故障切除时间与三相快速重合闸对电力系统稳定性的影响仿真(含MATLAB)研讨.doc

影响电力系统暂态稳定性的因素 研究对象 系统模型 研究影响系统暂态稳定性的因素，首先要确定一个系统模型，本例选取参数可靠的美国西部电网等值模型SWCC-9，该系统为三机九节点系统，如图1.1所示。 .1 WSCC-9系统模型 节点参数 表1.1 节点已知参数 幅值角度有功无功有功无功.040 0 0.7164 0.2705 0 0 2 PV 1.025 \ 1.6300 0.0665 0 0 3 PV 1.025 \ 0.8500 -0.1086 0 0 4 PQ \ \ 0 0 0 0 5 PQ \ \ 0 0 1.2500 0.5000 6 PQ \ \ 0 0 0.9000 0.3000 7 PQ \ \ 0 0 0 0 8 PQ \ \ 0 0 1.0000 0.3500 9 PQ \ \ 0 0 0 0 上表中发电机有功、无功出力和负荷的有功无功功率均为以100MVA为基准时的标幺值。 支路参数 表1.2 支路参数 一半.0100 0.0850 0.0880 4 6 0.0170 0.0920 0.0790 5 7 0.0320 0.1610 0.1530 6 9 0.0390 0.1700 0.1790 7 8 0.0085 0.0720 0.0745 8 9 0.0119 0.1008 0.1045 1 4 0.0000 0.0576 0.0000 2 7 0.0000 0.0625 0.0000 3 9 0.0000 0.0586 0.0000 上表中所有的均为，对于变压器支路最后三行三台参数，已经变压器等效电抗并直接在表格中给出。 对于发电机，采用二阶经典模型系统如下假设： 的机械功率保持恒定； 阻尼效应 负荷采用恒阻抗模型。 发电机参数 Xd X’d 1 0.1460 0.0608 23.64 2 0.8958 0.1198 6.40 3 1.3125 0.1813 3.01 以上阻抗参数标幺值表示，额定转速下存储的能量（）以MVA为基准的标幺值。 故障切除时间的影响 由等面积法则可在理论上分析得出如下结论：系统发生短路故障后，故障切除的越快，越有利于提高系统的暂态稳定性，且存在临界切除时间。 假设系统0时刻以前处于稳定运行状态，0时刻在线路5-7上靠近7的母线出口处发生三相短路，故障切除时间为 三相快速重合闸的影响 由等面积法则分析可知，在系统发生短路故障后，在减速过程中自动重合闸动作将会增大加速面积，可能使原来无法维持暂态稳定的系统保持稳定。但是重合闸要求的时间比较苛刻，如果重合闸在系统已经失去稳定才动作则对系统的暂态稳定起不到作用，因此要求时间通常很短。这时如果采用单相重合闸由于有潜供电流的影响，单相重合闸的动作时间不能太快，因此本例只考虑三相重合闸。在2.1的基础上，tar时刻自动重合闸动作，调整参数，做对比仿真实验，一次不投入重合闸，另一次投入重合闸，通过判断系统是否失去稳定来得出重合闸对系统暂态稳定性是否有影响。然后，固定故障切除时间tc为某一个定值，改变tar的值并观察系统是否失去稳定来确定自动重合闸的最长动作延时。 仿真流程设计 首先要求出系统的稳态运行参数，即系统潮流分布，这些参数作为暂态过程的初始值。潮流计算采用Newton-Raphson迭代法，求出各个母线的电压和角度。 发电机初态 图2.1 发电机等效模型 在中： 和中： 中： 将网络等效在发电机内节点构成网络中，可以得到一个的节点导纳矩阵，矩阵可由以下关系解： 于故障和故障后的降阶导纳矩阵，利用式计算出对应的降阶节点导纳矩阵对于故障中的节点矩阵，的增广矩阵中去掉故障母线所在的那一行和那一列，利用下式计算降阶矩阵。 初态中包含的电压幅值和功角，根据图.1，可以求解发电机初始状态。 列写发电机动态方程 采用经典模型，其动态方程为： 发电机共有六个状态量定义 得到： 利用龙格——库塔数值积分方法，对发电机状态方程积分，求解发电机的状态。认为在故障过程中，发电机内电压的幅值是不变的，只有功角改变；认为发电机的机械功率是不变的，其值等于故障前的发电机电磁功率。 仿真过程与结果 潮流计算结果 表3.1 潮流计算结果 幅值角度有功无功有功无功.0400 0.0000 0.7164 0.2705 0 0 2 PV 1.0250 9.2800 1.6300 0.0665 0 0 3 PV 1.0250 4.6648 0.8500 -0.1086 0 0 4 PQ 1.0258 -2.2168 0 0 0 0 5 PQ 0.9956 -3.9888 0 0 1.2500 0.5000 6 PQ 1.01