1、中 南 大 學CENTRAL SOUTH UNIVERSITY本科畢業論文(設計)論文題目簡潔電力系統暫態穩定性計算與仿真同學姓名 李妞妞 指導老師 學 院 中南高校連續教育學院 專業班級電氣工程及其自動化2014專升本 完成時間 2016年5月1日 中 南 大 學畢 業 論 文（設 計）任 務 書函授站(點): 江西應用工程職業學院連續教育分院 專業: 電氣工程及其自動化 班級：2014級 同學姓名：李妞妞畢業設計（論文）題目：起止日期： 年 月 日 年 月 日指導老師： 畢業設計（論文）要求（包括日程支配和進度）：一、日程支配和進度階段階 段 內 容起止時間二、論文要求 注：本任務書由指導

2、老師填寫并經審查后，一份由同學裝訂在畢業設計（論文）的封面之后，原件存函授站。中 南 大 學畢 業 設 計（論文）成 績 單函授站(點): 專業: 班級： 同學姓名：畢業設計（論文）題目：指導老師評語：指導老師建議成果： 指導老師簽名：年 月 日評審意見：評審人簽名： 年 月 日畢業設計（論文）答辯評語及成果成果： 專業畢業設計（論文）答辯委員會主任簽名： 年 月 日審查意見：院（系）負責人簽名：年 月 日注：此成果單一式兩份，一份裝入同學個人學籍檔案，一份裝訂入畢業論文中。摘 要隨著電力工業的快速進展，電力系統的規模日益浩大和簡單，消滅的各種故障，會給發電廠以及用戶和電廠內的多種動力設備的平

3、安帶來威逼，并有可能導致電力系統事故的擴大，從技術和平安上考慮直接進行電力試驗可能性很小，迫切要求運用電力仿真來解決這些問題，依據電網用電供電系統電路模型要求，因此，論文利用MATLAB的動態仿真軟件Simulink搭建了單機無窮大電力系統的仿真模型，能夠滿足電網可能遇到的多種故障方面運行的需要。論文以MATLAB R2009b電力系統工具箱為平臺，通過SimPowerSyetem 搭建了電力系統運行中常見的單機無窮大系統模型，設計得到了在該系統發生各種短路接地故障并故障切除的仿真結果。本文做的主要工作有：（1）Simulink下單機無窮大仿真系統的搭建（2）系統故障仿真測試分析通過實例說明，

4、若將該方法應用到電力系統短路故障的診斷中，快速實現故障的自動診斷、檢測，對于提高電力系統的穩定性具有格外重要的意義。關鍵詞:電力系統；暫態穩定；MATLAB；單機無窮大； 目 錄前言1第一章 電力系統穩定性概述11.1 電力系統的靜態穩定性11.2 電力系統的暫態穩定性1其次章 基于MATLAB的電力系統仿真32.1 電力系統穩定運行的把握32.2 MATLAB及SimPowerSystem簡介32.3 配電網的故障現狀及分析42.4 暫態穩定仿真流程5第三章 單機無窮大暫態穩定仿真分析53.1 電力系統暫態穩定性分析63.1.1 引起電力系統大擾動的緣由63.1.2 定性分析63.1.3 提

5、高電力系統穩定性的措施83.2 單機無窮大系統原理9第四章Simulink下SimPowerSystem模型應用124.1 仿真模型的搭建124.2 運行效果仿真圖134.21 轉變故障模塊中的短路類型134.22 轉變系統中的元件參數(轉變線路的電阻)174.3 加入電容補償器后的的仿真圖184.4 小結22第五章 結論和展望22參考文獻24歡迎下載0 前言隨著電力系統規模不斷擴大，系統發生故障的影響也越來越大，尤其大區域聯網背景下的電力系統故障將會給經濟、社會造成重大經濟損失，因此保證電力系統平平穩定運行是電力生產的首要任務。電力系統是一個簡單的動態系統， 一方面，它必需時刻保證牢靠的電能

