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基于PQ分解模型的静态安全分析毕业论文 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 1.1课题的研究背景和研究意义 1 1.2 课题的国内外研究现状 1 1.2.1 电力系统静态安全分析的概念及分类 1 1.2.2 静态安全分析的发展历史 2 1.3 论文的主要研究内容 3 2基于P-Q分解模型的静态安全分析原理 4 2.1 基于P-Q分解模型的潮流计算原理 4 2.2 基于P-Q分解模型的静态安全分析 11 3 仿真分析 15 3.1 MATLAB语言简介 15 3.1.1 MATLAB简介 15 3.1.2 MATLAB语言简介 15 3.2基于P-Q分解模型的静态安全分析在MATLAB中的实现 16 3.2.1 总体流程图 16 3.2.2 原始数据表及分析 16 3.2.3 基于P-Q分解模型的潮流计算仿真分析 20 3.2.4 基于P-Q分解模型的静态安全分析的仿真研究 21 结论 25 参考文献 28 附录A：基础数据生成子程序 29 附录B：潮流计算子程序 31 附录C：支路传输功率计算子程序 33 附录D：支路开断时首末节点注入功率增量计算子函数 35 附录E：修改节点注入功率子程序 35 附录F：静态安全分析主程序 37 致 谢 42 1 绪论 1.1课题的研究背景和研究意义 电力系统作为当今规模最大，结构和技术含量最高的人工实时自动化系统，其发展的自动化程度可以作为一个国家综合实力的重要标志。目前，我国电网的规模已居世界第一位，无论是在电网规模电压等级还是自动化水平上都可以说世界领先，但同时其安全性和稳定性也正经受着严峻的考验[1-3]。尤其是在见证了国内外电力系统事故造成的损失后，电力系统的稳定性和安全性问题日趋凸显，比如：1978年法国电网因负荷的迅速攀升，导致电网电压迫降而失稳，造成大面积停电事故；2003年由于输电线路过负荷引发的美加大停电，造成了巨大的经济损失，对社会造成了严重的恶劣的影响。因此，为了保证系统的安全稳定运行，并且保证系统供电的持续性，迫切需要对电力系统进行实时运行状态评估，以提高其应对事故的能力。电力系统静态安全分析作为电力系统实时运行状态评估的方法之一，在电力系统的研究中占据了重要的位置[2]。 利用静态安全分析可以对系统进行事故预想，对于一个输电系统规划方案而言，可以校验其承受事故的能力；对运行中的系统而言，可以校验其运行方式及接线方式的安全性，进而给出事故前后应采用的防范措施或校正措施。迄今为止，国内外开发研究了许多专门用于静态安全分析的方法。其中基于P-Q分解模型的静态安全分析方法由于具有较好的精度，可以提供电力系统所有状态变量的变化情况，在电力系统的静态安全分析中得到了广泛使用[2]。 随着计算机技术的发展以及电网规模的增大，数字仿真技术对于电力系统的分析计算变得至关重要。MATLAB由于其强大的计算功能，为电力系统的仿真分析提供了技术支持[4,5]。 因此，研究基于P-Q分解模型的静态安全分析方法及其在MATLAB中的仿真实现，对于电网的安全稳定运行意义重大。 1.2 课题的国内外研究现状 1.2.1 电力系统静态安全分析的概念及分类 安全性指电力系统在运行中承受故障扰动（例如突然失去电力系统的元件或短路故障等）的能力[6-9]。而安全分析分为静态安全分析和动态安全分析。静态安全分析假设电力系统从事故前的静态直接转移到事故后得另一个静态，不考虑中间暂态过程，其主要是指应用Ｎ-1原则，逐个无故障断开线路，变压器等元件，检查其他元件是否因此过负荷以及电网电压是否越限，用以检验电网结构强度和运行方式是否满足安全运行要求。而且，电力静态安全分析仅考虑事故后稳态运行情况的安全性，研究电力系统中元件断开引起支路有功潮流及母线电压越限，如果出现越限就要采取相应的校正控制策略以保证系统的正常运行[2]。 从不同角度可将静态安全分析分成若干类，下面逐一说明。 ①依据生成导纳矩阵，即得到事故后的网络拓扑分类中有三种模式[10,11]。 1）第一种：首先假设具体某条线路断开，然后针对事故后的网络生成导纳矩阵，再进行潮流计算，得到状态参数，最后和规定的章程来对比判断是否越限； 2）第二种：首先计算潮流，然后假设某条线路断开，此时并不重新计算故障后的潮流，而是从用原来的潮流的参数结合特定潮流算法的特点导出故障后的状态参数，再查规定的章程来判断是否越限。很显然，第一种最贴近实际，但计算量会随着剧增，第二种就不存在这种问题。 3）第三种：首先假设每条线路开断，由于单条线路开断只影响导纳矩阵中的四个参数，依据规律得出断线后的导纳矩阵，在进行潮流计算，得到状态参数，最后和规定的章程来对比是否越限。 ②依据开断原件类型，静态安全分析可分为两种模式[2]。 1）第一种：针对发电机