单机无穷大系统暂态稳定性的仿真与计算【说明书论文开题报告外文翻译】
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毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过本课题的设计，使学生得到如下几个方面的锻炼：1. 锻炼调查研究中、外文献检索与阅读的能力。2. 掌握单机无穷大系统暂态系统的基本原理，并能将理论知识综合运用，分析解决实际问题的能力。3. 具有进行相关课题的设计、计算、仿真的能力。4. 具有使用计算机相关软件进行计算、仿真、绘图的能力。5、具有撰写设计说明书和口头表述的能力。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1.本课题研究单机无穷大系统暂态组成及运行过程。要求完成如下工作：(1) 收集和查阅相关单机无穷大系统暂态过程的相关资料；(2) 掌握单机无穷大系统暂态过程的基本原理；(3) 基于 MATLAB 的系统仿真；(4) 基于 SIMULINK 的系统动态仿真；2.按时完成开题报告、外文资料翻译、设计大纲。3.在设计过程中要有严谨、科学、求实的工作态度，按要求设计合理方案，尊重客观事实，设计中要体现可行性、客观性、真实性、创新性。4.按时参加答辩，在答辩前各项规定的资料要齐全。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求： 1.完成一篇符合金陵科技学院论文规范的毕业设计说明书。2.完成对单机无穷大系统暂态的基本运行原理、设计仿真系统图及完成有关计算。3.利用 MATLAB 下动态仿真工具 SIMULINK 进行仿真，对仿真系统模型有详细的步骤说明。4.要求设计单机无穷大系统暂态仿真模型仿真成功，并在答辩时完成仿真系统的展示。4主要参考文献： 1 张宁,江红梅,张渭. 基于 MATLAB 的电力系统潮流计算J.西北农林科技大学学报(自然科学版)，2004.12,32(12): 124-1262 陈衍.电力系统稳态分析M.北京：中国电力出版社，2007. 3 李维波. MATLAB 在电气工程中的应用M. 北京: 中国电力出版社，2007.4 于群，曹娜. MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真 M. 北京：机械工业出版社2011 5 陈珩，电力系统稳态分析 M. 北京：中国电力出版社，2007 6 邓国扬，盛义发.基于 Matlab/Simulink 的电力电子系统的建模与仿真J.南华大学学报，2003(1 ）：16毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期 工 作 内 容2015.11.04-2015.11.282015.11.29-2015.12.162015.12.17-2016.01.102016.02.25-2016.03.092016.03.09-2016.04.282016.04.29-2016.05.092016.05.09-2016.05.132016.05.14-2016.05.21在毕业设计管理系统里选题与指导教师共同确定毕业设计课题查阅指导教师下发的任务书，准备开题报告提交开题报告、外文参考资料及译文、论文大纲进行毕业设计（论文） ，填写中期检查表，提交论文草稿等按照要求完成论文或设计说明书等材料,提交论文定稿教师评阅学生毕业设计；学生准备毕业设计答辩参加毕业设计答辩，整理各项毕业设计材料并归档所在专业审查意见：通过 负责人： 2016 年 1 月 14 日 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1000 字左右的文献综述： 电力系统是一个复杂的动态系统，系统一旦出现稳定性问题，可能会在较短的时间内发生严重的后果。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场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，尤其大区域联网背景下的电力系统故障将会给经济、社会造成重大损失，因此保证电力系统安全稳定运行是电力生产的首要任务。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，本文暂态稳定性进行仿真分析，仿真结果表明：故障切除时间越短，发电机阻尼越大，系统越容易稳定。一、电力系统暂态稳定性基本概念 暂态稳定是指电力系统在某个运行环境下受到大的扰动后,能否经过暂态过程达到新的稳态运行状态或者恢复到原来的状态。电力系统在运行中常常受到各种突然的扰动,这些扰动使电力系统处在暂态过程中,此时运行参量可能发生较大的变化。暂态过程中运行参量的变化可能会造成对系统的危害。短路故障引起比正常电流大得多的短路电流,其热效应可能损坏设备,而且短路故障改变了网络结构,从而改变了发电机的输出功率,造成各发电机输入功率和输出功率的不平衡,有可能引起发电机组互相失去同步。因此,必须对电力系统的各种暂态过程进行分析研究,以确保电力系统的安全运行。电力系统暂态主要研究交流电力系统发生大扰动故障后的电磁暂态和电力系统受到各种扰动后的机电暂态过程。研究电磁暂态的重点在于分析短路故障后电网中的电流、电压的变化,在一般情况卜可以不计发电机组间位移的变化,这是因为机械运动过程远比电磁过程慢得多。机电暂态(稳定问题)的重点在于分析发电机转子运动规律。如果系统受到大的扰动后不能再建立稳态运行状态,而是发电机组一直有相对运动,相对角不断变化,因而系统的功率、电压、电流都不断振荡,以致整个系统不能再继续运动下去,则称为系统在这种运行情况下不能保持暂态稳定。 电力系统仿真就是通过对电力系统模型的试验,研究一个存在的或设计中的电力系统,它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础,以计算机和专用物理设备(模拟再现真实世界环境)为 l 具,借助系统模型对实际或设想的电力系统进行动态试验研究的一门综合技术。电力系统在运行中常常受到各种扰动,有些扰动使电力系统处于暂态过程之中,使得运行参量有较大的变化。暂态过程中运行参量的变化可能会造成对系统的危害,因此需要借助电力系统模型来研究当前的和规划设计中电力系统在暂态过程中的动力学行为。暂态稳定仿真包含以下几方面的内容:（1）建立模型;(2)进行模拟试验或者数学模拟方程的计算;(3)对仿真结果进行分析并提高仿真精度。二、电力系统暂态稳定仿真研究的目的和意义 当今,世界各国的电力系统发展得越来越庞人,电力系统的运行也随之越来越复杂,发的事故越来越难以用传统的分析方法预测。