基于matlab电力系统分析课程设计（毕业设计-基于 Matlab 的电力系统稳定性分析与仿真）
目录
前言
课题背景和意义
实现技术思路
一 、简单电力系统仿真软件简介
二 、电力系统稳定性仿真分析
三 、结论
实现效果图样例
最后
前言
📅大四是整个大学期间最忙碌的时光,一边要忙着备考或实习为毕业后面临的就业升学做准备,一边要为毕业设计耗费大量精力 。近几年各个学校要求的毕设项目越来越难,有不少课题是研究生级别难度的,对本科同学来说是充满挑战 。为帮助大家顺利通过和节省时间与精力投入到更重要的就业和考试中去,学长分享优质的选题经验和毕设项目与技术思路 。
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大家好,这里是海浪学长毕设专题,本次分享的课题是
🎯基于 Matlab 的电力系统稳定性分析与仿真
课题背景和意义
随着我国国民经济快速增长和高新技术发展 的趋势 ，我国工业结构的转变和经济发展对电能质 量提出了更高更严格的要求 。为了建设坚强的智 能电网 ，全国电网互联则是一个行之有效并且充满 前途的提高电力系统稳定性的方案 。在全国电网 互联的情况下 ，任意扰动对电网的影响都会极大地 缩小 ，这也使一些机组的起停对电网的冲击变得更 小 ，使采用高效率大功率的机组成为可能 ，也可以 更加妥善地调度负荷使电网整体损耗尽可能的减 小 。但电网互联也有缺点 ，电网互联可使故障传播 的更远 、影响的元件更多 ，这也对电力系统网络架 构的优化提出了更高的要求 。除此之外 ，一些先进 元件比如电力系统稳定器（PSS）的采用也可显著 地提高电力系统的稳定性 。电力工业是国民经济 的先行工业 ，其建设速度和优化配置需适当超前于 其他行业 ，为其他行业的发展打好基础 ，建立联系 紧密 、结构坚强的大电网是提高电能质量 ，保障电 力系统安全稳定运行 ，促进国民经济快速 、稳定 、健 康发展和提高居民生活水平质量的有效途径 。
实现技术思路
一 、简单电力系统仿真软件简介
二 、电力系统稳定性仿真分析
电网静态稳定性简介
图画出的是一简单电力系统模型和等值电路 ，首段是发电机 ，其经过变压器 TI和双回线路供电给无穷大系统 。
其中x=xTt+xd+xl+xt2 。发电机发送电磁功率是
如果不计发电机励磁调节器的影响 ，也就是假定发电机的空载电动势E不变 ，那么发电机的功一角特性曲线为图画出的正弦曲线 。
a)正常运行方式及其等值电路 b)故障情况及其等值电路c)故障切除后及其等值电路 。如果忽略原动机谓速器的影响 ，那么原动机发出的机械功率P不改变 。
电网静态稳定仿真分析
当发电机有功功率参数改为 0.737 6 pu 时 ，配置小干扰信号模拟系统的阶跃为 0.6 pu ，运用 Simulink 进行仿真可得到发电机功角 、转子转速随时间变化的曲线如图：
发电机功角变化曲线：
发电机转速变化曲线：
减小线路电抗参数 ，使得系统电气连接薄弱 ，通过仿真得出发电机功角 、转速变化的曲线如图所示：
可以看出当电力系统电气连接较强时 ，系统的静态稳定性更强 。系统连接薄弱时发电机功角变化曲线：
系统连接薄弱时发电机转速变化曲线：
电网的暂态稳定性简介
图画出了发电机正常运行 ，故障以及故障切除后3种状态下的功角特性曲线 。
1）正常运行
正行运行时发电机的功率特性曲线为P ，此时向无穷大系统输送的功率P与原动机输出地机械功率p相等(假设扰动后P保持不变) ，图中发电机在稳定运行时 ，a点为正常运行点 ，此时的功角为δ 。2）故障阶段
短路故障这个扰动产生以后功率特性就接着降为P ，不过因为转子运动存在惯性 ，转子角度没可能发生突变 ，发电机的运行点由a点突变至b点 ，输出功率减小了很多 ，而原动机机械功率 ，不变 ，所以会出现较大的过剩功率 。短路故障现象越厉害 ，户功率曲线幅值越低(三相短路时为零) ，那么两者之间的功率差越大 。由于存在过剩转矩发中机转子会有一个加速过程 ，其相对速度(相对于同步转速)和相对角度8逐渐增大 ，使运行点发生转移 ，即由b点向c点移动 。假如故障无法消除 ，那么过剩转矩将会一直产生作用 ，发申机会持续加速 ，将导致与无限大系统失去同步 。
电力系统暂态稳定性仿真分析
在上图的仿真系统中 ，分别在输电线路侧和发电机侧设置短路故障 ，仿真得到输电线路短路时发 电机转速变化曲线和发电机短路时发电机转速变化曲线 ，如图
输电线路短路时发电机转速变化曲线：
发电机端短路时发电机功角变化曲线：
由上图可知 ，发电机端短路对电网的影响更大 ，则对发电机端出线的稳定性应严格保障 。
电网输电线路短路时电压测量情况：
电网输电线路短路时电流测量情况 ：
在输电线路短路时 ，电压水平由发电机到短路 点逐渐降低 ，而电流则逐渐增加 。 对比图从两种故障类型的 发电机功角和转速曲线中可以发现 ，当发生三相短 路故障时 ，电网连接更弱 ，则发电机功角和转速变 化幅度更大 ，电力系统的暂态稳定性越差 。
发电机转速变化曲线（三相短路）：
发电机功角变化曲线（三相短路）：
发电机转速变化曲线（单相短路）：
发电机功角变化曲线（单相短路）:
当电网输电线路增加时 ，电网的连接也就更加 紧密 ，发生短路故障时 ，发电机输送电磁功率也就 相对更加充足 ，这样电磁功率和发电机机械功率差 也就越小 ，电力系统暂态稳定性也就越好 。 由图可以看出 ，当改善电网结构 ，比 如增加输电线路和采用分裂导线时 ，可增加电力系 统的暂态稳定性 。
增加一条输电线路时发电机转速变化曲线:
三 、结论
Matlab 仿真模拟得出了电力系统 电压电流和发电机功角转速变化曲线 。通过分析 仿真结果得出如下结论： 1）当发生三相短路故障后 ，若能及时断开断路 器 ，则可保障电力系统暂态稳定； 2）当电力系统发生短路后 ，电压从发电机到短路点逐渐降低 ，电流逐渐增大；3）当采用一定措施后 ，比如增加输电线路数 ，可以增加电力系统的稳定性 。
实现效果图样例
电力系统暂态电压稳定评估的方法：
暂态电压稳定和暂态电压失稳场景的抗噪性能测试如图所示 。相较于MLE具有较强的抗干扰能力 ，即使测量信号存在SNR为10dB的噪声 ，仍能准确判别电力系统的暂态电压稳定状态 。
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最后
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