6、質量；另一方面，它又處于不斷的擾動之中，擾動發生的時間、地點、類型、嚴峻程度均具有較大的隨機性。當擾動發生后，一旦發生穩定性問題，系統可能會在幾秒內發生嚴峻后果。對于系統某一特定的穩定運行狀態，以及對于某一特定的擾動，假如在擾動后系統能達到一個可以接受的穩定運行狀態，則系統運行處于暫態穩定。在電力系統規劃、設計等工作中都要進行大量的暫態穩定分析。通過暫態穩定分析，可以看到各種穩定措施的效果以及穩定把握的性能。因此，通過時域仿真來驗證電力系統在某一狀態時是否穩定，具有重要的理論和實際意義。第一章 電力系統穩定性概述1.1 電力系統的靜態穩定性電力系統的靜態穩定性是指電力系統受到小干擾后，不發生自

7、發震蕩或非周期性失步，自動恢復到初始運行狀態的力量。電力系統幾乎時時刻刻都受到小的干擾。例如：系統中負荷的小變化；又如架空輸電線路因搖擺引起的線間距離（影響線路電抗）的微小變化等等。因此，電力系統的靜態穩定問題實際就是確定系統的某個運行穩態能否保持的問題。1.2 電力系統的暫態穩定性電力系統暫態穩定性是指電力系統在某個運行狀況下突然受到較大擾動后，能否經過暫態過程達到新的穩定狀態或恢復到原來的狀態。這里所謂的大干擾，一般是指短路故障、突然斷開線路或減小發電機出力等。假如受到大的干擾后仍能達到穩定運行，則電力系統在這種狀況下是暫態穩定的。反之，假如系統受到大的干擾后不能再建立穩態運行狀態，而是各

8、發電機組轉子間始終有相對運動，相對角不斷的變化，因而系統的功率、電流和電壓都不斷震蕩，以致整個系統不再能連續運行下去，則稱為系統在這種運行狀況下不能保持暫態穩定。引起電力系統大擾動的緣由很多，歸納起來，主要有以下幾種。1、 引起電力系統大擾動的主要緣由（1）負荷的突然變化。如切除或投入大容量的用戶引起較大的擾動。（2）切除或投入系統的主要元件。如切除或投入較大容量的發電機、變壓器和較重要的線路引起的大的擾動。（3）電力系統的短路故障。它對電力系統的擾動最為嚴峻。在短路故障中，其中以三相短路最為危急，引起電力系統的擾動最大，于是系統的暫態穩定性經常遭到破壞。但此種嚴峻故障發生的次數最少，據統計，

9、在高壓電力系統中發生三相短路的次數一般占總短路次數的6%7%左右。兩相接地短路和兩相短路對于電力系統的擾動也較大，其中兩相接地短路的危害程度僅次于三相短路。但在一般的高壓系統中發生這兩種短路的次為23%24%左右，比三相短路發生的次數要多。單相短路在高壓系統中發生的次數最多，一般可占70%左右。但單相短路對系統的擾動在短路故障中是最小的，其中瞬時性雷擊單相短路又占單相短路的70%左右，它對系統的影響就更小了。二、暫態過程按時間分為下面三個階段（1）起始階段：指故障后約1s內的時間段。在這期間系統中的愛護和自動裝置有一系列的動作，例如切除故障線路和重合閘、切除發電機等。但是在這個時間段中發電機的

10、調整系統還來不及起到明顯的作用。（2）中間階段：在起始階段后，大約持續5s左右的時間段。在這期間發電機組的調整系統已發揮作用。（3）后期階段：中間階段以后的時間。這時動力設備中的過程影響到電力系統的暫態過程。另外，系統中還將由于頻率和電壓的下降，發生自動裝置切除部分負荷等操作。三、暫態穩定的分析方法分析方法：不同于靜態穩定問題的分析，不能做線性化處理，暫態穩定問題爭辯的特點有： （1） 暫態穩定性與否和原來運行方式及干擾種類有關。 （2） 系統暫態穩定過程是一個電磁暫態過程和機電暫態過程匯合在一起的簡單的運動過程，它們相互作用、相互影響。其次章 基于MATLAB的電力系統仿真 電力系統在運行中

