電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行方案設(shè)計

摘要隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模日益龐大和復(fù)雜，出現(xiàn)的各種故障，會給發(fā)電廠以及用戶和電廠內(nèi)的多種動力設(shè)備的安全帶來威脅，并有可能導致電力系統(tǒng)事故的擴大，從技術(shù)和安全上考慮直接進行電力試驗可能性很小，迫切要求運用電力運行來解決這些問題，依據(jù)電網(wǎng)用電供電系統(tǒng)電路模型要求，因此，論文利用MATLAB的動態(tài)運行軟件Simulink搭建了單機—無窮大電力系統(tǒng)的運行模型，能夠滿足電網(wǎng)可能遇到的多種故障方面運行的需要。論文以MATLABR2009b電力系統(tǒng)工具箱為平臺，通過SimPowerSyetem搭建了電力系統(tǒng)運行中常見的單機—無窮大系統(tǒng)模型，設(shè)計得到了在該系統(tǒng)發(fā)生各種短路接地故障并故障切除設(shè)計。關(guān)鍵詞穩(wěn)定；電力系統(tǒng)；設(shè)計；故障切除第1章緒論1.1研究背景電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生自發(fā)震蕩或非周期性失步，自動恢復(fù)到初始運行狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)幾乎時時刻刻都受到小的干擾。例如：系統(tǒng)中負荷的小變化；又如架空輸電線路因擺動引起的線間距離（影響線路電抗）的微小變化等等。因此，電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定問題實際就是確定系統(tǒng)的某個運行穩(wěn)態(tài)能否保持的問題。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在某個運行情況下突然受到較大擾動后，能否經(jīng)過暫態(tài)過程達到新的穩(wěn)定狀態(tài)或恢復(fù)到原來的狀態(tài)。這里所謂的大干擾，一般是指短路故障、突然斷開線路或減小發(fā)電機出力等。如果受到大的干擾后仍能達到穩(wěn)定運行，則電力系統(tǒng)在這種情況下是暫態(tài)穩(wěn)定的。反之，如果系統(tǒng)受到大的干擾后不能再建立穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，而是各發(fā)電機組轉(zhuǎn)子間一直有相對運動，相對角不斷的變化，因而系統(tǒng)的功率、電流和電壓都不斷震蕩，以致整個系統(tǒng)不再能繼續(xù)運行下去，則稱為系統(tǒng)在這種運行情況下不能保持暫態(tài)穩(wěn)定。引起電力系統(tǒng)大擾動的原因很多，歸納起來，主要有以下幾種。引起電力系統(tǒng)大擾動的主要原因（1）負荷的突然變化。如切除或投入大容量的用戶引起較大的擾動。（2）切除或投入系統(tǒng)的主要元件。如切除或投入較大容量的發(fā)電機、變壓器和較重要的線路引起的大的擾動。（3）電力系統(tǒng)的短路故障。它對電力系統(tǒng)的擾動最為嚴重。在短路故障中，其中以三相短路最為危險，引起電力系統(tǒng)的擾動最大，于是系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性常常遭到破壞。但此種嚴重故障發(fā)生的次數(shù)最少，據(jù)統(tǒng)計，在高壓電力系統(tǒng)中發(fā)生三相短路的次數(shù)一般占總短路次數(shù)的6%~7%左右。兩相接地短路和兩相短路對于電力系統(tǒng)的擾動也較大，其中兩相接地短路的危害程度僅次于三相短路。但在一般的高壓系統(tǒng)中發(fā)生這兩種短路的次為23%~24%左右，比三相短路發(fā)生的次數(shù)要多。單相短路在高壓系統(tǒng)中發(fā)生的次數(shù)最多，一般可占70%左右。但單相短路對系統(tǒng)的擾動在短路故障中是最小的，其中瞬時性雷擊單相短路又占單相短路的70%左右，它對系統(tǒng)的影響就更小了。1.2研究意義隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大，系統(tǒng)發(fā)生故障的影響也越來越大，尤其大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)背景下的電力系統(tǒng)故障將會給經(jīng)濟、社會造成重大經(jīng)濟損失，因此保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)。電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，一方面，它必須時刻保證可靠的電能質(zhì)量；另一方面，它又處于不斷的擾動之中，擾動發(fā)生的時間、地點、類型、嚴重程度均具有較大的隨機性。當擾動發(fā)生后，一旦發(fā)生穩(wěn)定性問題，系統(tǒng)可能會在幾秒內(nèi)發(fā)生嚴重后果。