在我国,随着二峡电站的建设、西电东送工程的实施和全国联网工程的推进,我国人陆部分在本世纪初叶将形成规模巨人的全国性的互联电网,同时电网的安全稳定运行控制变得十分复杂。近些年来,暂态稳定研究主要是在电力系统管制体系下完成的。今天,对于市场化的电力系统操作而言,由于负荷的增加以及根据对峰值电能的预测而对系统进行了相应的扩展,使得电力网的安全极限越来越脆弱。通过对电力系统仿真研究就可以判断系统是否失稳,电网受到扰动后(不管是人扰动还是小扰动，在什么时间段内做出排除故障措施系统还将是稳定的,避免全系统失稳乃至崩溃2） 。因此对电力系统暂态稳定仿真分析是非常有必要的。 电力系统仿真技术的研究可追溯到 50 年代,最早的电力系统仿真设备可认为是直流计算台,以后出现交流计算台,主要用做短路、潮流及稳定计算。真正成为实用技术是从 60 年代末 70 年代初用于电气培训。美、日、英等国推出了核电、火电仿真系统,培训运行人员效果良好,各国纷纷仿效。1975 年美国编制了第一个全复制型培训仿真器。目前国外电厂培训仿真技术的研制和开发己日趋成熟。我国电力系统实时仿真的发展历程基本跟踪了国际上电力系统实时仿真发展不同阶段的最新技术,基本情况如下:20 世纪 60 年代初,由前苏联援助电科院建成了我国最大的电力系统动态模拟实验室;80 年代初,为了对我国正在建设的 SO0kV 输电系统进行电磁暂态方面的分析和研究,电科院和武汉高压研究所从美国 PTI 公司分别引进了 1,NA 设备;80 年代中期,为了配合我国葛上直流程的系统调试和_卜程投运后的事故调查与分析及运行人员的培训,从原瑞士 BBc 公司(现 ABB)引进了早期的数模混合式高压直流模拟仿真备;1996 年,为了对我国正在建设的三峡 1_程的输配电_程进行实时仿真研究,电科院从加拿大 TEQsIM 公司引进了先进的数模混合式仿真系统;90 年代中期,为了跟踪国际上电力系统实时仿真技术发展的潮流和 SOk0V 系统继电保护现场调试及例行检验的需要;少数电力企业和电科院、国家电力公司电力自动化研究院以及一些高校引进了少量的 RTDS 装置;目前,电科院正致力于开发全数字实时仿真系统。三、使用 MATLAB 仿真技术对电力系统进行仿真的研究意义及研究现状 为了更好地定义操作条件和整定保护设备的参数,从电力系统操作分析的角度来讲电力系统暂态稳定的仿真工具变得非常重要。众所周知,电力系统暂态稳定分析可以通过功角摇摆曲线来分析。目前,暂态稳定分析可通过大量分立的模拟器件模型来仿真实时电网的行为,也可使用高效计算机通过数字计算软件来离线仿真电网的行为。模拟仿真的优点是快速、仿真时间短,而数字仿真的优点是更容易操作,但两者都有一个不可忽视的缺点:造价昂贵,使用 MATLAB 对计及励磁的单机无穷大电力系统暂态稳定进行仿真分析相对来说体积庞大、笨重。使用 MATLAB 对电力系统进行暂态稳定分析,并将它用于电力系统的快速暂态稳定分析。此方法不但克服了日前仿真系统的缺点,同时由于在一个芯片上可以集成数百万个元器件(晶体管),此方法对被仿真的电力系统的规模无任何的限制,也就是说 MATLAB 仿真器的仿真速度不依赖于电力系统的规模大小,仿真速度是纳秒级的。而其缺点是相对于数字仿真来说精度略差。但仿真速度快,且对被仿真的电力系统的规模无任何的限制,在仿真过程中以牺牲一定的精度来换取更快的速度是可取的。参考文献： 1 倪以信，陈寿孙，张宝霖.动态电力系统的理论和分析M.北京：清华大学 出版社，2002. 2 刘天琪.现代电力系统分析理论与方法M.中国电力出版社，2007. 3 房大中，贾宏杰.电力系统分析M.科学出版社，2010. 4 于群，曹娜.MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真M.机械工业出版社,2011. 5 陈维铁.电力系统仿真技术的发展和应用J.西南石油学院学报,19%,18(1).116121 6 汤涌.电力系统数字仿真技术的现状与发展J.电力系统自动化,Vol.26,No.17SPe.10,2002. 7 洪潮.电力系统暂态稳定计算的一种时间并行算法J电网技术,Vo!27lssue:4, 4,2003. 8 吴迪.新型电力系统离线仿真计算软件功能探讨J.电力系统白动化.Vo.27.Issue:20,10,2003. 9 王辉.单机无穷大系统的暂态稳定仿真J.江西电力职业技术学院学报.Vol.16, no.l,Mar,2003. 10 李光琦.电力系统暂态分析M.北京:中国电力出版社,2001. 11 袁季修.电力系统安全稳定控制M.北京:中国电力出版社,19%. 12 戴家祯.机网暂态过程数值仿真中同步电机模型J电网技术,vol.24,no.2,2528,Feb,2000. 13 倪以信,陈寿孙,张宝森.动态电力系统的理论和分析M.北京:清华人学出版社,2002. 14 杨素行.模拟电子技术基础简明教程M.第 2 版.北京:高等教育出版社,2000 15 沈尚贤,电子技术导论上一 F 册M。北京:高等教育出版社,1985 16童诗白.模拟电子技术基础第二版M.北京:高等教育出版社,1988. 17 高文焕,汪蕙.模拟电路的计算机分析与设计M.北京:清华大学出版社,2003. 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 本课题要研究或解决的问题是： 1.如何对系统的硬件设备进行选择，如何对硬件电路进行研究规划； 2.在一定的基础上，如何进行软件编程及 MATLAB 的运算； 3.在完成上述两个步骤后，还需考虑怎样设计出整体的电路原理图。 研究手段（途径）： 1.去图书馆查阅相关资料，经过汇总，作为参考资料； 2.充分利用网络资源，进行相关信息的搜索； 3.以小组讨论的形式展开对课题的研究； 4.理论联系实际，利用学校创新实验室中的设备进行模拟仿真。 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 指导教师意见：1对“文献综述”的评语：该生能对该课题专业方向的文献进行较为全面的查阅和认真的归纳，能够体现当先的现状和发展意义，具有一定的可参考性。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：该课题具有一定的理论基础和工程应用价值，对储能技术的发展具有一定的参考价值，工作量合适，在一定的研究与仿真的工作下完成毕业任务书的相关要求。3.