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类型单机无穷大系统暂态仿真.docx

  • 上传人:hwpkd79526
  • 文档编号:9016776
  • 上传时间:2019-07-20
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    1、电力系统安全性与稳定性学 院 : 自动化学院专 业 : 电力系统及其自动化学 生 姓 名:学 号:题 目 : 单机无穷大系统暂态仿真指 导 教 师 :摘要:本文通过一个单机无穷大系统的具体实例,计算系统发生两相接地短路和三相短路故障时同步电机功角的变化特性,通过改进欧拉法求解,采用MATLAB 编程实现仿真,判断系统是否能保持暂态稳定,并给出了极限切除时间。一、引言电力系统的暂态稳定性,指的是正常运行的电力系统承受一定大小的、瞬时出现但又立即消失的扰动后,恢复到近似它原有的运行状况的能力;或者,这种扰动虽不消失,但系统可从原来的运行状态安全地过渡到新的运行状况的可能性,使描述电力系统运行状态的

    2、非线性微分方程式不允许线性化,只能用数值分析的方法求解。二、具体实例例:孙淑琴,李昂编著的电力系统分析p240。如图所示的简单电力系统,分别讨论两相接地短路和三相短路发生双回输电线路的一回线的始端,各参数图中标出。GSN= 4 0 0 M V AUN= 1 0 . 5 k Vc o s N= 0 . 8 5xd = 0 . 2 4x2= 0 . 4TJ= 7 sSN= 4 0 0 M V A1 0 . 5 k V / 2 4 2 k VUk% = 1 22 5 0 k mfxL= 0 . 4 / k mx0= 3 xL= 1 . 2 / k mP0= 2 5 0 M Wc o s 0= 0 .

    3、 9SN= 3 4 0 M V A2 2 0 / 1 2 1 k VUk% = 1 2U = 1 1 5 k V = C图 1 系统图1) 计算各元件参数的标幺值选基准值,选取 SB=250MVA、U B(220)=209kV。22 410.50. 0.1.94dx222 .352.12250.4.79Lx0136Lx2150=.=.94Tx22450=0.1=.1839Tx运行参数: 7.250J1P0cos.9.840tan3Q1529U000.4831.25.84SIPjj2) 各种等值电路E j xd j xT 1j xL 1j xL 1j xT 2U = 1图 2 正常运行时等值电路

    4、j x2j xT 1j xL 2j xL 2j xT 2图 3 负序等值电路j xT 1j xL 0j xL 0j xT 2图 4 零序等值电路j xd j xT 1j xL 1j xL 1j xT 2E j x图 5 故障时等值电路j xd j xT 1j xL 1j xT 2E U = 1图 6 故障后等值电路3) 系统正常运行时发电机与无限大系统间的运行电抗为 12/0.7615IdTLTXxx发电机暂态电动势和初始运行攻角 为0 -j.483.7615.427.5IEUj 1.560.正常运行时攻角方程式为 sin2.147sinIIEUPX4) 系统故障时根据正序等效定则,在正序网络

    5、的故障点 f 接入附加电抗 。X负序、零序等值电路的标幺值为: 20.35.106.5732/0.18.209X0.16.79/20.183.92X两相短路接地:附加电抗: 201, .63X1,2.650IX功角曲线: 1,1sin0.57sinIIEUPX三相短路:附加电抗: 30功角曲线: IP5) 故障切除后 120.93IdTLTXxx功角曲线:sin1.58sinIIEUPX6) 改进欧拉法求解转子运动方程对于转子运动方程 *NTeJdtP假定计算已经进行到第 k 个阶段,则时间段初的电磁功率为1=1可求时间段末功角的近似值|1=1|1=(1)=1+|1=1+|1时间段末的电磁功率

    6、为=可求时间段末功角的修正值|=|=()=1+12(|1+|)=1+12(|1+|)改进欧拉法是先用欧拉法求出一个近似值,然后根据这个近似值求出修正值。7) 编程仿真结果两相接地短路:三相短路:通过改变故障切除时间 tc,观察功角曲线是否稳定来判断极限切除时间从上图中可以得到极限切除时间。limctA两相接地短路: lim4.1805.ct sA三相短路: li3ctA三、总结暂态稳定分析计算的目的是确定电力系统在给定的大扰动下发电机能否继续保持同步运行,即确定表征发电机组转子相对运动的功率角 随时间变化的特性。本文对单机无穷大系统进行暂态稳定的仿真分析,用改进欧拉法求解发电机转子运动方程,仿

    7、真结果表明只要切除故障时间小于极限切除时间,功角就不会发散,系统就能保持暂态稳定。四、附录程序%2s时发生故障,tc时切除故障clc;clear;Tj=11.2;Pt=1;wn=100*pi;V=1.0;dt=0.02;tc=2.5; %故障切除时间delta=zeros(1,1000);w=zeros(1,1000);w(1)=wn; delta(1)=27.75; %初始功角for m=1:1999if m/50=2 %两相短路接地电磁功率最大值Pemax=0; %三相接地电磁功率elsePemax=1.5282; %故障切除后电磁功率最大值endPe=Pemax*sin(delta(m)

    8、*pi/180); % P_(k-1)dw1=wn*(Pt-Pe)/Tj; %d/dt_(k-1)ddelta1=w(m)-wn; % d/dt_(k-1)w(m+1)=w(m)+dw1*dt; % _kdelta(m+1)=delta(m)+ddelta1*dt; %_kPe=Pemax*sin(delta(m+1)*pi/180); % P_kdw2=wn*(Pt-Pe)/Tj; %d/dt_kddelta2=w(m+1)-wn; %d/dt_kw(m+1)=w(m)+0.5*(dw1+dw2)*dt; %_kdelta(m+1)=delta(m)+0.5*(ddelta1+ddelta2)*dt; %_kendm=1:2000;plot(m/50,delta(m); %输出功角曲线hold on参考文献2 刘天琪,邱晓燕. 电力系统分析理论M. 北京:科学出版社,2011.3 孙淑琴,李昂. 电力系统分析M. 北京:机械工业出版社,2011.

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