电力系统的matlab分析毕业论文

电力系统的matlab分析毕业论文内容摘要：

确定摇摆的最小角度 min ，即     0m i nm a x      dPPdPP ss TT （ 26） 可 以看到，在给定的计算条件下，当切除角 c 一定时，有一个最大可能的减速面积 esdfA。 如果这块面积的数值比加速面积 abceA 小，发电机将失去同步。 因为在这种情况下，当功角增至临界角 cr 时，转子在加速过曾中所增加的动能未完全耗尽，发电机转速仍高于同步速度，功 角继续增大而越过点 s ，过剩功率变成加速性的了，使发电机继续加速而失去同步。 显然，最大可能的减速面积大于加速面积，是保持暂态稳定的条件。 金陵科技学院学士学位论文 11 极限切除角 当最大可能的减速面积小于加速面积时，如果减小切除角 c ，由 图 32 可知 ，这既减小了加速面积，又增大了最大可能减速面积。 这就有可能使原来不能保持暂态稳定的系统变成能保持暂态稳定了。 如果在某 一切除角时，最大可能的减速面积与加速面积大小相等，则系统将处于稳定的极限情况，大于这个角度切除故障，系统将失去稳定。 这个角度称为极限切除角 limc。 P P mP d P P a e TP mP P b c 0 0 limc cr  图 21 极限切除角的确定 由 图 21 可得        crcc dPPdPP mm   limlim0 0s ins in 00 （ 37） 求出公式（ 27）的积分并经整理后可得    mmmcrmcrc PP PPP 000lim c osc osa r c c os  （ 28） 式中所有的角度都是用弧度表示的。 临界角  mcr PP0arcsin （ 29） 为了判断系统的暂态稳定性，还必须知道转子抵达极限切除角所用的时间，即所谓切除故障的极限允许时间（简称为极限切除时间 limct ）。 为此，可通过求解故障时发电机转子运动方程来确定功角随时间变化的特性 t ，如图 22 所示。 金陵科技学院学士学位论文 12  limc c 0 ct limct t 图 22 极限切除时间的确定 当已知切除角 c 时，可以由 t 曲线上找出对应的继电保护和断路器切除故障的时间 ct。 比较 c 与由面积定则确定的极限切除角 limc ，若 c limc ,系统是暂态稳定的，反之则不稳定。 也可以比较时间，由面积定则确定的极限切除角 limc ，在 t 上求出相对应的极限切除时间 ct limct ,系统是暂态稳定的，反之是不稳定的 电力系统暂态稳定性 电力系统大扰动对电力系统的破坏性最大，也最为常见。 引起电力系统大扰动的原因 主要有以下几种： （ 1）负荷的突然变化，如投入或切除大容量的用户等； （ 2）切除或投入系统的主要原件，如发电机，变压器及线路等； （ 3）发生短路故障。 其中短路故障的扰动最为厉害 ，常以此作为检验系统是否具有暂态稳定的依据。 而且短路故障中，单相接地短路故障最多。 在发生短路的情况下，电力系统从一种状态激烈变化到另一种状态，产生复杂的暂态现象。 在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路等。 当动态电路从某一稳定状态转换到另一稳定状态时，一些物理量（如电容电压，电感电流等）并不会突变，而是需要一定时间。 在这期间，电路将呈现出不同于稳态的特别现象，即电路的过渡过程或暂态现象。 分析电路的暂态现象时，可建立电压电流的微分方程，并按初始来求解。 金陵科技学院学士学位论文 13 提高 电力系统稳定性的措施 提高系统稳定的措施可以分为两大类：一类是 改善电力系统的元件的特性和参数 ；另一类是提高系统稳定的控制和采用保护装置。 (1) 改善电力系统的元件的特性和参数 ，提高系统稳定。 线路输送功率能力与线路两端电压之积成正比，而与线路阻抗成反比。 减少线路电抗和维持电压，可提高系统稳定性。 增加输电线回路数、采用紧凑型线路都可减少线路阻抗，前者造价较高。 在线路上装设串联电容是一种有效的减少线路阻抗的方法，比增加线路回路数要经济。 串连电容的容抗占线路电抗的百分数称为补偿度，一般在50%左右，过高将容易引起 次同步振荡。 在长线路中间装设静止无功补偿装置（ SVC），能有效地保持线路中间电压水平（相当于长线路变成两段短线路），并快速调整系统无功，是提高系统稳定性的重要手段。 (2)电力系统稳定控制和保护装置。 提高电力系统稳定性的控制可包括两个方面：①失去稳定前，采取措施提高系统的稳定性；②失去稳定后，采取措施重新恢复新的稳定运行。 下面介绍几种主要的稳定控制措施。 发电机励磁系统及控制。 发电机励磁系统是电力系统正常运行必不可少的重要设备，同时，在故障状态能快速调节发电机机端电压，促进电压、电磁功率摆动的快速平息。 因此 ，充分发挥其改善系统稳定的潜力是提高系统稳定性最经济的措施，国外得到普遍重视。 常规励磁系统采用 PID 调节并附加电力系统稳定器（ PSS），既可提高静态稳定又可阻尼低频振荡，提高动态稳定性。 