单机无穷大系统MATLAB仿真

系统稳态运行方式

实 单机一无穷大系统稳态运行方式实验

一、实验目的

通过实验分析，进一步掌握简单电力系统潮流分布的概念。了解和掌握对称稳定情况下，输电系统网络结构和运行方式变化对简单电力系统潮流分布的影响。

二、实验原理

电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图1.1所示。

图1.1 一次系统接线图

本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型

毕 业 论 文 （设 计） 用 纸

单机—无穷大电力系统的仿真模型设计论文

佳木斯大学继续教育学院 第1页

毕 业 论 文 （设 计） 用 纸

摘 要

随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。

论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。

本文做的主要工作有：

（1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 （2）系统故障仿真测试分析

通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的

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单机—无穷大电力系统的仿真模型设计论文

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摘 要

随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。

论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。

本文做的主要工作有：

（1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 （2）系统故障仿真测试分析

通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的

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单机—无穷大电力系统的仿真模型设计论文

佳木斯大学继续教育学院 第1页

毕 业 论 文 （设 计） 用 纸

摘 要

随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。

论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。

本文做的主要工作有：

（1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 （2）系统故障仿真测试分析

通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的

单机无穷大电力系统的数学模型（含原动机）

1 单机无穷大系统（Single Machine Infinite Bus，SMIB）

发电机变压器 线路无穷大系统

无穷大容量水库-单引水管道-水轮发电机组-无穷大容量电力系统，简称为简单水电系统。

水轮机水库

发电机变压器 线路系统

引水管道2 单机无穷大系统数学模型

2.1 水力系统-水轮机线性化模型 2.1.1 水力系统线性化模型

水力系统一般使用近似的线性化模型。水轮机导叶（水门）处的水压流量传递函数为

?h(s)Gh(s)??q(s) （1） 式中 ?h——水轮机工作水头的增量；?q——水轮机流量的增量。

设单引水管道水库取水口处水压恒定，则

Trs??4Tw2?Tr?Gh(s)??2??th?s???Trs?2? （2）

式中 Tw——水流惯性时间常数，s； Tr——水击波反射时间常数，s；?——水力摩擦阻力系数。

若不考虑水力摩擦阻力，即??0，则式（2）可简化为

2Tw?TrGh(s)???th?Tr?2?s?? （3）

由

thx?xx，式（3）进一步简化为 ?12

单机—无穷大系统稳态运行实验 一、实验目的

1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明

电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。

图2 一次系统接线图

本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通

基于MATLAB的电力系统暂态稳定仿真分析

论文作者姓名：作 者 学 号：所 在 学 院：所 学 专 业：导师姓名职称：论文完成时间：

信息与电气工程学院

电气工程及其自动化 2012年5月28日

1

湖 南 科 技 大 学

潇湘学院毕业设计（论文）

基于Matlab的电力系统暂

题 目

态稳定性分析 作学专学

者 院 业 号

信息与电气工程 电气工程及其自动化

二〇一二 年 五 月 三十一 日

指导教师

i

湖 南 科 技 大 学

电气工程及其自动化 系 教研室 教研室主任: （签名） 2012 年 月 日 学生姓名 学号: 专业: 电气工程及其自动化

1 设计（论文）题目及专题： 基于MATLAB的电力系统暂态稳定性分析 2 学生设计（论文）时间：自 2012 年 2 月 20 日开始至 2012 年 6 月 8 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资

基于MATLAB的电力系统暂态稳定仿真分析

论文作者姓名：作 者 学 号：所 在 学 院：所 学 专 业：导师姓名职称：论文完成时间：

信息与电气工程学院

电气工程及其自动化 2012年5月28日

1

湖 南 科 技 大 学

潇湘学院毕业设计（论文）

基于Matlab的电力系统暂

题 目

态稳定性分析 作学专学

者 院 业 号

信息与电气工程 电气工程及其自动化

二〇一二 年 五 月 三十一 日

指导教师

i

湖 南 科 技 大 学

电气工程及其自动化 系 教研室 教研室主任: （签名） 2012 年 月 日 学生姓名 学号: 专业: 电气工程及其自动化

1 设计（论文）题目及专题： 基于MATLAB的电力系统暂态稳定性分析 2 学生设计（论文）时间：自 2012 年 2 月 20 日开始至 2012 年 6 月 8 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资

基于MATLAB的电力系统暂态稳定仿真分析

论文作者姓名：作 者 学 号：所 在 学 院：所 学 专 业：导师姓名职称：论文完成时间：

信息与电气工程学院

电气工程及其自动化 2012年5月28日

1

湖 南 科 技 大 学

潇湘学院毕业设计（论文）

基于Matlab的电力系统暂

题 目

态稳定性分析 作学专学

者 院 业 号

信息与电气工程 电气工程及其自动化

二〇一二 年 五 月 三十一 日

指导教师

i

湖 南 科 技 大 学

电气工程及其自动化 系 教研室 教研室主任: （签名） 2012 年 月 日 学生姓名 学号: 专业: 电气工程及其自动化

1 设计（论文）题目及专题： 基于MATLAB的电力系统暂态稳定性分析 2 学生设计（论文）时间：自 2012 年 2 月 20 日开始至 2012 年 6 月 8 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资

科技能使我们的生活变得更加便利，能让我们的学习变得更加快乐。我国的科技变得越来越发达，作为小学生的我们无时无刻不在翘首企盼着走进有趣的科技世界

星期三下午，其实大家早就知道老师近期会带着我们去泉港科技馆参观学习，可还是抑制不住内心的激动，出发前就像一只只兔子般活蹦乱跳。等公交车一到，老师连忙叫我们按号数上车，瞬间我们就变得一点秩序也没有了。

我坐在车上，双手十指相扣，又喜悦又激动，一直不停地在跺脚，可心里又冒出一个疑问：不对呀，这是泉港科技馆，又不是上海科技馆，会好玩吗？

带着疑问我们进入了泉港科技馆，同学们的眼睛顿时发亮，异口同声地发出哇”的一声感叹。这里的设备又多又大，同学们有的跑到最里面去玩耍，有的就在就近的地方埋头研究起来，有的还在楼梯那边上下跳动老师们使出浑身解数才把我们全部召集过来，拍了张纪念照，然后我们又进入了自由玩耍的时刻。一开始我们都围在科技馆门口的一个大地球仪旁不肯离开，这个地球仪一直在不停地转动，而且转得非常慢。更奇怪的是，它没有被任何东西固定住，居然是作文悬空的！听妈妈说，这应该是运用了磁悬浮的原理。

虽然科技馆里的设备让我目不暇接，但我最感兴趣的还是《小球的旅行》和《体感游戏》这两个板块。

《小球的旅行》需要六个人