第一篇：電力系統仿真模型參數

實驗一：中性點經消弧線圈接地系統A相接地故障實驗

利用MATLAB搭建了小電流接地系統模型。線路采用分布參數模型，其正序參數為：

R0?0.23?R1?0.17?/km，L1?1.2mH/km，C1?9.697nF/km；零序參數：/Y/km，L0?5.48mH/km，C0?6nF/km；變壓器連接方式為：?，110KV/35KV；其中線路1所帶負載為2MVA，線路3所帶負載為5MVA。供電線路總長度為100km，若故障發生在線路的50km處，且在0.02s發生故障，0.04s恢復正常運行（在故障發生器中已設置），由于單相接地故障占到整個系統故障類型的80%以上，所以，仿真以A相接地故障為例進行。仿真模型中系統采樣頻率f?1000KHZ，整個仿真時間為0.06s。

實驗內容：分別做出當過渡電阻為5?、50?、500?時，線路UA、UB、UC以及IA、IB、IC的波形，并分析與所學單相接地故障時的邊界條件是否符合。

注意：

1.實驗報告紙上的實驗器材、實驗步驟、結果分析等內容都要填寫完整，除實驗結果（波形）應另附外，其他都在實驗報告紙上完成。

2.實驗步驟描述模型的搭建過程，以及各個參數數值的大小和設置過

程。

3.4.結果分析要詳細且有說服力。該模型時在MATLAB7.6（MATLABR2008a）中建立的模型，其它低版本的可能打不開，建議同學們采用高版本軟件運行模型。

實驗二：電力系統潮流分析

采用實驗一的模型，進行實驗二，做出：

阻抗依頻特性波形； 發揮部分：采用分析FFT變換特性以及潮流分析部分。注意：實驗報告要求和實驗一一樣，必須嚴格給出實際的仿真步驟以及實驗結果分析。

第二篇：電力系統參數

1、輸電線路的參數及等值電路:

1）導線每公里的電阻計算式為 ro=ρ/S（Ω/km）

式中 ro——導線材料的電導率，（Ω/km）S——導線的截面面積，mm；

ρ—導線材料的電阻率(Ωmm／km)，在溫度t=20°C時，銅的電阻率為18.8Ω·mm／km，鋁的電阻率為31．5Ω·mm／km，因此導線長度計算公式為R=rOL。2）電抗

如果架空線三相對稱排列（等邊三角形），或三相不對稱排列，但經過完整換位后，單導線每相單位長度電抗：

222

r— 導線實際半徑（計算半徑，比如，LGJ-400/50的計算半徑為13.8mm），mm Dm—幾何均距，mm

Dab、Dbc、Dca分別為A相與B相、B相與C相、C相與A相導線間的距離。

如果是分裂導線，則：

分裂導線可以減少電暈放電和線路電抗。

其中，n—分裂導線的分裂數；

r—分裂導線每一根導體的計算半徑；

d1i—分裂導線一相中某根導體與其它i-1根導體間的距離。例:

分裂導線每相單位長度電抗：

3)電納 如果架空線三相對稱排列（等邊三角形），或三相不對稱排列，但經過完整換位后，單導線每相單位長度電納：

分裂導線每相單位長度電納：

4)電導

架空線的電導主要由沿絕緣子表面的泄漏現象和導線的電暈所決定。沿絕緣子表面的泄漏損失很小，可忽略。

電暈是強電場作用下帶電體周圍空氣的電離現象。當設計線路時選擇合適的導線截面，則可以不考慮電暈損耗。(正常時G=0)

2、電力線路的等值電路

架空線路UN≤35KV 或長度L＜100km；不長的電纜線路或UN≤10KV。

架空線路UN＞ 35KV 或長度L在100-300km；不超過100km電纜線路或UN＞10KV

[例]有一長度為100km的110kV線路，導線型號為LGJ-185/30，導線計算直徑為19mm，導線水平排列，相間距離為4m，試求線路的參數并作出等值電路。

解：r1=ρ/S=31.5/185=0.17(Ω/km)

全線路的集中參數為：

Z=(0.17+j0.409)×100=17+j40.9(Ω)Y=j2.78×10-6×100=j278×10-6

(S)Y/2=j139×10-6(S)線路的等值電路：

2、變壓器參數及等值電路

⑴ 電阻 RT：

⑵ 電抗 XT：

⑶ 電導

⑷ 電納 GT：

BT:

≤35KV 電網，T 導納的影響可以忽略不計。

之外

三繞組變壓器： 電阻

容量比為 100/100/100 ：制造廠提供，電抗 跟1相似 導納 與雙繞組相同

注：由于電力系統正常運行時，三相電壓和電流都可以認為是完全對稱的。在這種情況下，每一單位長度的線路，各相都可以用相同的等值阻抗和等值對地導納來表示。所以在分析的時候，可以取其中一相來進行，等值電路也是單相回路的等值電路。

