZ5 ( 2 )Z3Z2 ( 2 )Z6 7Z6 图 8 图 9 参数计算如下： 4 5 2 42 5 4 5 2 44ZZZ Z Z Z  = + 4 4 55 (1 ) 4 4 524ZZZ Z Z Z  = + 4 2 42 (1 ) 4 2 445ZZZ Z Z Z  = + 将并联的两对阻抗合并后得： 电力系统稳定分析和计算设计报告 16 2(2) 2 2(1)//Z Z Z = + 5(2) 5 5(1)//Z Z Z = + 另： 67 39。 ( )TZ Xd X j     消去节点 5 在图 9 的基础上通过星三角变换进行第二步简化，可将节点 5 消去，如图 11 所示： 1 2 3 6Z1 2Z2 3Z3 6 7E ’VZ6 ( 1 )Z3Z2 ( 2 )Z2 6Z2(3)Z6 7Z6 1 2 3 6Z1 2Z2 3Z3 6 7E ’VZ6 ( 2 )Z3Z2 ( 4 )Z2 6Z6 7 图 10 图 11 参数计算如下： 5 ( 2 ) 5 66 ( 1 ) 5 ( 2 ) 5 625ZZZ Z Z Z   = + 2 5 5 62 6 2 5 5 65 ( 2 )ZZZ Z Z Z   = + 2 5 5 ( 2 )2 ( 3 ) 2 5 5 ( 2 )56ZZZ Z Z Z  =+ 将并联的阻抗合并后得： 2 (4 ) 2 (2 ) 2 (3)//Z Z Z = + 6(2) 6 6(1)//Z Z Z = + 电力系统稳定分析和计算设计报告 17 消去节点 3 在图 11 的基础上通过星三角变换进行三步简化，可将节点 3 消去，如图 113 所示： 参数计算如下： 2 3 3 62 6 (1 ) 2 3 3 63ZZZ Z Z Z  = + 2 3 32 ( 5 ) 2 3 336ZZZ Z Z Z  = + 3 6 36 ( 3 ) 3 6 323ZZZ Z Z Z  = + 将并联的阻抗合并后得： 26 (2 ) 26 26 (1)//Z Z Z = + 2 (6 ) 2 (4 ) 2 (5)//Z Z Z = + 6 (4 ) 6 (2 ) 6 (3)//Z Z Z = + 1 2 6Z1 2Z2 6 ( 1 ) 7E ’VZ6 ( 2 )Z2 ( 5 )Z2 ( 4 )Z2 6Z6 ( 3 )Z6 7 1 2 6Z1 2 7E ’VZ6 ( 4 )Z2 ( 6 )Z2 6 ( 2 )Z6 7 图 12 图 13 电力系统稳定分析和计算设计报告 18 消去节点 6 在图 13 的基础上通过星三角变换进行四步简化，可将节点 6 消去，如图 115 所示： 参数计算如下： 2 6 ( 2 ) 6 72 7 2 6 ( 2 ) 6 76 ( 2 )ZZZ Z Z Z   = + 2 6 ( 2 ) 6 ( 2 )2 ( 7 ) 2 6 ( 2 ) 6 ( 2 )67ZZZ Z Z Z  = + 6 ( 2 ) 6 77 6 ( 2 ) 6 72 6 ( 2 )ZZZ Z Z Z   = + 将 并联的阻抗合并后得： 2 (8) 2 (6 ) 2 (7 )//Z Z Z = + 12Z127E’VZ27Z2(6)Z7Z2(7)12Z127E’VZ27Z2(8)Z7 图 14 图 15 消去节点 2 1 7E ’VZ7Z1Z7 ( 1 )Z1 717E’VZ1Z7(2)Z17 图 16 图 17 电力系统稳定分析和计算设计报告 19 在图 15 的基础上通过星三角变换进行五步简化，可将节点 2 消去，如图 117 所示： 参数计算如下： 1 2 2 ( 8 )1 1 2 2 ( 8 )27ZZZ Z Z Z  = + 2 ( 8 ) 2 77 ( 1 ) 2 ( 8 ) 2 712ZZZ Z Z Z   = + 1 2 2 71 7 1 2 2 72 ( 8 )ZZZ Z Z Z  = +j 将并联的阻抗合并后得： 7(2) 7 7(1)//Z Z Z = +j 求解输入阻抗和转移阻抗 电网最终简化模型如图 17 所示，则转移阻抗 Z17= +j =  ， 输入阻抗 7 ( 2 ) 1 77 7 7 ( 2 ) 1 77 ( 2 ) 1 7// ZZZ Z Z ZZ = +j =  求解有功功率传输特性 在潮流分析中采用 Matlab 仿真数据，节点 1 的电压 V=，P1=， Q1=。 则有 11 5 . 