對于系統(tǒng)某一特定的穩(wěn)定運行狀態(tài)，以及對于某一特定的擾動，如果在擾動后系統(tǒng)能達到一個可以接受的穩(wěn)定運行狀態(tài)，則系統(tǒng)運行處于暫態(tài)穩(wěn)定。在電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計等工作中都要進行大量的暫態(tài)穩(wěn)定分析。通過暫態(tài)穩(wěn)定分析，可以看到各種穩(wěn)定措施的效果以及穩(wěn)定控制的性能。因此，通過時域運行來驗證電力系統(tǒng)在某一狀態(tài)時是否穩(wěn)定，具有重要的理論和實際意義。1.3研究依據(jù)及內(nèi)容本文設(shè)計分為五個章節(jié)，第一章緒論，主要表明本次論文研究的目的及意義。第二章基于MATLAB的電力系統(tǒng)設(shè)計。第三章是單機無窮大暫態(tài)穩(wěn)定分析；第四章Simulink下SimPowerSystem模型應(yīng)用，第五章結(jié)束語。第2章基于MATLAB的電力系統(tǒng)設(shè)計電力系統(tǒng)在運行中易受到多種因素的影響而發(fā)生故障，威脅系統(tǒng)的安全可靠性，因此迅速、準確地探測出電纜故障并對其進行分析，對提高供電可靠性、減少故障修復(fù)費用及停電損失具有重要理論意義和實用價值。目前，線路保護已經(jīng)進入微機保護時代，電力系統(tǒng)繼電保護中的信號處理仍以分析為主，同時考慮到電力運行實際情況，在Matlab/Simulink平臺下更好的運用運行手段更突出了現(xiàn)實意義。2.1電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的控制電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定控制是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的第一道防線。暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到大干擾(如短路故障,突然增加或減少發(fā)電機出力、大量負荷,突然斷開線路等)后,各同步發(fā)電機保持同步運行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運行方式的能力,通常指第一或第二振蕩周期不失步。提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施是多樣的,本文以單機—無窮大系統(tǒng)為例,主要利用matlb軟件對單機—無窮大系統(tǒng)進行運行，對線路發(fā)生接地短路故障在一定時間內(nèi)切除后，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速隨時間的變化情況,發(fā)電機轉(zhuǎn)速的變化又影響了電力系統(tǒng)中電壓、電流和發(fā)電機電磁功率的變化。通過運行參數(shù)來證明電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定方面的理論。2.2MATLAB及SimPowerSystem簡介MATLAB是MatrixLaboratory（矩陣實驗室）的縮寫，由Mathworke公司開發(fā)的一套功能強大的軟件，最早它主要用于科學計算。后來隨著MATLAB功能的不斷增強和應(yīng)用的普及，很多領(lǐng)域的專家為MATLAB寫了專門的工具箱，用以拓展MATLAB的功能，這大大擴大了MATLAB的應(yīng)用范圍。所以現(xiàn)在的MATLAB已不僅僅局限與現(xiàn)代控制系統(tǒng)分析和綜合應(yīng)用，它已是一種包羅眾多學科的功能強大的技術(shù)計算語言，是當今世界上最優(yōu)秀的數(shù)值計算軟件之一。它強大的科學運算與可視化功能，簡單易用，開放式可擴展環(huán)境，特別是所附帶的30多種面向不同領(lǐng)域的工具箱支持，使得它在許多科學領(lǐng)域中成為計算機輔助設(shè)計和分析，算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基本工具和首選平臺。MATLAB環(huán)境下的Simulink是用于對復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)進行建模和運行的圖形化交互式平臺。運行于Simulink下的PSB（PowerSystemBlockset）是針對電力系統(tǒng)的工具箱，從Matlab6.0開始它被重新命名為SPS（SimPowerSystem）。SimPowerSystem是以ydro-Quebec'研究中心的專家為主的MATLAB的開發(fā)的工具箱，主要用于電力系統(tǒng)電力，電子電路的運行。隨著MATLAB的不斷升級，SimPowerSystem也得到了很大的發(fā)展?，F(xiàn)在，從MATLAB13版的開始，SimPowerSystem和SimMechanies一起作為現(xiàn)實模型產(chǎn)品族的成員，結(jié)合Simulink的使用，可以運行電氣，機械以及控制系統(tǒng)。