计算机辅助分析暂态实验报告

1、.四川大学电气信息学院实验报告书课程名称：电力系统分析的计算机算法实验项目：暂态稳定实验专业班级： 电气工程及其自动化专业103班级实验时间：2017年5月12日气信息学院专业中心实验室.目录一：实验目的 (Purpose)1二：实验内容（Content ）21. 不同故障地点对该系统暂稳的影响22. 不同故障类型对该系统暂稳的影响23. 不同故障持续时间对该系统暂稳的影响24. 调整系统的初始运行方式对该系统暂稳的影响2三：实验数据 / 分析 (Data/Analysis)2. 系统的初始运行方式不变21. 不同故障地点对该系统暂稳的影响22. 不同故障类型对该系统暂稳的影响53. 不同故障

2、持续时间对该系统暂稳的影响6. 系统的初始运行方式不变84. 不同故障地点对该系统暂稳的影响85. 不同故障类型对该系统暂稳的影响106. 不同故障持续时间对该系统暂稳的影响11四：实验结论（ Conclusion ）13五：实验心得（ Experience ）14一：实验目的 (Purpose)1. 掌握暂稳计算的概念、原理和计算数据要求；2. 熟练使用 PSASP 建立电力系统的暂稳计算模型，并完成暂稳计算；3. 掌握暂稳计算结果的数据图形化整理和分析；4. 利用 PSASP，分析电力系统暂态稳定受故障条件、受不同运行方式的影响及其规律；5. 通过计算机仿真，巩固电力系统分析理论所学，对“

3、电力系统暂态稳定”及其影响因素加深理论和实践认识；6. 学习技术图形的绘制1二：实验内容（Content ）1. 不同故障地点对该系统暂稳的影响2. 不同故障类型对该系统暂稳的影响3. 不同故障持续时间对该系统暂稳的影响4. 调整系统的初始运行方式对该系统暂稳的影响三：实验数据 / 分析 (Data/Analysis) . 系统的初始运行方式不变1. 不同故障地点对该系统暂稳的影响故障类型：三相短路故障线路： GEN2-230STNC-230故障开始时间： 1s切除时间： 1.31s分别选取不同故障地点30%，50%， 70%，观察功角差及有功、频率变化情况。最后每一种情况再确定极限切除时间。

4、a) 功角差变化情况发电机功角发电机功角发电机功角2000.000100.000100.000Gen1_Gen2(deg.)( 发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_Gen2(deg.)( 发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_Gen2(deg.)( 发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1Di

5、rectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)0.00050.00050.000-2000.0000.0000.000-4000.000-50.000-6000.000-50.000-100.000-8000.000-100.000-10000.000-150.000-12000.000-150.000-200.0000.001.002.003.004

6、.005.000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.00时间( 秒)时间( 秒)时间( 秒)2图1图2图3不同切除故障时间的时域仿真结果如图1- 图 3 所示，图 1 是在线路 30%处故障时的功角差摇摆曲线；图 2 是在线路 50%处故障时的功角差摇摆曲线；图 3 是在线路 70%处故障时的功角差摇摆曲线。从仿真曲线可以看出 1.31 s 切除故障后，故障在线路 50%处和在70%处，系统均能保持暂态稳定， 但线路 50%切除故障的相对功角变化幅度更大；而在线路 30%处切除故障后，功角差无限增大，系统将失去暂态稳定。b) 有功，频率变化

7、情况发电机_Gen1发电机_Gen2发电机_GEN34.000P(p.u.)( 发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_GEN3 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)( 发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)( 发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)( 发电机_GEN3 ST作业_1DirectCurve.DAT)16.00016.0003.0002.00011.00011.0001

8、.0006.0006.0000.000-1.0001.0001.000-2.000-3.000-4.000-4.0000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.00时间( 秒)时间( 秒)时间( 秒)图 4图 5图 6发电机_Gen1发电机_Gen2发电机_GEN34.0005.0004.000P(p.u.)( 发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_GEN3 ST作业_

9、1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_GEN3 ST作业_1DirectCurve.DAT)3.5003.0004.0003.0002.0003.0002.5001.0002.0002.0001.5000.0001.0001.000-1.0000.0000.500-2.000-1.0000.000-2.000-0.500-3.0000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.000.001.0

10、02.003.004.005.005.00时间秒()时间秒()时间秒()图 7图 8图 9发电机_Gen1发电机_Gen2发电机_GEN34.0003.5003.000P(p.u.)( 发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_GEN3 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_GEN3 ST作业_1D

11、irectCurve.DAT)2.5003.0002.5002.0002.0001.5001.5001.0001.0000.5000.0000.500-0.500-1.0000.000-2.000-1.500-0.5000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.00时间秒()时间秒()时间秒()图 10图 11图 12不同切除故障时间的时域仿真结果如图4-图 12所示，图 4-图 6是在线路 30%处故障时的各发电机的有功、频率变化曲线；图7- 图 9是在线路 50%处故障时的各发电机的有功、频率

12、变化曲线；图10- 图12 是在线路 70%处故障时的各发电机的有功、频率变化曲线。从仿真曲线可以看出1.31 s 切除故障后，故障在线路50%处和在70%处，系统均能保持暂态稳定，而在线路30%处切除故障后，有功急剧振荡，频率飙升，系统将失去暂态稳定。3c) 端电压变化情况母线电压母线电压母线电压GEN1(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DAT)GEN1(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DAT)GEN1(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DAT)GEN2(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DA

13、T)GEN2(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DAT)GEN2(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DAT)GEN3(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DAT)GEN3(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DAT)GEN3(p.u.)(母线电压 ST作业_1DirectCurve.DAT)1.0001.0001.0000.9000.9000.9000.8000.8000.8000.7000.7000.7000.6000.6000.6000.5000.4000.5000.5000.3000.4000.4