11、易受到多種因素的影響而發生故障，威逼系統的平安牢靠性，因此快速、精確地探測出電纜故障并對其進行分析，對提高供電牢靠性、削減故障修復費用及停電損失具有重要理論意義和有用價值1。目前，線路愛護已經進入微機愛護時代，電力系統繼電愛護中的信號處理仍以分析為主，同時考慮到電力運行實際狀況，在Matlab/Simulink平臺下更好的運用仿真手段更突出了現實意義。2.1 電力系統穩定運行的把握 電力系統暫態功角穩定把握是電力系統穩定運行的第一道防線。暫1態穩定性是指電力系統在受到大干擾( 如短路故障, 突然增加或削減發電機出力、大量負荷, 突然斷開線路等) 后, 各同步發電機保持同步運行并過渡到新的或恢復

12、到原來穩態運行方式的力量, 通常指第一或其次振蕩周期不失步。提高電力系統暫態穩定性的措施是多樣的, 本文以單機無窮大系統為例, 主要利用matlb軟件對單機無窮大系統進行仿真，對線路發生接地短路故障在肯定時間內切除后，發電機的轉速隨時間的變化狀況,發電機轉速的變化又影響了電力系統中電壓、電流和發電機電磁功率的變化。通過仿真參數來證明電力系統暫態穩定方面的理論。2.2 MATLAB及SimPowerSystem簡介 MATLAB是Matrix Laboratory（矩陣試驗室）的縮寫，由Mathworke公司開發的一套功能強大的軟件，最早它主要用于科學計算。后來隨著MATLAB功能的不斷增加和應

13、用的普及，很多領域的專家為MATLAB寫了特地的工具箱，用以拓展MATLAB的功能，這大大擴大了MATLAB的應用范圍。所以現在的MATLAB已不僅僅局限與現代把握系統分析和綜合應用，它已是一種包羅眾多學科的功能強大的技術計算語言，是當今世界上最優秀的數值計算軟件之一。它強大的科學運算與可視化功能，簡潔易用，開放式可擴展環境，特殊是所附帶的30多種面對不同領域的工具箱支持，使得它在很多科學領域中成為計算機幫助設計和分析，算法爭辯和應用開發的基本工具和首選平臺2。 MATLAB環境下的Simulink 是用于對簡單動態系統進行建模和仿真的圖形化交互式平臺。運行于Simulink下的PSB（Pow

14、er System Blockset）是針對電力系統的工具箱，從Matlab 6.0開頭它被重新命名為SPS（SimPowerSystem）。SimPowerSystem是以Hydro-Quebec'爭辯中心的專家為主的MATLAB的開發的工具箱，主要用于電力系統電力，電子電路的仿真。隨著MATLAB的不斷升級，SimPowerSystem也得到了很大的進展。現在，從MATLAB13版的開頭，SimPowerSystem和SimMechanies一起作為現實模型產品族的成員，結合Simulink的使用，可以仿真電氣，機械以及把握系統。使用SimPowerSystem，不需要學習簡單的軟

15、件命令，編寫軟件代碼，用戶可以專注于物理模型本身，通過與實際電路圖格外相像的符號，表示簡單的電網，這有助于大大提高仿真的效率。2.3 配電網的故障現狀及分析電力系統中壓配電網一般接受不直接接地或經消弧線圈接地方式，因其發生接地故障時，流過接地點的電流小，所以稱為小電流接地系統。此系統中接地故障最高，由于三個線電壓仍舊對稱，不影響負荷連續供電，故不必馬上跳閘，但接地后非故障相電壓會上升，長時間帶故障運行會影響系統平安，因此需要對故障時刻和故障線路進行檢測。另外故障初期接地點經常伴有很大的接地電阻，各次諧波電流重量很小這將影響故障檢測的靈敏度。因此，需要具有很強的處理微弱信號力量的數字信號處理方法

