电力系统暂态稳定仿真研究

毕业论文题目电力系统暂态稳定仿真研究

学院信息与控制学院

专业电气工程与自动化

目录

1绪论 (1)

1.1背景介绍与研究意义 (1)

1.2国内外研究现状 (1)

2电力系统暂态稳定的研究内容 (1)

2.1电力系统暂态稳定概述 (1)

2.2简单系统的暂态稳定分析 (2)

2.2.1功——角特性变化 (2)

2.2.2大扰动后发电机转子的相对运动 (3)

2.2.3等面积定则 (4)

2.3分析电力系统暂态稳定的线性方法 (4)

2.4提高电力系统暂态稳定方法 (6)

3电力系统暂态稳定仿真 (7)

3.1单机无穷大系统建模 (7)

3.2采用的模块及其参数设置 (8)

3.3电力系统暂态稳定性仿真 (10)

3.3.1 变压器经小电阻接地 (10)

3.3.2快速切除故障 (10)

3.3.3投入自动重合闸 (12)

4仿真结果及分析 (12)

4.1系统不稳定 (12)

4.4自动重合闸 (16)

5总结 (17)

参考文献： (17)

致谢 (19)

电力系统暂态稳定仿真研究

严正风

南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京 210044

摘要：本文核心是对电力系统暂态稳定问题的探究。概述了电力系统暂态稳定，着重于保持电力系统暂态稳定的措施。并且通过MATLAB的应用平台组成了三种系统仿真模型，主要采用了快速切除故障、变压器中性点经小电阻接地以及投入重合闸这三种手段，分析各自对电力系统暂态稳定的帮助。通过对仿真结果分析，从而对核心问题作出诠释且得出更好解决问题的措施。

关键词：电力系统；暂态稳定；MATLAB

Study on Transient Stability Simulation of Power System

YanZhengFeng

School of Information and Control，NUIST, Nanjing 210044,China

Abstract:The core of this paper is to investigate the transient stability of power system. The transient stability of power system is summarized, and the measures to maintain the transient stability of power system are summarized. And through the MATLAB application platform is composed of three kinds of system simulation model, mainly by the rapid removal of fault, three methods of transformer neutral grounding via low resistance and input reclosing, the respective analysis on transient stability of power system with the help of. Through the analysis of the simulation results, to interpret the core issues, and to get better solution to the problem.

Key words: power system; transient stability; MATLAB

1绪论

1.1背景介绍与研究意义

随着高速发展的经济，电网的规模也是日渐庞大。随之而来的是各大电厂、变电站组成的电网越发复杂化和暂态稳定遭到破坏而形成的大规模停电事件十分频繁。经调查报告显示：暂态失稳是招致电力系统发生事故的关键因素，所以对暂态稳定加大研究的力度十分紧要。

对于我国来说，科技的发展是蒸蒸日上的。在快速发展的同时，我们更要注意安全，争取快速稳定的发展。解决电力系统暂态稳定的问题的关键在于确保电力系统在一定的大的故障下，系统可以通过自动调整，使各发电机组能恢复正常运转，从而减少损失。当决定规划一个电力系统时，暂态分析就开始进行了，我们通过暂态分析来考察和研究各种设施的稳定效果和各个电气设备之间联络的稳定。通过仿真来验证这些问题，可以很大程度的加强我们安全生活的稳定性。

1.2国内外研究现状

美国电网的相互纠结众所周知，从前有个错误的认知是电网越复杂就越稳定。然而美加大停电给了我们当头一棒。事实上，美国电网的运营权在私人企业家手里，他们建立电网追求的是利益最大化，因此美国电网中一些位置仍使用破旧的设施；还有每段输电线都很短，所以会出现比较多的节点。这些其实都是暂态不稳定的重要原因，很多导火线一同引发了美加大停电。美国在此之前也发生过类似的停电事故，所以这并不是偶然现象。

作为和咱们国家相同的大型发展中国家印度，他们的电网进展程度还不错，尽管无法和我国相媲美。只有美国、中国、日本和俄罗斯在发电量上超过了印度，但是印度的电力市场仍然处于供不应求的状态[2]。在2012年7月，印度发生了历史上波及人口最多的一次电力系统故障，超过 6.7亿人遭到了这次事件直接或者间接的冲击，而且此次停电仅在两天之内连续发生。事后我们发现，之前印度北方电网已经过分超载运转，在关键线路发生故障前，因持续大大超过电网的稳定限额运转，造成了这次大面积停电事件。

我国的人口特点是覆盖范围大，人口密度不均匀，也就招致了我国电网笼罩范围广，却结构单薄，负荷的密度非常不平均，而电源又常常偏离负荷的核心。尽管三峡工程的经济效益显著，优化了能量布局，缓解了用电压力等。但是，互联电网的缺陷也不可疏忽，可能由于故障的接连发生从而导致大规模停电。而且电力市场的迅速发展，对供电的要求更大大增强了输电系统的压力。

2电力系统暂态稳定的研究内容

2.1电力系统暂态稳定概述

电力系统的暂态稳定性指的是电力系统在正常工作时受到强烈扰动后的稳定情况。也就是说一般情况下的电力系统受到一定程度的干扰，干扰失去作用后，电力系统还原到本来的运行情况的本领；或者，扰动没消失，系统可能从原来的运行状况变化到另一种正常运行状况[3]。

对电力系统暂态稳定性的研究，就是探究在电力系统遭到一定破坏后各机组可否仍然保持正常运转。而引起电力系统大震荡的关键原因有：

(1)发生短路故障；

(2)去除或者投进电力系统的关键元器件，包含发电机、变压器和关键的线路等；

(3)负荷的忽变，例如大容量用户的增减；

其中三相短路干扰最是险峻，但是三相短路不常发生，所以常把其他短路当成暂态稳定研究