目前国外较多的是采用快速高顶值可控硅励磁系统，配以高放大倍数调节器和 PSS 装置，这样可同时提高静态、暂态和动态 3 种稳定性。 电气制动及其控制装置。 在系统发生故障瞬间，送端发电机输出电磁功率下降，而原动机功率不变，产生过剩功率，使发电机与系统间的功角加大，如不采取措施，发电机将失步。 在短路瞬间投入与发电机并联的制动电阻，吸收剩 余功率（即电气制动），是一种有效的提高暂态稳定的措施。 快关汽门及其控制。 在系统发生故障时，另一项减少功率不平衡的措施是快关汽门，以减少发电机输入功率。 用控制汽轮机的中间阀门实现快关汽门可有效提高暂态稳定性。 但是，它的实现要解决比较复杂的技术问题，是否采用快关措施要进行研究和比较。 此外还有在送端切机，同时在受端切负荷来提高整个系统的稳定性，以保证绝大多数用户的连续供电。 继电保护及重合闸装置。 它是提高电力系统暂态稳定的重要的有效措施之一。 对继电保护的要求是：无故障时保护装置不误动，发生故障时可靠动作。 它金陵科技学院学士学位论文 14 的 正确选择、快速切除故障可使电力系统尽快恢复正常运行状态。 高压线路上发生的大多数故障是瞬时性短路故障。 继电保护装置动作，跳断路器，断开线路，使线路处于无电压状态，电弧就能自动熄灭。 在绝缘恢复后，重新将断开的线路投入，恢复供电。 这种自动重合断路器的措施称为自动重合闸。 它分为单相和三相重合闸，也是一项显著提高暂态稳定性的措施。 金陵科技学院学士学位论文 15 第 三 章 基于 MATLAB 的电力系统仿真 MATLAB 简介 MATLAB 是 MATRIXamp。 LABORATORY 两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵 实验室）。 是由美国 MATHWORKS 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交 互式 程序设计 的高科技计算环境。 它将 数 值分析 、 矩阵计算 、科学数据可视化以及非 线性动态系统的 建模 和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的 视窗环境中， 为科学研究、工程设计以及必须进行有效 数值计算 的众多科学 领域 提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互 式 程序设计语言 （如 C、 FORTRAN）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的 先进水平。 MATLAB 和 MATHEMATICA、 MAPLE 并称为三大 数学 软件。 它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。 MATLAB 可以进行 矩阵 运算、绘制 函数 和数据、实现 算法 、创建用户界面、连接其他 编程语言 的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号 检测、金融建模设计与分析等 领域。 图 工作界面 MATLAB 的基本数据单位是矩阵，它的 指令 表达式 与 数学 、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 来解算问题要比用 C， FORTRAN 等语言完成相同的事情简捷得多，并且 MATLAB 也吸收了像 MAPLE 等软件的优点，使 MATLAB 成为一个强大的 数学软件。 在新的版本中也加入了对 C， FORTRAN， C++， JAVA 的支持。 可以直接调用，用 户也可以将自己编写的实用程序导入到 MATLAB 函数 库中方便自己以后调用，此外许多的 MATLAB 爱好者都编写了一些经典的程序，用户直接进 行下载就可以用。 金陵科技学院学士学位论文 16 Simulink 简介 Simulink 是 MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个 动态系 统 建模、仿真和综合分析的集成环境。 在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。 Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点 Simulink 已被广泛应用于控制理论和 数字信号处理 的复杂仿真和设计。 同时有大量的 第三方软件 和硬件可应用于或被要求应用于 Simulink。 Simulink 是 MATLAB 中的一种可视化仿真工具， 是一种基于 MATLAB 的框图设计环境，是实现 动态系统 建模、仿真和分析的一个 软件包 ，被广泛应用于 线性系统 、非线性系统、 数字控制 及 数字信号处理 的建模和仿真中。 Simulink 可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。 为了创建 动态系统 模型，Simulink 提供了一个建。