是否同意开题： 同意 不同意指导教师： 2016 年 03 月 07 日所在专业审查意见：同意 负责人： 2016 年 03 月 08 日1译文题目： 单机无穷大系统暂态稳定性的仿真与计算ABSTRACTPower system is a complex dynamic system, the system stability problem, once appear, may occur in a relatively short period of time serious consequences. With the rapid development of power industry, an increasingly large scale and complex power system, all kinds of fault, the will to power plants and users, and the safety of the electric field of power equipment a threat, and is likely to lead to the expansion of power system accident, especially under the background of large area network of electric power system fault will have great economic and social loss, thus ensuring the safe and stable operation of power system is the top priority of the electric power production. Electricity experiment was carried out directly from technology and safety considerations possibility is very small, pressing for electric power simulation are used to solve these problems, In this paper, the transient stability simulation analysis, the simulation results show that the failure to remove the shorter the time, the greater the generator damping, the easier system stability.With the rapid development of electric power industry, electric power system, as an increasingly large scale and complicated power system fault, The user will give power plants and power equipment of the security threats, and may have caused the accident of power system, technology and safety considerations from directly power test possibility, urged using electric simulation to solve these problems based on grid power supply system, Therefore, paper depend on the model of dynamic simulation by MATLAB build software Simulink infinite power system of single - simulation model, the grid in various fault may meet the needs of the running of aspects.1. the power system transient stabilityTransient stability refers to the power system in a certain operating conditions, 2after a large disturbance can reach a new steady state after a transient process running status or return to its original state. Is often encountered in the operation of the power system in various sudden disturbance, these disturbances in power system transient process, may be large changes in operating parameters. The transient process of the operation parameter changes may cause harm to the system. Fault cause is much bigger than the normal current of short circuit current and its heat effect may damage the equipment, but also changed the network structure, fault which changes the output power of the generator, and cause imbalance of each generator power input and output power, which may cause generating set out of sync with each other. Therefore, you must analyze the transient process of power system research, in order to ensure the safe operation of power system.electromagnetic transient fault current and voltage in the grid after the change, in general ABU can regardless of the generating set between the change of displacement, this is because the mechanical movement process much more slowly than the electromagnetic