MATLAB同步发电机的并网过程仿真分析(2)

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2.4 相位差差对滑差的影响 9

2.5 相序差对滑差的影响 11

2.6 本章小结 12

3 发电机并网模型建立 13

3.1 发电机并网仿真模型 13

3.2 系统仿真模型的建立 15

4 发电机并网过程仿真分析 16

4.1 潮流计算和初始状态设置 16

4.2 发电机并网仿真 16

4.2.1 频差仿真分析16

4.2.2 压差仿真分析22

4.3 本章小结 23

结论 23

致谢 24

参考文献25

1. 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.1.1 课题背景

电力系统中常用三相同步发电机提供电力，但是单一的1台三相同步发电机对电网供电有明显的缺点：

(1) 不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电)；

(2) 无法实现供电的灵活性和经济性。[5]

通过多台同步发电机的并列运行向电网供电可以很好的缓建上述的缺点。通过并联可将几台同步发电机或几个发电站并成一个电网。现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上．而地区的供电网络总是由好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统。[5]由多台发电机或多个电站组成的电网供电有许多优点：

（1）提高了供电可靠性。单一电机发生故障或定期检修不会引起停电事故。[5]

（2）提高了供电的经济性和灵活性，例如水电厂与火电厂并联时，在枯水期和丰水期，两种电厂可以调配发电，使得水资源得到合理使用。在用电高峰期和低谷期．可以灵活地决定投入电网的发电机数量，提高了发电效率和供电灵活性。[5]

（3）提高了供电质量，电网的容量巨大，单台发电机的投入与停机，个别负载的变化，对电网的影响甚微，衡量供电质量的电压和频率可视为恒定不变的常数。[5]

为了达到上述优点，就必须要实现将同步发电机并列，并入电网。为了使发电机投入到电网进行并联运行时，不产生发电机和电网间的动态冲击电流，必须保证发电机的电压与电网电压在任何瞬时值都相等，即并联运行的理想条件是：

(1)发电机电压的有效值与电网电压的有效值相同；

(2)发电机的频率与电网的频率相等，且相位相同；

(3)发电机的相序与电网的一致。

实际研究过程中，很多研究无法采用实验的方法进行,很难把握准确性。但如今随着计算机仿真技术的日益成熟，有关电力系统的运行大都可以通过仿真来模拟调试。因此，仿真分析是特别重要的部分。发电机并网是实际电力系统运行中很常见也是很重要的一项操作。不当的并网操作将导致严重的后果。论文网

MATLAB可用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。其中有专用于电力系统分析的PSB（电力系统模块,Power system blockset）。PSB中有常见的发电机、变压器、线路负载等模型，可直接方便的模拟搭设电力系统。在Simulink环境下，通过借助PSB以及其他模块库,可以方便的搭建电力系统模型进行仿真,同时也能方便的显示其状态图形。本文以MATLAB中Simulink模块为主要工具，建立以同步发电机与无穷大系统并列的单机无穷大模型。研究时所使用和研究的系统模拟为发电机-无穷大系统，电力系统无穷大系统认为功率无穷大，频率恒定，电压恒定。这是工程上的常用手段，无穷大系统是最稳定的，单机系统是最不稳定的，所以在实际分析中只要发电机的功率远小于系统的总容量，就可以把系统理想化看做“无穷大”系统，使分析问题的变量减少，简化分析和计算。通过对各参数的调整，来研究同步发电机并网是的动态过程。