16、去分析非平穩信號。對配電網接地短路故障的爭辯，主要有利用短路后的穩態重量、諧波重量和暫態重量等幾種方法。利用故障后的穩態重量進行故障檢測，存在的問題是接地穩態重量太小常導致選線裝置不能正確動作而且該方法要求有一個持續的穩態短路過程因此在發生間歇性電弧接地時便不再適用，因此利用能對突變的微弱的非平穩故障信號進行精確處理的小波分析理論,可以很好地分析電力系統電磁暫態過程并提取出故障特征,。 電力系統暫態功角穩定把握是電力系統穩定運行的第一道防線。暫態穩定性是指電力系統在受到大干擾(如短路故障，突然增加或削減發電機出力、大量負荷，突然斷開線路等)后，各同步發電機保持同步運行并過渡到新的或恢復到原來穩

17、態運行方式的力量。通常指第一或其次振蕩周期不失步。提高電力系統暫態穩定性的措施是多樣的。 利用matlb軟件對單機無窮大系統進行仿真，對線路發生接地短路故障在肯定時間內切除后，發電機的轉速隨時間的變化狀況,發電機轉速的變化又影響了電力系統中電壓、電流和發電機電磁功率的變化。通過仿真參數來證明電力系統暫態穩定方面的理論。2.4 暫態穩定仿真流程 由于電力系統的動態仿真爭辯將不能在試驗室進行的電力系統運行模擬得以實現。因此在判定一個電力系統設計的可行性時，都可以首先在計算機上進行動態仿真爭辯，它的突出優點是可行、簡便、經濟。Matlab電力系統工具箱包含的模塊有：Electrical Source

18、s(電源庫)、Elements(元件庫)、PowerElectronics(電力電子元件庫)、Machines(電機庫)、Connectors(連接器庫)、Measurements(測量儀器庫)、Extra Library(附加元件庫)、Demos(示例庫)、Powergui(圖形用戶界面graphical user interface)等， 為了爭辯電力系統的特性，搭建的系統應最大限度的再現實際中的電力系統。利用模塊庫中封裝好的模塊搭建系統，對各環節元件作了肯定的抱負化。對各元件的參數也作了肯定的取舍與簡化，隨著模塊庫的不斷更新與完善，利用已有模塊搭建的系統基本能模擬實際電力系統的特性成為對

19、電力系統進行分析、設計、仿真的一個有力工具。第三章 單機無窮大暫態穩定仿真分析電力系統穩定性問題是指電力系統運行中受到擾動后能否保持發電機間同步運行的問題，依據擾動大小所確定的穩態問題的性質，把它分為靜態穩定和暫態穩定。所謂電力系統靜態穩定性，一般是指電力系統在運行中受到微小擾動后，獨立地恢復到它原來的運行狀態的力量。電力系統的暫態穩定是指電力系統在某個運行狀況下突然受到大的干擾后，能否經過暫態過程達到新的穩態運行狀態或者恢復到原來的狀態。這里所謂的大干擾，是相對于小干擾而言的。假如系統受到大的干擾后仍能達到穩定運行，則系統在這種運行狀況下是暫態穩定的。反之，假如系統受到大的干擾后不能建立穩態

20、運行狀態，而是各發電機組轉子間始終有相對運動，相對角不斷變化，因而系統的功率電流和電壓都不斷振蕩，以至整個系統不能再連續運行下去，則稱為系統在這種運行狀況下不能保持暫態穩定。3.1 電力系統暫態穩定性分析3.1.1 引起電力系統大擾動的緣由主要有以下幾種： （1）負荷的突然變化，如投入或切除大容量的用戶等； （2）切除或投入系統的主要原件，如發電機，變壓器及線路等； （3）發生短路故障。其中短路故障的擾動最為厲害，常以此作為檢驗系統是否具有暫態穩定的依據。而且短路故障中，單相接地短路故障最多。在發生短路的狀況下，電力系統從一種狀態激烈變化到另一種狀態，產生簡單的暫態現象。在三相系統中，可能發生