process. Electromechanical transient (stability) is focused on analyzing the motion law of the generator rotor. If the system after a large disturbance is not able to establish a steady running state, but a generator set has been a relative motion, relative Angle changing, and the power, voltage and current are constantly of system oscillation, so that the whole system can no longer continue movement, and it is called a system under this operation cant maintain transient stability.Power system simulation is based on the test of power system model, the research of the existence of a or in the design of power system, it was similar with control theory, system theory, the principle and the basis of the information technology, with computer and special physical devices (simulated during the real world environment) for l, by means of the system model to the actual or expected power system for dynamic experimental study of a comprehensive technology. Is often encountered in the operation of the power system in all kinds of disturbances, some disturbance power system in transient process, makes the running parameters have larger changes. In the transient process of the operation parameter changes may cause harm to the system, so you need with the help of a power system model to study 3the current and planning design of power system dynamic behavior in the transient process. Transient stabilityThe simulation includes the following several aspects: (1) model; (2) tests or mathematical modeling to simulate the equation of calculation; (3) to analyze the simulation results and improve the simulation accuracy.keywords： Singleinfinite；SimPowerSyetem； Short circuit faults；Wavelet transform2.MATLABMatlab is the large software developed by the American Mathworks company, it is based on the matrix, the calculation and visualization, program design fusion in an interactive work environment, in this environment can realize engineering calculation, algorithm research, modeling and simulation, application development, etc. The application of Matlab in power system modeling and simulation is mainly composed of power system simulation module (PowerSystemBlockset, PSB) to complete, PSB is developed by TEQSIM company and Quebec hydropower station. PSB is in the Simulink environment using the module, the variable step integral method, the nonlinear, rigid and discontinuous system can be accurate simulation, and accurately detect the breakpoints and switch time, PSB library contains on behalf of the general parts and equipment in the power network of Simulink block, by PSB can quickly build model, and simulation. PSB block library of measurement procedures and control source connection between electrical signal and Simulink program.Simpowersystems including the circuit of every element model for the simulation. Including power supply module, basic circuit module, power electronic