8 5 3 ( 0 . 0 0 2 3 ) 0 . 2 8 1 4 0 . 0 4 8 3 0 . 0 0 0 1 5 11 . 0 4 5 5P R Q XV V        11 5 . 8 5 3 0 . 0 4 8 3 0 . 2 8 1 4 ( 0 . 0 0 2 3 ) 0 . 2 7 1 01 . 0 4 5 5P X Q RV V        2239。 ( ) 1 . 0 8 0 2E V V V    （ 12） 有功功率输入特性按式 12 来计算，其中 11 1190， 11 为 11Z 的阻抗角，12 1290， 12 为 12Z 的阻抗角。 239。 1 1 1 21 1 1 239。 39。 s in s in ( )E E E VP ZZ    （ 13） 代入数据后得 39。 1 . 9 0 5 2 2 3 . 3 5 7 8 s i n ( 2 . 7 3 )EP   （ 14） 电力系统稳定分析和计算设计报告 20 则有， 39。 1 .9 0 5 2 2 3 .3 5 7 8 2 5 .2 6 3EmP   ， 39。 9 0 2 .7 3 8 7 .2 7Em   。 由于稳定时， P=，代入式 13 后求得功角初值 0  。 5 故障方案仿真 选定故障 1：节点 3 发生三相对称短路 参数的求取 惯性时间常数 TJN=7，归算到全网后 3 5 2 . 9 47 2 4 . 7 1100GNJ J N BSTT S   ， 三台机组等效为一台机组后， 3    。 由文中第 4 部分知， E’=， V=，稳定运行时的转移阻抗 Z17= +=  ，输入阻抗 Z77= +j = 。 此时，39。 1 . 9 0 5 2 2 3 . 3 5 7 8 s i n ( 2 . 7 3 )EP   。 当节点 3 发生三相对称短路时，通过网络变换法同理可得，转移阻抗Z17= + =  ，输入阻抗 Z77= + = 。 代入式 12 后得： 2 0 .6 0 5 3 .6 5 4 s i n ( 1 .2 1 )P   （ 15） 当节点 3 的故障切除后 ，通过网络变换法同理可得，转移阻抗 Z17= + =  ，输入阻抗 Z77= + = 。 代入式12 后得： 3 1 .8 6 8 2 1 .6 3 7 s i n ( 0 .7 7 )P   （ 16） Matlab 编制稳定计算程序 转子运动方程如下 0( ( ) ( 1 ) )NeJd wdtwdw P P D wdt T      （ 17） 而 Pe的表达式分别为式 1 1 15 所示，故可以采用 Matlab 软件求解这组电力系统稳定分析和计算设计报告 21 微分方程。 由于 Pe的表达式在不同的状态下（故障前、故障后、切除后）是不一样的，所以需要 Matlab 定义多个时间段进行仿真。 此外，为了加快功角的收敛速度，添加了阻尼部分，阻尼系数 D 设为 10。 假设在 5s 时刻节点 3 发生了三相对称短路，在 时断路器将故障切除，则采用 Matlab 编制的程序如下所示： 子函数 : functionxdot=simb(t,x,flag,a,b,c) xdot=[(x(2)1)*。 1/*(*sin(x(1)+c)10*(x(2)1))]。 %定义转子运动方程组 主程序 : w0=1。 tc=。 %给定角速度初值为 1，故障切除时间为 h_opt=odeset。 x0=[*pi/180。 w0]。 %给定微分方程组的初值 a=。 b=。 c=*pi/180。 %短路后的 P2，如式 14 [t1,x1]=ode45(39。 simb39。 ,[0,tc],x0,h_opt,a,b,c)。 %求解第一个区间 [0,tc] x02= x1 (end,:)39。 %给第二个计算区间赋初值 a=。 b=。 c=*pi/180。 %短路后的 P3，如式 15 [t2,x2]=ode45(39。 simb39。 ,[tc,20],x02,h_opt,a,b,c)。 %求解第二个区间 [tc,20s] t=[t1。 t2]。 x=[x1。 x2]。 plot(t,x(:,1),39。 r39。 ,t,x(:,2),39。 b39。 )%画出摇摆曲线 运行程序后得摇摆曲线如下，功角逐渐稳定，可知 发电机暂态稳定。 图 1 tc= 时的摇摆曲线 在故障切除时间更改为 后，将 M。