使用SimPowerSystem，不需要學習復(fù)雜的軟件命令，編寫軟件代碼，用戶可以專注于物理模型本身，通過與實際電路圖非常相似的符號，表示復(fù)雜的電網(wǎng)，這有助于大大提高運行的效率。2.3配電網(wǎng)的故障現(xiàn)狀及分析電力系統(tǒng)中壓配電網(wǎng)一般采用不直接接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，因其發(fā)生接地故障時，流過接地點的電流小，所以稱為小電流接地系統(tǒng)。此系統(tǒng)中接地故障最高，由于三個線電壓仍然對稱，不影響負荷連續(xù)供電，故不必立即跳閘，但接地后非故障相電壓會升高，長時間帶故障運行會影響系統(tǒng)安全，因此需要對故障時刻和故障線路進行檢測。另外故障初期接地點常常伴有很大的接地電阻，各次諧波電流分量很小這將影響故障檢測的靈敏度。因此，需要具有很強的處理微弱信號能力的數(shù)字信號處理方法去分析非平穩(wěn)信號。對配電網(wǎng)接地短路故障的研究，主要有利用短路后的穩(wěn)態(tài)分量、諧波分量和暫態(tài)分量等幾種方法。利用故障后的穩(wěn)態(tài)分量進行故障檢測，存在的問題是接地穩(wěn)態(tài)分量太小常導致選線裝置不能正確動作而且該方法要求有一個持續(xù)的穩(wěn)態(tài)短路過程因此在發(fā)生間歇性電弧接地時便不再適用，因此利用能對突變的微弱的非平穩(wěn)故障信號進行精確處理的小波分析理論,可以很好地分析電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程并提取出故障特征,。電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定控制是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的第一道防線。暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到大干擾(如短路故障，突然增加或減少發(fā)電機出力、大量負荷，突然斷開線路等)后，各同步發(fā)電機保持同步運行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運行方式的能力。通常指第一或第二振蕩周期不失步。提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施是多樣的。利用matlb軟件對單機—無窮大系統(tǒng)進行運行，對線路發(fā)生接地短路故障在一定時間內(nèi)切除后，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速隨時間的變化情況,發(fā)電機轉(zhuǎn)速的變化又影響了電力系統(tǒng)中電壓、電流和發(fā)電機電磁功率的變化。通過運行參數(shù)來證明電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定方面的理論。2.4暫態(tài)穩(wěn)定運行流程由于電力系統(tǒng)的動態(tài)運行研究將不能在實驗室進行的電力系統(tǒng)運行模擬得以實現(xiàn)。因此在判定一個電力系統(tǒng)設(shè)計的可行性時，都可以首先在計算機上進行動態(tài)運行研究，它的突出優(yōu)點是可行、簡便、經(jīng)濟。Matlab電力系統(tǒng)工具箱包含的模塊有：ElectricalSources(電源庫)、Elements(元件庫)、PowerElectronics(電力電子元件庫)、Machines(電機庫)、Connectors(連接器庫)、Measurements(測量儀器庫)、ExtraLibrary(附加元件庫)、Demos(示例庫)、Powergui(圖形用戶界面graphicaluserinterface)等，為了研究電力系統(tǒng)的特性，搭建的系統(tǒng)應(yīng)最大限度的再現(xiàn)實際中的電力系統(tǒng)。利用模塊庫中封裝好的模塊搭建系統(tǒng)，對各環(huán)節(jié)元件作了一定的理想化。對各元件的參數(shù)也作了一定的取舍與簡化，隨著模塊庫的不斷更新與完善，利用已有模塊搭建的系統(tǒng)基本能模擬實際電力系統(tǒng)的特性．成為對電力系統(tǒng)進行分析、設(shè)計、運行的一個有力工具。第3章單機—無窮大暫態(tài)穩(wěn)定分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題是指電力系統(tǒng)運行中受到擾動后能否保持發(fā)電機間同步運行的問題，根據(jù)擾動大小所確定的穩(wěn)態(tài)問題的性質(zhì)，把它分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。