關于應用在matlab電力系統暫態穩定性的研究

摘 要：隨著國民經濟的不斷增長，科學技術的不斷創新，電力行業發展得到了質的飛躍，市場電網規模逐漸擴大，各種技術問題也隨之而來。就比如，常見的長距離弱聯絡線并列運行造成輸電瓶頸，會促使電力系統穩定裕度降低，整個系統的動態特性會變得更加復雜。在電網運行過程中眾多電力事故的發生都是由于電力系統暫態穩定性發生變化導致的，針對于此，電力企業必須合理采取有效的防范解決措施。本文將進一步對基于matlab的電力系統暫態穩定性展開分析與探討。

關鍵詞：matlab；電力系統；暫態穩定性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.152

0 引言

當前是一個經濟全球化時代，電力企業發展要與時俱進，跟上時代前進的腳步。隨著民眾對于高質量電力需求的不斷增大，企業為了滿足市場用戶的電力需求，開始不斷擴大電網規模，從而促使電網結構和運營方式變得越來越復雜。在目前電力系統實際運行中，由于系統負荷突然變化、出現短路故障以及切入或者投入主要原件等，都會導致電力系統產生暫態性失穩問題，影響到電力系統的穩定運行。基于matlab下，電力企業要深入分析研究影響電力系統暫態穩定性的各項因素，高效判斷出故障發生特征信息，明確故障發生點，從而有效提高故障排查解決質量和效率。

1 Matlab簡述

Matlab是由美國著名公司Mathworks設計開發的一款大型軟件，其通過以先進的矩陣運算方法為基礎，有效將程序設計、計算以及可視化結合在同一個交互環境下。基于該工作環境下，用戶可以利用該軟件實現對應用程序開發、工程計算以及建模或者仿真等。電力企業在電力系統暫態穩定性研究工作中，可以通過利用maltab先進的編程技術和計算功能，有效提高對電力系統暫態穩定性仿真計算的質量和效率，實現對電力系統在不同環境不同運行情況下的科學仿真分析[1]，準確完整獲取到相關參數數據，并對其展開分析，科學描述出電力系統的暫態過程。

2 基于Matlab的電力系統暫態穩定性研究

電力企業基于matlab仿真軟件輔助下，可以科學構建出典型電力系統模型，結合電力系統以往實際故障發生情況，合理設置短路故障及其短路持續時間，準確完整模擬出系統短路故障發生后將故障切除的情況，然后進行觀察故障在不同時間范圍內切除后，電力系統是否處于穩定運行狀態等現象。

2.1 單機無窮大系統仿真

現代電力企業在對電力系統暫態穩定性研究工作過程中，通常會采用單機無窮大系統作為核心仿真實驗模型。在利用matlab軟件構建單機無窮大系統時，工作人員可以科學做出以下幾點假設：（1）系統頻率恒定，電壓恒定；（2）功率無窮大。相關工作人員可以通過使用matlab工具箱中攜帶的模擬元件有效構建出單機無窮大系統仿真模型。

根據單機無窮大系統法陣模型，工作人員假設電力系統線路L2出口處出現單相接地短路故障，并在1.05s時有效切除短路故障。當電力系統出現單相短路故障時，可以明顯觀察到電力系統的機端電壓數值在短時間內會減小，極端電流數值則會增大[2]，這樣無疑會導致電力系統的暫態穩定性發生變化，促使系統發生失穩現象，影響到電力系統的正常運行使用。然而，只要技術人員快速切除短路故障，那么電力系統會重新恢復到正常穩定運行狀態。當工作人員假設電力系統L2出口處出現三相接地短路，工作人員可以通過設置1.1s快速切除故障，然后觀察分析仿真圖。結合仿真效果圖可知，如果能夠及時對電力系統短路故障進行切除操作，那么系統會重新恢復到穩定運行狀態。但是如果不能對短路故障進行快速切除操作，則會導致電力系統的電壓和電流數值遠遠超出安全閥值，電力系統會發生癱瘓，造成電力企業巨大的經濟損失。由此可知，在電力系統發生短路故障時，快速切除故障操作是影響電力系統站臺穩定性的重要因素內容。

2.2 雙機對稱系統仿真

電力企業要利用matlab仿真軟件有效建立起雙機對稱系統，這樣才能夠方便清晰觀察到系統發生三相接地短路故障情況及其切除故障現象[3]。

雙機系統與單機無窮大系統相比較，前者的穩定性會相對更低一些。當電力系統短路故障出現時，雙機系統的機端電壓和電流均會超出單機系統的數值，但是快速切除短路故障這一處理措施同樣適用于兩種系統。

3 結束語

綜上所述，電力企業要想保障電力系統安全穩定持續的運行，就必須不斷加強對電力系統運行故障的排查消除工作，充分保障電力系統能夠在暫態穩定下運行。電力企業要結合自身發展情況和條件，積極引進應用市場上先進的Matlab仿真軟件，科學構建出典型的電力系統模型，同時合理設置電力系統短路故障以及短路故障發生持續時間，這樣才能夠完整模擬模擬出故障實際發生后將故障切除的具體情況，工作人員可以清晰觀察到在不同時間內切除短路故障電力系統的穩定運行現象。仿真實驗結果顯示，當電力系統發生短路故障后，如果系統能夠在短時間切除線路故障，那么系統會重新恢復到可以接受的穩態 ，如果不能及時切除故障，則會引起系統崩潰問題。

參考文獻：

[1]都偉杰，張俊芳，劉鵬，王玲/基于MATLAB的電力系統暫態穩定性仿真研究[J].電網與清潔能源，2015（03）：35-36.

[2]郭昊坤，李建.基于MATLAB的電力系統暫態穩定性仿真與分析[J].科技廣場，2017（01）：74-76.

[3]劉興杰，田建設，丁波，等.應用Matlab進行電力系統分析和動態仿真[J].電力自動化設備，2014（3）：43-45.

作者簡介：楊帆（1995-），男，山東濰坊人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化。