电力系统暂态稳定仿真研究

刘姝廷 张垚

沈阳工学院

电力系统暂态稳定仿真研究

刘姝廷 张垚

沈阳工学院

电能质量扰动问题主要涉及稳态电能质量扰动和暂态电能质量扰动两方面。稳态扰动主要有谐波、间谐波、电压波动与闪变等。为了保证电网的安全、可靠、经济运行和用户电气设备的可靠使用，对电能质量扰动进行分类识别刻不容缓，所以要保障电力系统的工作稳定，解决电力系统扰动的根本目的在于获取其发生的规律，便于采取治理方法，从而减少其对敏感设备的影响。本文采用MATLAB软件中的SIMULINK功能对电力系统暂态进行仿真，仿真结果表明高电力系统当单相接地为瞬时故障时，重合成功能快速提高系统的暂态稳定性。

电力系统 暂态稳定 MATLAB

1 单机—无穷大系统原理

在电力系统运行稳态分析中，采用单机对无穷大系统为模型，设定单机—无穷大系统频率恒定，电压恒定且系统功率无穷大。是使用MATLAB进行电力系统仿真中最简单也是最基本的的运行方式，即对现实进行近似处理，以简化模型，更有利于得出结论，简化计算过程。单机—无穷大系统原理图如图1所示。

图1 单机—无穷大系统原理图

使用纯电感的联络阻抗，则由发电机在系统中所产生有功功率的P。见式(1.1）。

为发电机电势；U为系统母线电压。

2 单机—无穷大系统的拓扑结构

一个模块的功率远远小于整个系统的功率，这个系统就是无穷大 ，这样做便于研究该模块，因为减少了一些参数的设置。单机——无穷大的拓扑结构，如图2所示。

图2 单机—无穷大系统结构示意图

图3 高压变频器的仿真模型

3 单机—无穷大系统的建模

在对单机—无穷大系统建模过程中需要使用到三相电源、三相RLC并联模块、三相断路模块、三相故障整流器模块、三相变压器绕组模块、标么标准同步电机模块、励磁系统模块、电压测量模块以及Powergui模块。单机—无穷大系统仿真模型如图3所示。

4 仿真结果分析

对仿真参数进行设置：开始时间为0.0；停止时间为0.5；求解程序类型为可变步长，ode23tb。三相接地短路并加有PSS时，极端电压如图4所示。

图4 极端电压仿真图

从上图可以看出三相接地短路，系统会脱离暂态稳定状态，随着时间增加相电流会在短时间内迅速增加，此时系统崩溃。可以对三相短路模块进行设置从而切除得时间以及改变短路故障的类型和发生。当进行动态仿真时，可以选择ode23tb算法，并采用略去直流分量和其他复杂滤波分量的Phasors法，可显著地加快仿真速度。

5 结束语

本文采用MATLAB中的SIMULINK功能对电力系统暂态系统进行建模和仿真，仿真结果表明高电力系统当单相接地为瞬时故障时，重合成功能快速提高系统的暂态稳定性。本文对于开发以及研究电力系统暂态稳定性有着一定的借鉴作用。

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刘姝廷，1983—，辽宁沈阳人，讲师，研究方向：工业智能控制与软件开发。