目錄
前言
課題背景和意義
實(shí)現(xiàn)技術(shù)思路
一、簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)仿真軟件簡(jiǎn)介
二、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真分析
三、結(jié)論
實(shí)現(xiàn)效果圖樣例
最后
前言
? ? ??大四是整個(gè)大學(xué)期間最忙碌的時(shí)光,一邊要忙著備考或?qū)嵙?xí)為畢業(yè)后面臨的就業(yè)升學(xué)做準(zhǔn)備,一邊要為畢業(yè)設(shè)計(jì)耗費(fèi)大量精力。近幾年各個(gè)學(xué)校要求的畢設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越難,有不少課題是研究生級(jí)別難度的,對(duì)本科同學(xué)來(lái)說(shuō)是充滿挑戰(zhàn)。為幫助大家順利通過(guò)和節(jié)省時(shí)間與精力投入到更重要的就業(yè)和考試中去,學(xué)長(zhǎng)分享優(yōu)質(zhì)的選題經(jīng)驗(yàn)和畢設(shè)項(xiàng)目與技術(shù)思路。
??對(duì)畢設(shè)有任何疑問(wèn)都可以問(wèn)學(xué)長(zhǎng)哦!
選題指導(dǎo):?https://blog.csdn.net/qq_37340229/article/details/128243277
大家好,這里是海浪學(xué)長(zhǎng)畢設(shè)專(zhuān)題,本次分享的課題是
??基于 Matlab 的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與仿真
課題背景和意義
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)和高新技術(shù)發(fā)展 的趨勢(shì)，我國(guó)工業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電能質(zhì) 量提出了更高更嚴(yán)格的要求。為了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的智 能電網(wǎng)，全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)則是一個(gè)行之有效并且充滿 前途的提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方案。在全國(guó)電網(wǎng) 互聯(lián)的情況下，任意擾動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響都會(huì)極大地 縮小，這也使一些機(jī)組的起停對(duì)電網(wǎng)的沖擊變得更 小，使采用高效率大功率的機(jī)組成為可能，也可以 更加妥善地調(diào)度負(fù)荷使電網(wǎng)整體損耗盡可能的減 小。但電網(wǎng)互聯(lián)也有缺點(diǎn)，電網(wǎng)互聯(lián)可使故障傳播 的更遠(yuǎn)、影響的元件更多，這也對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu)的優(yōu)化提出了更高的要求。除此之外，一些先進(jìn) 元件比如電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的采用也可顯著 地提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì) 的先行工業(yè)，其建設(shè)速度和優(yōu)化配置需適當(dāng)超前于 其他行業(yè)，為其他行業(yè)的發(fā)展打好基礎(chǔ)，建立聯(lián)系 緊密、結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)的大電網(wǎng)是提高電能質(zhì)量，保障電 力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速、穩(wěn)定、健 康發(fā)展和提高居民生活水平質(zhì)量的有效途徑。
實(shí)現(xiàn)技術(shù)思路
一、簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)仿真軟件簡(jiǎn)介
二、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真分析
電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定性簡(jiǎn)介
圖畫(huà)出的是一簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)模型和等值電路，首段是發(fā)電機(jī)，其經(jīng)過(guò)變壓器 TI和雙回線路供電給無(wú)窮大系統(tǒng)。
其中x=xTt+xd+xl+xt2。發(fā)電機(jī)發(fā)送電磁功率是
如果不計(jì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的影響，也就是假定發(fā)電機(jī)的空載電動(dòng)勢(shì)E不變，那么發(fā)電機(jī)的功一角特性曲線為圖畫(huà)出的正弦曲線。
?a)正常運(yùn)行方式及其等值電路 b)故障情況及其等值電路c)故障切除后及其等值電路。如果忽略原動(dòng)機(jī)謂速器的影響，那么原動(dòng)機(jī)發(fā)出的機(jī)械功率P不改變。
?電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定仿真分析
當(dāng)發(fā)電機(jī)有功功率參數(shù)改為 0.737 6 pu 時(shí)，配置小干擾信號(hào)模擬系統(tǒng)的階躍為 0.6 pu，運(yùn)用 Simulink 進(jìn)行仿真可得到發(fā)電機(jī)功角、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的曲線如圖：
發(fā)電機(jī)功角變化曲線：
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線：
?減小線路電抗參數(shù)，使得系統(tǒng)電氣連接薄弱，通過(guò)仿真得出發(fā)電機(jī)功角、轉(zhuǎn)速變化的曲線如圖所示：
可以看出當(dāng)電力系統(tǒng)電氣連接較強(qiáng)時(shí)，系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性更強(qiáng)。系統(tǒng)連接薄弱時(shí)發(fā)電機(jī)功角變化曲線：
?系統(tǒng)連接薄弱時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線：
電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性簡(jiǎn)介
圖畫(huà)出了發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，故障以及故障切除后3種狀態(tài)下的功角特性曲線。