所謂電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性，一般是指電力系統(tǒng)在運行中受到微小擾動后，獨立地恢復(fù)到它原來的運行狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在某個運行情況下突然受到大的干擾后，能否經(jīng)過暫態(tài)過程達到新的穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)或者恢復(fù)到原來的狀態(tài)。這里所謂的大干擾，是相對于小干擾而言的。如果系統(tǒng)受到大的干擾后仍能達到穩(wěn)定運行，則系統(tǒng)在這種運行情況下是暫態(tài)穩(wěn)定的。反之，如果系統(tǒng)受到大的干擾后不能建立穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，而是各發(fā)電機組轉(zhuǎn)子間一直有相對運動，相對角不斷變化，因而系統(tǒng)的功率電流和電壓都不斷振蕩，以至整個系統(tǒng)不能再繼續(xù)運行下去，則稱為系統(tǒng)在這種運行情況下不能保持暫態(tài)穩(wěn)定。3.1電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析3.1.1引起電力系統(tǒng)大擾動的原因主要有以下幾種：（1）負荷的突然變化，如投入或切除大容量的用戶等；（2）切除或投入系統(tǒng)的主要原件，如發(fā)電機，變壓器及線路等；（3）發(fā)生短路故障。其中短路故障的擾動最為厲害，常以此作為檢驗系統(tǒng)是否具有暫態(tài)穩(wěn)定的依據(jù)。而且短路故障中，單相接地短路故障最多。在發(fā)生短路的情況下，電力系統(tǒng)從一種狀態(tài)激烈變化到另一種狀態(tài)，產(chǎn)生復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路等。當動態(tài)電路從某一穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一穩(wěn)定狀態(tài)時，一些物理量（如電容電壓，電感電流等）并不會突變，而是需要一定時間。在這期間，電路將呈現(xiàn)出不同于穩(wěn)態(tài)的特別現(xiàn)象，即電路的過渡過程或暫態(tài)現(xiàn)象。分析電路的暫態(tài)現(xiàn)象時，可建立電壓電流的微分方程，并按初始來求解。3.1.2定性分析在正常運行情況下，若原動機輸入的機械功率為Pm，發(fā)電機輸出的電磁功率就與原動機輸入的機械功率相平衡，發(fā)電機的工作點應(yīng)由P1和Pm線的交點確定，即為a點，與此對應(yīng)的功率角為，見圖1中虛線所示為不計阻尼作用的曲線，實線所示為計阻尼作用的曲線。圖1電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與不穩(wěn)定在發(fā)生短路瞬間，由于不考慮定子回路的非周期分量，則周期分量的功率是可以突變的，于是發(fā)電機運行點有PI突然將為PII。又由于發(fā)電機組轉(zhuǎn)子機械運動的慣性所致，功率角不可能突變，仍為。那么運行點由a點躍降到短路時功-角特性曲線PII上的b點。達b點后，輸入的機械功率Pm大于輸出的電磁功率PIIb，不平衡凈加速功率大于零。依轉(zhuǎn)子運動方程式，于是轉(zhuǎn)子開始加速，即，功率角開始增大，，運行點將沿功-角特性曲線PII移動，設(shè)經(jīng)過一段時間，當功率角增大至c時，此時運行在c點，速度達到最大。若在c點事切除線路故障，在切除線路故障的瞬間，仍由于不考慮定子回路電流的非周期分量及機組轉(zhuǎn)子的機械慣性，為c，運行點從PII上的c點突升到PIII上的e點，此時速度仍為。在達到e點后，機械功率Pm<PIIIe（電磁功率），轉(zhuǎn)子開始減速。由于及機組轉(zhuǎn)子的慣性作用，則功率角還在增大，運行點沿PIII由e點向f點移動，當?shù)竭_f點時，其轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速），功率角不再繼續(xù)增大，這時的功率角為最大功率角。但在f點，Pm<PIIIf，轉(zhuǎn)子將繼續(xù)減速，功率角開始減小，運行點仍將沿功-角特性曲線PIII從f點向e、k點移動。在k點時有Pm=，減速停止，則速度達最小為。但由于轉(zhuǎn)子機械慣性作用，功率角將繼續(xù)減小，當過k點時Pm<PIII，在不平衡功率為正值的作用下，轉(zhuǎn)子開始加速，最后達到同步轉(zhuǎn)帶時為止，功率角不再減小，此時功率角為最小值。然后又開始第二次振蕩，功率角由小到大，運行點沿功-角特性PIII越過k點又達f點。如果振蕩過程中沒有任何阻尼作用，這種振蕩將一直振蕩下去。但事實上振蕩過程中總有一定的阻尼作用，振蕩逐步衰減，系統(tǒng)將停留在一個新的運行點k繼續(xù)同步運行，即為系統(tǒng)在大的擾動后可保持暫態(tài)穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性由圖3.1所示。