第三篇：電力系統仿真

1、潮流計算

電力系統的潮流計算，是指在給定電力系統網絡拓撲結構，元件參數和發電負荷參量條件下，計算有功功率、無功功率及電壓在電力網中的分布。通常給定的運行條件有系統中各電源和負荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓和相位角，待求的運行參量包括網絡中各母線節點的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網絡的功率損耗等。

2、潮流計算的目的

電力系統潮流計算的最主要目的是為了讓電力系統能夠安全穩定運行的同時做到經濟運行，為電力資源的調度，電網的規劃，電力系統的可靠性分析提供支撐。

具體表現：（1）、在電網規劃階段，通過潮流計算，合理規劃電源容量及接入點，合理規劃網架，選擇無功補償方案，滿足規劃水平的大小方式下潮流交換控制、調峰、調相、調壓的要求。（2）、在編年運行方式時，在預計負荷增長及新設備投入運行基礎上，選擇典型方式進行潮流計算，發現電網中的薄弱環節，供調度人員日常調度控制參考，并對規劃、基建部門提出改進網架結構，加快基建進度的建議。（3）、正常檢修及特殊運行方式下的潮流計算，用于日常運行方式的編制，指導發電廠開機方式，有功、無功調整方案及負荷調整方案，滿足線路、變壓器熱穩定要求及電壓質量要求。（4）、預想事故、設備退出對靜態完全的影響分析及作出預想的運行方式調整方案。

即電力系統在運行方式和規劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規劃供電方案的可行性、可靠性和經濟性。同時，為了實時監控電力系統的運行方式，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統應用最廣泛，最基本和最重要的一種電氣運算，在系統規劃設計和安排系統的運行方式時，采用離線潮流計算，而在電力系統運行狀態的實時監控中，采用在線潮流計算。

3、本次仿真的目的及任務

通過仿真，了解和熟悉電力系統潮流分析計算的軟件的使用方法，結合理論知識，熟悉計算機解潮流分布時的方法，學會分析潮流計算的結果，對功率，電壓等作出評價是否符合要求，初步能夠運用計算機對一個小型電力系統網絡供電的設計。

本次仿真中設計了一個三機五節點的小型交流電力系統網絡，主要通過MATPOWER進行電力系統潮流的結算，得到每條支路上的功率流動情況，每個節點的損耗等，分析網絡中的損耗情況，損耗過大的話改進算法重新進行潮流的計算，得到更加合理的潮流分布。

第四篇：電力系統建模仿真作業

風電并網后靜態電壓穩定性分析的建模與仿真

電力系統經常采用P-V曲線分析法來分析有關靜態電壓穩定性的問題,P代表穿越傳輸斷面傳送的功率或者一個區域的總負荷,V代表代表性節點或關鍵節點的電壓。P-V曲線分析法即是建立一個區域負荷或者傳輸界面潮流和節點電壓之間的關系曲線,從電力系統當前的穩定運行點開始,通過不斷增加P,使用潮流計算,描出代表節點的電壓變化曲線,用P-V曲線的拐點來表示區域負荷或者傳輸界面功率的增加導致整個系統臨界電壓崩潰的程度,即系統靜態電壓穩定極點。

在把P-V曲線法用于研究風電的接入對電壓靜態穩定性的影響時,P代表的是風電場輸出的有功功率,V為機端電壓、風電接入點電壓（PCC電壓）等其他需要監測的母線電壓。

實際上，P-V曲線法是在靜態情況下,研究風速變化導致的風電場輸出有功功率的變化對電網電壓的影響。用風電輸出的有功功率引起的電壓水平的變化及當前運行點到電壓崩潰點的“距離”,反映風電接入的電網的電壓穩定裕度。

在求取風電接入系統的P-V曲線時 ,除了系統平衡節點外,一般不考慮網內其他常規機組的有功功率的變化以及網內負荷的變化情況。

綜上,電網基于靜態電壓穩定性的風電接納能力,即是以電網的靜態電壓穩定性作為約束條件,在保證電網靜態電壓穩定的基礎上盡可能多接入風電。通常系統靜態電壓越限臨界點所接入的風電容量即為系統可接納的最大風電并網容量。

1算例

本文通過IEEE14節點標準測試系統作為算例，風電場通過變壓器和110 kV線路接入IEEEl4節點標準測試系統的14號節點，使用以上算法對基于靜態電壓穩定性下的一風電場的并網功率極限進行計算。