1）正常運(yùn)行
正行運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的功率特性曲線為P，此時(shí)向無(wú)窮大系統(tǒng)輸送的功率P與原動(dòng)機(jī)輸出地機(jī)械功率p相等(假設(shè)擾動(dòng)后P保持不變)，圖中發(fā)電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，a點(diǎn)為正常運(yùn)行點(diǎn)，此時(shí)的功角為δ。
?2）故障階段
短路故障這個(gè)擾動(dòng)產(chǎn)生以后功率特性就接著降為P，不過(guò)因?yàn)檗D(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)存在慣性，轉(zhuǎn)子角度沒(méi)可能發(fā)生突變，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)由a點(diǎn)突變至b點(diǎn)，輸出功率減小了很多，而原動(dòng)機(jī)機(jī)械功率，不變，所以會(huì)出現(xiàn)較大的過(guò)剩功率。短路故障現(xiàn)象越厲害，戶功率曲線幅值越低(三相短路時(shí)為零)，那么兩者之間的功率差越大。
由于存在過(guò)剩轉(zhuǎn)矩發(fā)中機(jī)轉(zhuǎn)子會(huì)有一個(gè)加速過(guò)程，其相對(duì)速度(相對(duì)于同步轉(zhuǎn)速)和相對(duì)角度8逐漸增大，使運(yùn)行點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)移，即由b點(diǎn)向c點(diǎn)移動(dòng)。假如故障無(wú)法消除，那么過(guò)剩轉(zhuǎn)矩將會(huì)一直產(chǎn)生作用，發(fā)申機(jī)會(huì)持續(xù)加速，將導(dǎo)致與無(wú)限大系統(tǒng)失去同步。
??電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性仿真分析
?在上圖的仿真系統(tǒng)中，分別在輸電線路側(cè)和發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置短路故障，仿真得到輸電線路短路時(shí)發(fā) 電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線和發(fā)電機(jī)短路時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線，如圖
輸電線路短路時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線：
發(fā)電機(jī)端短路時(shí)發(fā)電機(jī)功角變化曲線：?
?由上圖可知，發(fā)電機(jī)端短路對(duì)電網(wǎng)的影響更大，則對(duì)發(fā)電機(jī)端出線的穩(wěn)定性應(yīng)嚴(yán)格保障。
電網(wǎng)輸電線路短路時(shí)電壓測(cè)量情況：
?電網(wǎng)輸電線路短路時(shí)電流測(cè)量情況 ：
?在輸電線路短路時(shí)，電壓水平由發(fā)電機(jī)到短路 點(diǎn)逐漸降低，而電流則逐漸增加。 對(duì)比圖從兩種故障類(lèi)型的 發(fā)電機(jī)功角和轉(zhuǎn)速曲線中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生三相短 路故障時(shí)，電網(wǎng)連接更弱，則發(fā)電機(jī)功角和轉(zhuǎn)速變 化幅度更大，電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性越差。
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線（三相短路）：
?發(fā)電機(jī)功角變化曲線（三相短路）：
?發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線（單相短路）：
?發(fā)電機(jī)功角變化曲線（單相短路）:
?當(dāng)電網(wǎng)輸電線路增加時(shí)，電網(wǎng)的連接也就更加 緊密，發(fā)生短路故障時(shí)，發(fā)電機(jī)輸送電磁功率也就 相對(duì)更加充足，這樣電磁功率和發(fā)電機(jī)機(jī)械功率差 也就越小，電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性也就越好。 由圖可以看出，當(dāng)改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，比 如增加輸電線路和采用分裂導(dǎo)線時(shí)，可增加電力系 統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。
?增加一條輸電線路時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線:
三、結(jié)論
?Matlab 仿真模擬得出了電力系統(tǒng) 電壓電流和發(fā)電機(jī)功角轉(zhuǎn)速變化曲線。通過(guò)分析 仿真結(jié)果得出如下結(jié)論： 1）當(dāng)發(fā)生三相短路故障后，若能及時(shí)斷開(kāi)斷路 器，則可保障電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定； 2）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路后，電壓從發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)逐漸降低，電流逐漸增大；3）當(dāng)采用一定措施后，比如增加輸電線路數(shù)，可以增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。?
實(shí)現(xiàn)效果圖樣例
電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定評(píng)估的方法：
暫態(tài)電壓穩(wěn)定和暫態(tài)電壓失穩(wěn)場(chǎng)景的抗噪性能測(cè)試如圖所示。相較于MLE具有較強(qiáng)的抗干擾能力，即使測(cè)量信號(hào)存在SNR為10dB的噪聲，仍能準(zhǔn)確判別電力系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定狀態(tài)。
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最后
到了這里，關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于 Matlab 的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與仿真的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