14、000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.00时间秒()时间秒()时间秒()图13图14图15不同切除故障时间的时域仿真结果如图13- 图 15 所示，图 13 是在线路 30%处故障时的各发电机端电压变化曲线；图 14 是在线路 30% 处故障时的各发电机端电压变化曲线； 图 15 是在线路 30%处故障时的各发电机端电压变化曲线。从仿真曲线可以看出1.31 s 切除故障后，故障在线路50%处和在70%处，系统均能保持暂态稳定，而在线路30%处切除故障后，各发电机端电压急剧振荡，不再相对稳定

15、，系统将失去暂态稳定。d) 线路 30%、70%故障时的极限切除时间发电机功角发电机功角100.000100.000Gen1_Gen2(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_Gen2(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角

16、ST作业_1DirectCurve.DAT)50.00050.0000.0000.000-50.000-50.000-100.000-100.000-150.000-150.000-200.0000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.00时间(秒)时间(秒)图 16图 1730%时，故障开始时间1s，极限切除时间1.28s50%时，故障开始时间1s，极限切除时间1.31s70%时，故障开始时间1s，极限切除时间1.33s42. 不同故障类型对该系统暂稳的影响故障线路： GEN2-230STNC-230，故障开始时间： 1s切除时间： 1.3

17、3s ，故障地点：线路50%处分别设置不同故障类型，单相接地短路，两相接地短路，两相短路，三相接地短路，观察功角差变化情况。发电机功角40.000发电机功角2000.000Gen1_Gen2(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_Gen2(deg.)( 发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCur

18、ve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)0.00020.000-2000.0000.000-4000.000-20.000-6000.000-40.000-8000.000-60.000-10000.000-12000.000-80.0000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.00时间( 秒)时间(秒)图 18图 19发电机功角发电机功角40.0002000.000Gen1_Gen2(deg.)( 发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_Gen2(deg

19、.)( 发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)0.00020.000-2000.0000.000-4000.000-20.000-6000.000-40.000-8000.000-60.000-10000.000-80.000-1

20、2000.0000.001.002.003.004.005.000.001.002.003.004.005.00时间( 秒)时间( 秒)图 20图 21图 18 是发生 A 相接地短路时切除故障的功角差摇摆曲线；.图 19是在发生 AB两相接地短路时切除故障的功角差摇摆曲线；图 20 是在发生 AB两相短路时切除故障的功角差摇摆曲线； 图 21 是在发生三相接地短路时切除故障的功角差摇摆曲线。由图 18- 图 21 可以看出，对于 A 相短路接地和 AB两相故障，系统均能保持暂态稳定，但 AB两相短路故障时的相对功角摆动幅度更大；发生两相接地短路故障和三相接地短路故障时系统将失去暂态稳定，但三

21、相短路故障时的相对功角摆动幅度更大。由此可见，三相短路故障最严重，对系统暂态稳定影响最大，两相接地短路次之；两相短路较小；单相短路接地影响最小。53. 不同故障持续时间对该系统暂稳的影响故障类型：三相短路故障线路： GEN2-230STNC-230故障地点：线路50%处故障开始时间： 1s分别选取不同故障时间稳定切除时间，极限切除时间， 失稳切除时间，观察功角差及有功、频率变化情况。a）功角差变化情况发电机功角发电机功角100.000发电机功角Gen1_Gen2(deg.)( 发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)2000.000Gen1_Gen2(deg.)( 发电机功角

22、ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_Gen2(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)60.000Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen1_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)Gen2_GEN

23、3(deg.)(发电机功角 ST作业_1DirectCurve.DAT)0.00050.000-2000.00010.0000.000-4000.000-50.000-40.000-6000.000-100.000-8000.000-90.000-150.000-10000.000-12000.000-140.0001.002.003.004.005.00-200.0000.001.002.003.004.005.000.000.001.002.003.004.005.00时间秒()时间( 秒)时间( 秒)图22图23图24不同切除故障时间的时域仿真结果如图22- 图 24 所示，图 22 是

24、在 1.28s 切除故障线路时的功角差摇摆曲线；.图 23 是在 1.31s 切除故障线路时的功角差摇摆曲线；.图 24 是在 1.33s切除故障线路时的功角差摇摆曲线；.从仿真曲线可以看出1.28 s切除故障和 1.31s 切除故障，系统均能保持暂态稳定，但1.31s 切除故障的相对功角变化幅度更大；而1.33s 切除故障，功角差无限增大， 系统将失去暂态稳定。 由此可见，快速切除故障可以显著提高系统的暂态稳定性。b）有功，频率变化情况发电机_Gen1发电机_GEN3发电机_Gen23.0004.0003.500P(p.u.)(发电机_GEN3 ST作业_1DirectCurve.DAT)P

25、(p.u.)(发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)( 发电机_GEN3 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)( 发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)2.5003.0002.5002.0002.0001.5001.5001.0000.5001.0000.0000.500-0.500-1.0000.000-2.000-1.5000.001.002.003.004.00

26、5.00-0.5000.001.002.003.004.005.00时间秒()0.001.002.003.004.005.00时间( 秒)时间( 秒)图25图26图276发电机_Gen1发电机_Gen2发电机_GEN34.0005.0004.000P(p.u.)( 发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)P(p.u.)( 发电机_GEN3 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_Gen1 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_Gen2 ST作业_1DirectCurve.DAT)f(Hz)(发电机_GEN3 ST作业_1DirectCurve.DAT)3.5003.0004.0003.0002.0003.0002.5001.0002.0002.0001.5000.0001.0001.000-1.0000.0000.500-2.