風電場110kv線路IEEE14節點系統圖2.2 風電場接入IEEE14系統圖

圖中變壓器標幺變比取1（在實際運行中，可以通過改變變壓器的分接頭來調控特定節點的電壓），風電場接入系統的線路參數為12.6+j24.96Ω。本文基于雙饋感應風機的風電場進行電壓靜態穩定約束下接納能力計算。1.1基于雙饋感應風機的風電場接納能力計算 1.1.1Powerworld仿真軟件簡介

Powerworld是一個面向對象的電力系統大型可視化分析和計算程序,其擁有優異的交互性能以及友好的用戶界面。PowerWorld軟件集電力系統潮流計算、靜態安全分析、靈敏度分析、經濟調度EDC/AGC、短路電流計算、,最優潮流OPF、GIS功能、無功優化、用戶定制模塊、電壓穩定分析PV/QV、ATC計算、等多種龐大復雜功能于一體,并使用數據挖掘技術來實現強大豐富的三維可視化顯示技術。

1.1.2Powerworld仿真算例

按照前文所介紹的算例，仿真系統單線圖如下圖所示：

圖1.1 Power World下的ieee14節點系統接線圖

本文在原模型中另加入15號母線，并在15號母線上添加了一臺雙饋式感應風機來等值一個風電場。

本例中雙饋異步電機風電機組采用恒功率因數控制方式,且功率因數cosφ = l，利用Powerworld中P-V曲線繪制功能，不斷增加在15號母線處的雙饋式感應電機的有功輸出，繪制出風電接入處電壓隨風機并網功率變化的P-V曲線圖。如下圖所示：

圖1.2 風電接入處P-V曲線圖

大規模風電接入后,電力系統電壓穩定性降低的原因是風機會消耗一定的無功功率。由上圖可以看出，當風電輸出有功功率功率較小時，風電接入地區的電壓有所上升，這是因為風電的接入為接入地區的電網提供了一定的有功功率，減少了該地區從主網吸收的功率，使得傳輸線路及變壓器上的無功損耗減小，降低了主網與風電接入點的電壓差。

當風電場輸出的有功功率進一步增加時，風電接入地區電壓下降，這是因為當風電場輸出較大時，風電場附近局部電網由受端系統轉化為送端系統。當外送的有功出力繼續增加時，線路及變壓器上的無功消耗增大，需要從主網吸收大量的無功功率，無功功率的傳輸導致風電接入點的電壓與主網的壓差不斷增大，導致接入點電壓水平不斷下降。當系統電壓升高或降低超過電力系統的規程規定的標準時，就容易導致電壓失穩。

此外，風電接入前的并網點電壓水平以及風電場的功率因數也是影響電網接納風電能力的重要因素。風電接入前,并網點的電壓水平由整個系統決定，當并網點的電壓水平很高時，如果風電的接入容量較小，則對并網點的電壓的抬升效果可能會造成電壓越上限。當風電場運行在不同的功率因數下，即風電機組吸收或發出無功功率會抬升或降低并網點及附近母線電壓，可能會造成電壓越限,使電網失去電壓穩定性。由于常規電機具有一定的無功調節能力，可以在機組的無功極限內通過控制其無功輸出以保證連接節點的電壓維持穩定，所以當風電場出力較小時，與常規機組連接的母線電壓變化不大。

但是在風電場出力持續增大的過程中，如果常規機組的無功調節能力達到了機組極限，即發出的無功功率超過極限值時，則隨著風電場并網功率的持續增加，其輸出無功不會再改變，以保證風電機組的穩定運行，因此，母線電壓仍會下降。如下圖所示：

圖1.3 發電機母線的P-V曲線圖

再繪制出其余節點的P-V曲線圖，如圖1-4和1-5所示：

圖1.4 剩余母線P-V曲線圖

圖1.5 剩余母線P-V曲線圖

繪制出所有母線的P-V曲線圖后，分別觀察其母線電壓是否越限，得到節點電壓越限時風電場輸出功率的集合，取其最小值即為基于電力系統靜態電壓穩定性下的風電最大并網功率。

第五篇：電力系統仿真MATPOWER潮流計算

IEEE30節點潮流計算

寧夏大學新華學院 馬智

潮流計算，指在給定電力系統網絡拓撲、元件參數和發電、負荷參量條件下，計算有功功率、無功功率及電壓在電力網中的分布。潮流計算是根據給定的電網結構、參數和發電機、負荷等元件的運行條件，確定電力系統各部分穩態運行狀態參數的計算。通常給定的運行條件有系統中各電源和負荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓和相位角。待求的運行狀態參量包括電網各母線節點的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網絡的功率損耗等。它是基于配電網絡特有的層次結構特性，論文提出了一種新穎的分層前推回代算法。該算法將網絡支路按層次進行分類，并分層并行計算各層次的支路功率損耗和電壓損耗，因而可大幅度提高配電網潮流的計算速度。論文在MATLAB環境下，利用其快速的復數矩陣運算功能，實現了文中所提的分層前推回代算法，并取得了非常明顯的速度效益。另外，論文還討論發現，當變壓器支路阻抗過小時，利用Π型模型會產生數值巨大的對地導納，由此會導致潮流不收斂。為此，論文根據理想變壓器對功率和電壓的變換原理，提出了一種有效的電壓變換模型來處理變壓器支路，從而改善了潮流算法的收斂特性。

