基于matlab的单机无穷大模型的暂态稳定性分析本科生毕业论文文档格式.docx

基于matlab的单机无穷大模型的暂态稳定性分析本科生毕业论文文档格式.docx

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电气工程及其自动化

学号

指导教师

电气工程及其自动化系教研室

教研室主任:

（签名）2012年月日

学生姓名学号:

专业:

电气工程及其自动化

1设计（论文）题目及专题：

基于MATLAB的电力系统暂态稳定性分析

2学生设计（论文）时间：

自2012年2月20日开始至2012年6月8日止

3设计（论文）所用资源和参考资料：

王晶，翁国庆．张有兵．电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用．西安电子科技大学出版社，2008年9月．

吴天明谢小竹彭彬.MALAB电力系统设计与分析。

国防工业出版社，2004年1月。

陈跃.电气工程专业毕业设计指南电力系统分册。

中国水利水电出版社，2003年8月。

等

4设计（论文）应完成的主要内容：

（1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建

（2）系统故障仿真测试分析

通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。

5提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：

全部设计过程以论文的形式说明清楚，严格按照湖南科技大学潇湘学院本科毕业设计（论文）格式要求撰写。

要求论文中包括电力系统暂态稳定性的基本介绍、以单机—无穷大系统为典型案例，用matlab搭建模型图，并通过参数的设定，分别得到电力系统在发生单相和三相短路时，其机端电压、电机相角和转速的实时仿真，并比较，在PSS投入和切除，以及迅速切除故障和延缓切除故障的仿真结果，得出结论。

6发题时间：

2012年2月20日

指导教师：

（签名）

学生：

潇湘学院毕业设计（论文）指导人评语

[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]

指导人：

年月日

指导人评定成绩：

潇湘学院毕业设计（论文）评阅人评语

[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]

评阅人：

评阅人评定成绩：

潇湘学院毕业设计（论文）答辩记录

日期：

学生：

学号：

班级：

题目：

提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：

1设计（论文）说明书共页

2设计（论文）图纸共页

3指导人、评阅人评语共页

毕业设计（论文）答辩委员会评语：

[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]

答辩委员会主任：

委员：

（签名）

答辩成绩：

总评成绩：

摘要

随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网在其可能遇到的多种故障方面运行的需要。

论文以MATLABR2009a电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。

本文做的主要工作有：

通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。

关键词电力系统；

暂态稳定；

MATLAB；

单机—无穷大；

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentofelectricpowerindustry,electricpowersystem,asanincreasinglylargescaleandcomplicatedpowersystemfault,Theuserwillgivepowerplantsandpowerequipmentofthesecuritythreats,andmayhavecausedtheaccidentofpowersystem,technologyandsafetyconsiderationsfromdirectlypowertestpossibility,urgedusingelectricsimulationtosolvetheseproblemsbasedongridpowersupplysystem,Therefore,paperdependonthemodelofdynamicsimulationbyMATLABbuildsoftwareSimulinkinfinitepowersystemofsingle-simulationmodel,thegridinvariousfaultmaymeettheneedsoftherunningofaspects.

ThepaperbaseonplatformversionofMatlabR2009a，AccordingtoSimPowerSyetemtoolboxtobuildpoweroperationofcommonsingle—infinitesystemmodel,theexperimentinthesystemwasobtainedbyvariouscircuitbreakerautomaticallyearthingfaultsandfaultisolationofsimulationresultstrip.

Themainworkis:

（1）Buildingthissimulationsystemofsingle-infiniteunderSimulink

（2）Faultsimulationtestanalysisofsystem

Throughexamples,ifthismethodtothepowersystemfaultdiagnosis,fastfaultdetectionanddiagnosis,automaticforimprovingthestabilityofpowersystemhasimportantsignificance.

keywords：

Single—infinite；

SimPowerSyetem；

Shortcircuitfaults；

Wavelettransform

第四章Simulink下SimPowerSystem模型应用..................................12

4.1仿真系统模型步骤.......................................................................................12

4.2仿真模型的搭建...........................................................................................13

4.2.1模型详细参数设置........................................................................15

4.3各种提高暂态稳定性措施的运行效果仿真...............................................27

4.4结论..............................................................................................................36

参考文献....................................................................................................38

致谢.............................................................................................................39

第一章电力系统稳定性概述

1.1电力系统的静态稳定性

电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统承受微小的、瞬时出现但又立即消失的扰动后，恢复到它原有运行状况的能力；

或者，这种扰动虽不消失，但可用原有的运行状况近似的表示新运行状况的可能性。

这也是电力系统在微小扰动下的稳定性，而这种扰动可以理解为任意不等于零的无限小扰动。

正因为如此，任意描述电力系统运行状态的非线性方程式，都可以在原始运行点附近线性化。

换言之，电力系统静态稳定性涉及的数学问题将是解线性化了的机电暂态过程方程式组的问题。

1.2电力系统的暂态稳定性

电力系统暂态稳定性是指研究电力系统受到较大扰动后各发电机能否继续保持同步运行的问题。

引起电力系统大扰动的原因很多，归纳起来，主要有一下几种。

一、引起电力系统大扰动的主要原因

（1）负荷的突然变化。

如切除或投入大容量的用户引起较大的扰动。

（2）切除或投入系统的主要元件。

如切除或投入较大容量的发电机、变压器和较重要的线路引起的大的扰动。

（3）电力系统的短路故障。

它对电力系统的扰动最为严重。

在短路故障中，其中以三相短路最为危险，引起电力系统的扰动最大，于是系统的暂态稳定性常常遭到破坏。

但此种严重故障发生的次数最少，据统计，在高压电力系统中发生三相短路的次数一般占总短路次数的6%~7%左右。

两相接地短路和两相短路对于电力系统的扰动也较大，其中两相接地短路的危害程度仅次于三相短路。

但在一般的高压系统中发生这两种短路的次数为23%~24%左右，比三相短路发生的次数要多。

单相短路在高压系统中发生的次数最多，一般可占70%左右。

但单相短路对系统的扰动在短路故障中是最小的，其中瞬时性雷击单相短路又占单相短路的70%左右，它对系统的影响就更小了。

因此，电力系统如能经受住三相短路的扰动，则该系统的暂态稳定性是不成问题的，但以三相短路作为暂态稳定的条件是很不经济的。

因此我国电力系统目前是以不对称短路作为暂态稳定研究的基础，逐步把暂态稳定提高到三相短路上来。

当电力系统受到大扰动时，表征系统运行状态下的各种电磁变量