當短路故障切除得遲些，c更大時，在故障切除后，運行點沿功率PIII不斷向功率角增大的方向移動過程中，雖然轉(zhuǎn)子在不斷減速，但運行點到達曲線PIII上的點時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速仍大于同步轉(zhuǎn)速。于是運行點就要越過點，過了點后，情況發(fā)生逆轉(zhuǎn)。由于Pm>PIII，發(fā)電機組轉(zhuǎn)子又開始加速，而且加速度越來越大，功率轉(zhuǎn)角無限增大，發(fā)電機與系統(tǒng)之間將失去同步，系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。其情況如圖3.2所示。MATLAB提供了常微分方程初值問題的數(shù)值解法，對于穩(wěn)態(tài)一般用快速而準確的ode45函數(shù)，對于暫態(tài)一般用ode23函數(shù)。也可采用自適應(yīng)變不長的求解方法，即當解的變化較快時，步長會自動的變小，從而提高計算精度。3.1.3提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施快速切除故障，采用自動重合閘裝置：對應(yīng)兩種情況：=1\*GB3①若系統(tǒng)發(fā)生瞬時故障，則可以通過自動化重合閘恢復(fù)到原來狀態(tài)（電磁功率最大）；=2\*GB3②若為永久性故障，會使系統(tǒng)再次重合到故障上，對系統(tǒng)沖擊較大。強行勵磁：提高電磁功率，以增加減速面積。串聯(lián)電容器的強行補償，指故障時對健全線路強制提高補償度的措施。補償?shù)姆椒ǎ喝珉p回路運行，兩組電容器組均投入。切除一條輸電線后，線路感抗從Xl/2→Xl，Xl為健全線路的電抗，由于電抗的下降，使切除故障線路后的電磁功率下降，加速面積增大，為減少加速面積，應(yīng)通過減少健全線路的電抗來實現(xiàn)，即使在它上面串聯(lián)電容器，同時切除一組，使其容抗從Xc/2→Xc。采用電氣制動：指當系統(tǒng)中發(fā)生故障后迅速接入電阻以消耗發(fā)電機的有功功率（增大電磁功率），從而減少功率差額。因為制動電阻在故障瞬時投入，因而使故障后P-δ曲線PII向上向左偏移。欠制動：投入后減少的加速面積不足；過制動：故障發(fā)生后，由于制動電阻的投入，加速面積很小，因而沒有失步；但是切除故障后，由于制動電阻同時被切除，因而PIII曲線不受制動電阻的影響。當在PII曲線較低位置切除故障時，仍可能出現(xiàn)與PT-PIII較大數(shù)值的較大的減速面積，因而仍可能在第二周波失穩(wěn)。變壓器中性點經(jīng)小電阻接地：不對稱接地短路故障時，產(chǎn)生零序電流。變壓器中性點通過小電阻接地，則零序電流在中性點電阻上產(chǎn)生功率損耗，這部分功率消耗了一部分發(fā)電機的電磁功率，因而減小了轉(zhuǎn)子的不平衡功率，有利于系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。減少原電機輸出的機械功率：由于轉(zhuǎn)子運動切除故障后，減小作用在轉(zhuǎn)子上的剩余功率，增大減速面積。減小原動機輸出功率的措施有，以下兩種措施對應(yīng)的均為在切除故障的同時采取的措施。采用快速的自動調(diào)速系統(tǒng)或快速關(guān)閉進汽門，電磁功率不變，但是由于調(diào)速系統(tǒng)的作用，使機械功率相應(yīng)減少，從而增大減速面積。切除連鎖切機，在切除發(fā)電機組后，電磁功率下降，同時對應(yīng)的機械功率下降，一般認為下降的機械功率較電磁功率多，因而減速面積增大。3.2單機—無窮大系統(tǒng)原理分析電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定分析中，常采用的模型是單機對無窮大系統(tǒng)，單機—無窮大系統(tǒng)認為功率無窮大，頻率恒定，電壓恒定，是工程上最常用的手段，也是電力系統(tǒng)模擬運行最簡單、最基本的的運行方式2，即對現(xiàn)實進行近似處理，以簡化模型，更有利于得出結(jié)論，簡化計算過程（見圖2）。圖2無輸電線的單機—無窮大系統(tǒng)原理圖假定聯(lián)絡(luò)阻抗為純電感，則由發(fā)電機向無窮大系統(tǒng)送出去的有功功率的P為：式中—包括發(fā)電機阻抗在內(nèi)的發(fā)電機電動勢到無窮大系統(tǒng)母線的總阻抗；—功角；—發(fā)電機電勢；—系統(tǒng)母線電壓。利用matlab來對系統(tǒng)進行運行，主要針對的是在0.1s切除故障和0.55s切除故障中發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化的情況的比較。改變故障模塊中的短路類型，就可以運行系統(tǒng)在發(fā)生各種短路時的暫態(tài)穩(wěn)定性；同樣改變系統(tǒng)中元件參數(shù)(如線路電阻、并聯(lián)電抗等)就可以研究各種參數(shù)對系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。運行圖3：圖3單機無窮大電力系統(tǒng)運行原理圖利用matlab來對系統(tǒng)進行運行，主要針對的是在系統(tǒng)中加入電容補償器對系統(tǒng)有何改善，在0.1s切除故障和0.55s切除故障中發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化的情況的比較。