21、的短路有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路等。當動態電路從某一穩定狀態轉換到另一穩定狀態時，一些物理量（如電容電壓，電感電流等）并不會突變，而是需要肯定時間。在這期間，電路將呈現出不同于穩態的特殊現象，即電路的過渡過程或暫態現象。分析電路的暫態現象時，可建立電壓電流的微分方程，并按初始來求解。3.1.2 定性分析在正常運行狀況下，若原動機輸入的機械功率為Pm，發電機輸出的電磁功率就與原動機輸入的機械功率相平衡，發電機的工作點應由P1和Pm線的交點確定，即為a點，與此對應的功率角為，見圖3.2中虛線所示為不計阻尼作用的曲線，實線所示為計阻尼作用的曲線。 圖3.1 電力系統暫態穩定

22、圖3.2電力系統暫態不穩定在發生短路瞬間，由于不考慮定子回路的非周期重量，則周期重量的功率是可以突變的，于是發電機運行點有PI突然將為PII。又由于發電機組轉子機械運動的慣性所致，功率角不行能突變，仍為。那么運行點由a點躍降到短路時功-角特性曲線PII上的b點。達b點后，輸入的機械功率Pm大于輸出的電磁功率PIIb，不平衡凈加速功率大于零。依轉子運動方程式，于是轉子開頭加速，即，功率角開頭增大，運行點將沿功-角特性曲線PII移動，設經過一段時間，當功率角增大至c時，此時運行在c點，速度達到最大。若在c點事切除線路故障，在切除線路故障的瞬間，仍由于不考慮定子回路電流的非周期重量及機組轉子的機械慣

23、性，為c，運行點從PII上的c點突升到PIII上的e點，此時速度仍為。在達到e點后，機械功率Pm<PIIIe（電磁功率），轉子開頭減速。由于及機組轉子的慣性作用，則功率角還在增大，運行點沿PIII由e點向f點移動，當到達f點時，其轉速（同步轉速），功率角不再連續增大，這時的功率角為最大功率角。但在f點，Pm<PIIIf，轉子將連續減速，功率角開頭減小，運行點仍將沿功-角特性曲線PIII從f點向e、k點移動。在k點時有Pm=，減速停止，則速度達最小為。但由于轉子機械慣性作用，功率角將連續減小，當過k點時Pm<PIII，在不平衡功率為正值的作用下，轉子開頭加速，最終達到同步轉帶時

24、為止，功率角不再減小，此時功率角為最小值。然后又開頭其次次振蕩，功率角由小到大，運行點沿功-角特性PIII越過k點又達f點。假如振蕩過程中沒有任何阻尼作用，這種振蕩將始終振蕩下去。但事實上振蕩過程中總有肯定的阻尼作用，振蕩逐步衰減，系統將停留在一個新的運行點k連續同步運行，即為系統在大的擾動后可保持暫態穩定性。電力系統暫態穩定性由圖3.1所示。當短路故障切除得遲些，c更大時，在故障切除后，運行點沿功率PIII不斷向功率角增大的方向移動過程中，雖然轉子在不斷減速，但運行點到達曲線PIII上的點時，轉子的轉速仍大于同步轉速。于是運行點就要越過點，過了點后，狀況發生逆轉。由于Pm>PIII，發

25、電機組轉子又開頭加速，而且加速度越來越大，功率轉角無限增大，發電機與系統之間將失去同步，系統暫態不穩定。其狀況如圖3.2所示。MATLAB供應了常微分方程初值問題的數值解法，對于穩態一般用快速而精確的ode45函數，對于暫態一般用ode23函數。也可接受自適應變不長的求解方法，即當解的變化較快時，步長會自動的變小，從而提高計算精度。3.1.3 提高電力系統穩定性的措施1） 快速切除故障2） 接受自動重合閘裝置：對應兩種狀況：若系統發生瞬時故障，則可以通過自動化重合閘恢復到原來狀態（電磁功率最大）；若為永久性故障，會使系統再次重合到故障上，對系統沖擊較大。3） 強行勵磁：提高電磁功率，以增加減速

