劉姝廷 張垚

沈陽(yáng)工學(xué)院

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真研究

劉姝廷 張垚

沈陽(yáng)工學(xué)院

電能質(zhì)量擾動(dòng)問(wèn)題主要涉及穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)和暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)兩方面。穩(wěn)態(tài)擾動(dòng)主要有諧波、間諧波、電壓波動(dòng)與閃變等。為了保證電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和用戶電氣設(shè)備的可靠使用，對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)進(jìn)行分類識(shí)別刻不容緩，所以要保障電力系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，解決電力系統(tǒng)擾動(dòng)的根本目的在于獲取其發(fā)生的規(guī)律，便于采取治理方法，從而減少其對(duì)敏感設(shè)備的影響。本文采用MATLAB軟件中的SIMULINK功能對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明高電力系統(tǒng)當(dāng)單相接地為瞬時(shí)故障時(shí)，重合成功能快速提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。

電力系統(tǒng) 暫態(tài)穩(wěn)定 MATLAB

1 單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)原理

在電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)分析中，采用單機(jī)對(duì)無(wú)窮大系統(tǒng)為模型，設(shè)定單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)頻率恒定，電壓恒定且系統(tǒng)功率無(wú)窮大。是使用MATLAB進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真中最簡(jiǎn)單也是最基本的的運(yùn)行方式，即對(duì)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行近似處理，以簡(jiǎn)化模型，更有利于得出結(jié)論，簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

圖1 單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)原理圖

使用純電感的聯(lián)絡(luò)阻抗，則由發(fā)電機(jī)在系統(tǒng)中所產(chǎn)生有功功率的P。見(jiàn)式(1.1）。

為發(fā)電機(jī)電勢(shì)；U為系統(tǒng)母線電壓。

2 單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

一個(gè)模塊的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于整個(gè)系統(tǒng)的功率，這個(gè)系統(tǒng)就是無(wú)窮大 ，這樣做便于研究該模塊，因?yàn)闇p少了一些參數(shù)的設(shè)置。單機(jī)——無(wú)窮大的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 高壓變頻器的仿真模型

3 單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)的建模

在對(duì)單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)建模過(guò)程中需要使用到三相電源、三相RLC并聯(lián)模塊、三相斷路模塊、三相故障整流器模塊、三相變壓器繞組模塊、標(biāo)么標(biāo)準(zhǔn)同步電機(jī)模塊、勵(lì)磁系統(tǒng)模塊、電壓測(cè)量模塊以及Powergui模塊。單機(jī)—無(wú)窮大系統(tǒng)仿真模型如圖3所示。

4 仿真結(jié)果分析

對(duì)仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：開(kāi)始時(shí)間為0.0；停止時(shí)間為0.5；求解程序類型為可變步長(zhǎng)，ode23tb。三相接地短路并加有PSS時(shí)，極端電壓如圖4所示。

圖4 極端電壓仿真圖

從上圖可以看出三相接地短路，系統(tǒng)會(huì)脫離暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，隨著時(shí)間增加相電流會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速增加，此時(shí)系統(tǒng)崩潰?？梢詫?duì)三相短路模塊進(jìn)行設(shè)置從而切除得時(shí)間以及改變短路故障的類型和發(fā)生。當(dāng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真時(shí)，可以選擇ode23tb算法，并采用略去直流分量和其他復(fù)雜濾波分量的Phasors法，可顯著地加快仿真速度。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文采用MATLAB中的SIMULINK功能對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，仿真結(jié)果表明高電力系統(tǒng)當(dāng)單相接地為瞬時(shí)故障時(shí)，重合成功能快速提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。本文對(duì)于開(kāi)發(fā)以及研究電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性有著一定的借鑒作用。

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劉姝廷，1983—，遼寧沈陽(yáng)人，講師，研究方向：工業(yè)智能控制與軟件開(kāi)發(fā)。