改變故障模塊中的短路類型，就可以運行系統(tǒng)在發(fā)生各種短路時的暫態(tài)穩(wěn)定性（見圖4）。圖4改善的單機無窮大電力系統(tǒng)運行原理圖串聯(lián)電容補償器就是在線路上串聯(lián)電容器以補償線路的電抗。采用串聯(lián)電容補償器是提高交流輸電線路輸送能力，控制并行線路之間的功率分配和增加電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種方法。第4章運用SimPowerSystem模型Simulink由于其能用最小的代價來模擬真實動態(tài)系統(tǒng)的運行，依托數(shù)百種預(yù)定義系統(tǒng)環(huán)節(jié)模型、最先進有效地積分算法和直觀的圖形化工具，依托強健的交互式運行能力，可以方便調(diào)整模型參數(shù)設(shè)置，而電力系統(tǒng)SimPowerSystem由于使用標準的電氣符號、各種模型模塊，高精度的運行結(jié)果，優(yōu)化的運行算法，大量的功能演示模型，充分發(fā)揮了SPS在電力系統(tǒng)運行的靈活運行優(yōu)勢。4.1運行模型的搭建利用MATLAB下的SIMULINK軟件和電力系統(tǒng)模塊庫(SimPowerSystems)進行系統(tǒng)運行是十分簡單和直觀的，用戶可以用圖形化的方法直接建立起運行系統(tǒng)的模型，并通過SIMULINK環(huán)境中的菜單直接啟動系統(tǒng)的運行過程，同時將結(jié)果在示波器上顯示出來。對原理分析的基礎(chǔ)上，利用SIMULINK軟件運行能對調(diào)節(jié)器的參數(shù)進行更為方便的調(diào)整，可以更為直觀地得到系統(tǒng)運行的結(jié)果，從而加深對電力系統(tǒng)運行設(shè)計方法的理解。本次運行選出需要用到如下模塊：（1）Powerlib電力系統(tǒng)工具箱：ElectricalSources中的Three-PhaseSource（三相電源）模塊；Elements中的Three-PhaseParallelRLCLoad（三相負載RLC并聯(lián)）模塊和以及Three-PhaseBreaker（三相斷路器）模塊，Three-PhaseFault（三相故障整流器）模塊，Three-PhaseSeriesPLCLoad（三相PLC并聯(lián)負載）模塊，Three-PhaseTransformer（TwoWindings）（三相變壓器繞組）模塊，Three-Phase，PISectionline(三相分布傳輸線路)模塊。Machines里SynchronousMachinepuStandad（標么標準同步電機）模塊，ExcitationSystem（勵磁系統(tǒng)）模塊，HydraulicTurbineandGovernor（水輪機及調(diào)節(jié)器）模塊，powergui模塊（2）Simulink常用工具箱：Simulink模塊集CommonlyUsedBlocks（常用模塊）下的Constant（常量)模塊，BusSelector（信號總線選擇器），Terminator(信號終結(jié)模塊)，Scope(示波器模塊)，Ground（接地模塊）。4.2運行效果運行圖4.2.1改變故障模塊中的短路類型1、單相短路接地故障（圖5）圖5故障0.1s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化曲線圖圖6故障0.55s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化曲線圖2、兩相短路接地故障（見圖7）圖7故障0.1s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化曲線圖圖8故障0.55s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化曲線圖（3）兩相短路故障（圖9）圖9故障0.1s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化曲線圖圖10故障0.55s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化曲線圖（4）三相短路故障（圖11）圖11故障0.1s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化曲線圖圖12故障0.55s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化曲線圖圖13故障0.1s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速偏移角的變化曲線圖圖14故障0.55s后切除線路，發(fā)電機轉(zhuǎn)速偏移角的變化曲線圖結(jié)論分析：在故障0.1s后切除故障線路時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速隨時間的增加而