關鍵詞：電力系統；潮流分析；MATLAB

潮流計算的目的

電力系統的潮流計算最主要的目的是為了讓電力系統能夠安全穩定運行的同時做到經濟運行。所以考留到經及調度、電網規劃、電力系統可靠性分析。

具體表現在以下方面：

①在電網規劃階段,通過潮流計算,合理規劃電源容量及接入點,合理規劃網架,選擇無功補償方案,滿足規劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調峰、調相、調壓的要求。

②在編制年運行方式時,在預計負荷增長及新設備投運基礎上,選擇典型方式進行潮流計算,發現電網中薄弱環節,供調度員日常調度控制參考,并對規劃、基建部門提出改進網架結構,加快基建進度的建議。

③正常檢修及特殊運行方式下的潮流計算,用于日運行方式的編制,指導發電廠開機方式,有功、無功調整方案及負荷調整方案,滿足線路、變壓器熱穩定要求及電壓質量要求。

④預想事故、設備退出運行對靜態安全的影響分析及作出預想的運行方式調整方案。

總結為在電力系統運行方式和規劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規劃供電方案的可行性、可靠性和經濟性。同時，為了實時監控電力系統的運行狀態，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統中應用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。在系統規劃設計和安排系統的運行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統運行狀態的實時監控中，則采用在線潮流計算。

MATLAB軟件的應用

MATLAB Compiler是一種編譯工具，它能夠將M編寫的函數文件生成函數庫或者可執行文件COM組件等，以提供給其他高級語言如C++、C#等進行調用由此擴展MATLAB的應用范圍，將MATLAB的開發效率與其他高級語言的運行結合起來，取長補短，豐富程序開發的手段。

目前電子計算機已廣泛應用于電力系統的分析計算，潮流計算是其基本應用軟件之一。現有很多潮流計算方法。對潮流計算方法有五方面的要求：（1）計算速度快（2）內存需要少（3）計算結果有良好的可靠性和可信性（4）適應性好，即能處理變壓器變比調整、系統元件的不同描述和與其它程序配合的能力強（5）簡單。

MATLAB是一種交互式、面向對象的程序設計語言，廣泛應用于工業界與學術界，主要用于矩陣運算，同時在數值分析、自動控制模擬、數字信號處理、動態分析、繪圖等方面也具有強大的功能。

MATLAB程序設計語言結構完整，且具有優良的移植性，它的基本數據元素

是不需要定義的數組。它可以高效率地解決工業計算問題，特別是關于矩陣和矢量的計算。MATLAB與C語言和FORTRAN語言相比更容易被掌握。通過M語言，可以用類似數學公式的方式來編寫算法，大大降低了程序所需的難度并節省了時間，從而可把主要的精力集中在算法的構思而不是編程上。

另外，MATLAB提供了一種特殊的工具：工具箱（TOOLBOXES）.這些工具箱主要包括：信號處理（SIGNAL PROCESSING）、控制系統（CONTROL SYSTEMS）、神經網絡（NEURAL NETWORKS）、模糊邏輯(FUZZY LOGIC)、小波(WAVELETS)和模擬（SIMULATION）等等。不同領域、不同層次的用戶通過相應工具的學習和應用，可以方便地進行計算、分析及設計工作。

MATLAB設計中，原始數據的填寫格式是很關鍵的一個環節，它與程序使用的方便性和靈活性有著直接的關系。原始數據輸入格式的設計，主要應從使用的角度出發，原則是簡單明了，便于修改。

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圖1 IEEE-30節點系統接線圖

總結及感想

通過這次的課程設計，我知道了潮流計算的基本步驟和方法，明白了潮流計算對于電力系統的重要性，準確的潮流計算對于工農業的生產有著十分重要的意義。這次實習忙碌但是充實，在其中我發現了自己的不足，自己知識的很多漏洞，和基礎知識不扎實，課外知識知之甚少。看到了自己理論聯系實際的能力還需提高，也知道了自己以后學習的方向和目的。這次課程設計對自己意義很大，自己從中獲得很多東西。