26、面積。4） 串聯電容器的強行補償 指故障時對健全線路強制提高補償度的措施。補償的方法：如雙回路運行，兩組電容器組均投入。切除一條輸電線后，線路感抗從Xl/2Xl，Xl為健全線路的電抗，由于電抗的下降，使切除故障線路后的電磁功率下降，加速面積增大，為削減加速面積，應通過削減健全線路的電抗來實現，即使在它上面串聯電容器，同時切除一組，使其容抗從Xc/2Xc。5） 接受電氣制動指當系統中發生故障后快速接入電阻以消耗發電機的有功功率（增大電磁功率），從而削減功率差額。由于制動電阻在故障瞬時投入，因而使故障后P-曲線PII向上向左偏移。欠制動：投入后削減的加速面積不足；過制動：故障發生后，由于制動電阻的

27、投入，加速面積很小，因而沒有失步；但是切除故障后，由于制動電阻同時被切除，因而PIII曲線不受制動電阻的影響。當在PII曲線較低位置切除故障時，仍可能消滅與PT-PIII較大數值的較大的減速面積，因而仍可能在其次周波失穩。 6） 變壓器中性點經小電阻接地不對稱接地短路故障時，產生零序電流。變壓器中性點通過小電阻接地，則零序電流在中性點電阻上產生功率損耗，這部分功率消耗了一部分發電機的電磁功率，因而減小了轉子的不平衡功率，有利于系統的暫態穩定。7） 削減原電機輸出的機械功率由于轉子運動切除故障后，減小作用在轉子上的剩余功率，增大減速面積。減小原動機輸出功率的措施有，以下兩種措施對應的均為在切除故

28、障的同時實行的措施。*接受快速的自動調速系統或快速關閉進汽門，電磁功率不變，但是由于調速系統的作用，使機械功率相應削減，從而增大減速面積。*切除連鎖切機，在切除發電機組后，電磁功率下降，同時對應的機械功率下降，一般認為下降的機械功率較電磁功率多，因而減速面積增大。；3.2 單機無窮大系統原理電力系統運行穩定分析中，常接受的模型是單機對無窮大系統，單機無窮大系統認為功率無窮大，頻率恒定，電壓恒定，是工程上最常用的手段，也是電力系統模擬仿真最簡潔、最基本的的運行方式7，即對現實進行近似處理，以簡化模型，更有利于得出結論，簡化計算過程。 圖3.1 無輸電線的單機無窮大系統原理圖 假定聯絡阻抗為純電感

29、，則由發電機向無窮大系統送出去的有功功率的P為： 式中包括發電機阻抗在內的發電機電動勢到無窮大系統母線的總阻抗； 功角；發電機電勢； 系統母線電壓。利用matlab來對系統進行仿真，主要針對的是在0.1s切除故障和0.55s切除故障中發電機轉速變化的狀況的比較。轉變故障模塊中的短路類型，就可以仿真系統在發生各種短路時的暫態穩定性；同樣轉變系統中元件參數(如線路電阻、并聯電抗等)就可以爭辯各種參數對系統的暫態穩定性的影響。仿真圖如下： 圖3.2 單機無窮大電力系統仿真原理圖利用matlab來對系統進行仿真，主要針對的是在系統中加入電容補償器對系統有何改善，在0.1s切除故障和0.55s切除故障中

30、發電機轉速變化的狀況的比較。轉變故障模塊中的短路類型，就可以仿真系統在發生各種短路時的暫態穩定性。圖3.3 改善的單機無窮大電力系統仿真原理圖串聯電容補償器就是在線路上串聯電容器以補償線路的電抗。接受串聯電容補償器是提高溝通輸電線路輸送力量，把握并行線路之間的功率安排和增加電力系統穩定性的一種方法第四章Simulink下SimPowerSystem模型應用 Simulink由于其能用最小的代價來模擬真實動態系統的運行，依托數百種預定義系統環節模型、最先進有效地積分算法和直觀的圖形化工具，依托強健的交互式仿真力量，可以便利調整模型參數設置，而電力系統SimPowerSystem由于使用標準的電氣