module, motor module, wire connector module, test module, and additional power module of 7 kinds of module library.Each module library contains various basic element model, such as power supply module with dc voltage, current source, ac voltage source and current source, a controlled voltage source and current source five power model. Power electronic 4module library contains the ideal switch element, thyristor, power field effect tube, can turn off thyristor power switch element model; Motor module library includes a variety of models, such as asynchronous motor, synchronous motor, permanent magnet synchronous motor, etc. Only components of module will drag Simulink window, through the parameter Settings, dialog box set parameters can realize the simulation of circuit and power system.Conclusion:1) the PSB Matlab7.0 is a specially used in power system dynamic simulation toolkit, element models of power system is quite rich, users can also use the Matlab itself some of the tools to create a custom model. Using the powerful calculation function of Matlab and programming technology, can improve the flexibility and efficiency of the simulation calculation, for the simulation of power system, the analysis of power system provides a new means.2) when changing the parameters of the component itself, such as short circuit fault type, power of the motor, the stator and rotor resistance, inductance, the power load, the capacity of transformer, etc., can realize the operation process simulation analysis of power system under different working conditions, easy to compare different parameters and load conditions.3) using Matlab power system with which to power flow calculation, stability analysis, the design of the new element and determination, is open and flexible, intuitive, interactive, etc.4) due to the processing PowerSystemBlockset simplifies the switch element, that is an ideal model, to improve the simulation speed, simplify the circuit diagram design at the same time, the transient process of the system description are accurate enough.5文摘电力系统是一个复杂的动态系统，系统一旦出现稳定性问题，可能会在较短的时间内发生严重的后果。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场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，尤其大区域联网背景下的电力系统故障将会给经济、社会造成重大损失，因此保证电力系统安全稳定运行是电力生产的首要任务。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，本文暂态稳定性进行仿真分析，仿真结果表明：故障切除时间越短，发电机阻尼越大，系统越容易稳定。电力工业的快速发展,电力系统作为一个日益大规模和复杂的系统,电力系统故障会给发电厂和电力设备的安全带来威胁,并可能导致电力系统事故的技术和安全考虑直接功率测试的可能性,促使电动仿真基于电网供电系统解决这些问题,因此,取决于模型的动态仿真软件仿真软件 MATLAB 建立无限的电力系统单 仿真模型,在不同故障可能满足运行方面的需要。1.电力系统暂态稳定性暂态稳定是指电力系统在某个运行环境下受到大的扰动后,能否经过暂态过程达到新的稳态运行状态或者恢复到原来的状态。电力系统在运行中常常受到各种突然的扰动,这些扰动使电力系统处在暂态过程中,此时运行参量可能发生较大的变化。暂态过程中运行参量的变化可能会造成对系统的危害。短路故障引起比正常电流大得多的短路电流,其热效应可能损坏设备,而且短路故障改变了网络结构,从而改变了发电机的输出功率,造成各发电机输入功率和输出功率的不平衡,有可能引起发电机组互相失去同步。因此,必须对电力系统的各种暂态过程进行分析研究,以确保电力系统的安全运行。电力系统暂态主要研究交流电力系统发生大扰动故障后的电磁暂态和电力系统受到各种扰动
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