電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真研究

劉姝廷 張垚

沈陽工學(xué)院

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真研究

劉姝廷 張垚

沈陽工學(xué)院

電能質(zhì)量擾動問題主要涉及穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量擾動和暫態(tài)電能質(zhì)量擾動兩方面。穩(wěn)態(tài)擾動主要有諧波、間諧波、電壓波動與閃變等。為了保證電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行和用戶電氣設(shè)備的可靠使用，對電能質(zhì)量擾動進(jìn)行分類識別刻不容緩，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，從而減少其對敏感設(shè)備的影響。本文采用MATLAB軟件中的SIMULINK功能對電力系統(tǒng)暫態(tài)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明高電力系統(tǒng)當(dāng)單相接地為瞬時故障時，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)—無窮大系統(tǒng)原理

在電力系統(tǒng)運行穩(wěn)態(tài)分析中，采用單機(jī)對無窮大系統(tǒng)為模型，設(shè)定單機(jī)—無窮大系統(tǒng)頻率恒定，電壓恒定且系統(tǒng)功率無窮大。是使用MATLAB進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真中最簡單也是最基本的的運行方式，即對現(xiàn)實進(jìn)行近似處理，以簡化模型，更有利于得出結(jié)論，簡化計算過程。單機(jī)—無窮大系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

圖1 單機(jī)—無窮大系統(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。見式(1.1）。

為發(fā)電機(jī)電勢；U為系統(tǒng)母線電壓。

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

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

圖2 單機(jī)—無窮大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 高壓變頻器的仿真模型

3 單機(jī)—無窮大系統(tǒng)的建模

在對單機(jī)—無窮大系統(tǒng)建模過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、勵磁系統(tǒng)模塊、電壓測量模塊以及Powergui模塊。單機(jī)—無窮大系統(tǒng)仿真模型如圖3所示。

4 仿真結(jié)果分析

對仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：開始時間為0.0；停止時間為0.5；求解程序類型為可變步長，ode23tb。三相接地短路并加有PSS時，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)會脫離暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，隨著時間增加相電流會在短時間內(nèi)迅速增加，此時系統(tǒng)崩潰?？梢詫θ喽搪纺K進(jìn)行設(shè)置從而切除得時間以及改變短路故障的類型和發(fā)生。當(dāng)進(jìn)行動態(tài)仿真時，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

本文采用MATLAB中的SIMULINK功能對電力系統(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)單相接地為瞬時故障時，重合成功能快速提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。本文對于開發(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—，遼寧沈陽人，講師，研究方向：工業(yè)智能控制與軟件開發(fā)。