31、符號、各種模型模塊，高精度的仿真結果，優化的仿真算法，大量的功能演示模型，充分發揮了SPS在電力系統仿真的機敏仿真優勢。4.1 仿真模型的搭建 利用MATLAB下的SIMULINK軟件和電力系統模塊庫(SimPowerSystems)進行系統仿真是格外簡潔和直觀的，用戶可以用圖形化的方法直接建立起仿真系統的模型，并通過SIMULINK環境中的菜單直接啟動系統的仿真過程，同時將結果在示波器上顯示出來。對原理分析的基礎上，利用SIMULINK軟件仿真能對調整器的參數進行更為便利的調整，可以更為直觀地得到系統仿真的結果，從而加深對電力系統仿真設計方法的理解。本次仿真選出需要用到如下模塊： （1）Po

32、werlib電力系統工具箱： 1）Electrical Sources中的Three-Phase Source（三相電源）模塊2）Elements 中的Three-Phase Parallel RLC Load（三相負載RLC并聯）模塊和以及 Three-Phase Breaker （三相斷路器）模塊，Three-Phase Fault （三相故障整流器）模塊，Three-Phase Series PLC Load（三相PLC并聯負載）模塊，Three-Phase Transformer（Two Windings）（三相變壓器繞組）模塊，Three-PhasePI Section line(三

33、相分布傳輸線路)模塊。 3）Machines里Synchronous Machine pu Standad（標么標準同步電機）模塊，Excitation System（勵磁系統）模塊，Hydraulic Turbine and Governor（水輪機及調整器）模塊 4）powergui 模塊 （2）Simulink常用工具箱：Simulink 模塊集Commonly Used Blocks （常用模塊）下的 Constant（常量)模塊，Bus Selector（信號總線選擇器），Terminator(信號終結模塊)，Scope(示波器模塊)，Ground（接地模塊）。 4.2運行效果仿真圖

34、4.2.1 轉變故障模塊中的短路類型（1） 單相短路接地故障圖4.21 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.22 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖（2）兩相短路接地故障圖4.23 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.24 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖（3）兩相短路故障圖4.25 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.26 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖（4）三相短路故障 圖4.27 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖 圖4.28 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.

35、211 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速偏移角的變化曲線圖圖4.211 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速偏移角的變化曲線圖結論分析：在故障0.1s后切除故障線路時，發電機的轉速隨時間的增加而漸漸減小（在0.99-1.01之間變化），趨于穩定值，因此系統是穩定的；當故障后0.55s切除故障線路是（切除時間大于極限切除時間），發電機的轉速隨時間的增加而增大，系統是不穩定的。短路故障的類型和發生及切除時間可由三相短路模塊(Three-Phase Fault)進行設置。動態仿真時選擇ode23tb，并接受略去直流重量和其他簡單濾波重量的Phasors法，可顯著地加快仿真速度。4.22 轉變系

36、統中的元件參數(轉變線路的電阻) 圖4.221 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.222 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.223 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速偏移角的變化曲線圖圖4.224 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速偏移角的變化曲線圖4.3 加入電容補償器后的的仿真圖（1）兩相短路故障圖4.31 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.32 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖（2）三相短路故障圖4.33 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.34 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖

37、（3）單相短路接地故障圖4.35 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.36 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖（4）兩相短路接地故障圖4.37 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.38 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速變化曲線圖圖4.39 故障 0.1s后切除線路，發電機轉速偏移角的變化曲線圖圖4.310 故障 0.55s后切除線路，發電機轉速偏移角的變化曲線圖結論分析：在加入電容補償器后系統的穩定性發生了變化，不論是0.1s還是0.55s的時間內切除故障，發電機的轉速隨時間的增加而增大。系統不穩定。4.4 小結當電力系統發生故障時，期望能快速對系統進行仿真分析以此來分析系統的穩定性。本文運用Mtlab來對單機無窮大系統進行暫態穩定的仿真，針對的是在不同時間內對不同的故障進行圖形的比較和在改善系統時在不同時間內不同故障進行圖形的比較。未改善的系統，在0.1s內切除故障時，發電機的轉速隨時間的增大而漸漸減小，趨于穩定值，因此系統是穩定的；當0.55s后切除故障時，發電機的轉速隨時間的增加而增大，系統是不穩定的。而改善的系統無論是在0.1s還是0.55s切除故障，發電機的轉速隨時間的增加而增大，系統是不穩定的。MAT