节点配电网的建模与仿真.docx

大学生课外创新实验竞赛总结报告 项目简介： 在配电网的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化。要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的，因此配电网的某个节点电压偏移额定值是无法避免的。为保证电力系统的正常运行，需要对各节点处的电气量进行监测。在电力系统发生故障后，各节点的电气量也会发生较大波动，也需要对各节点处的电气量进行监测。对配电网进行建模仿真，可以了解配电网各个节点的电流，电压特征，仿真结果对配电网的实际运行有着正要的实际意义。 在 PSCAD/EMTDC 平台上搭建 13 节点中性点不接地配电网的仿真模型，仿真了不同故障情况对故障点的电压，电流的幅值、相位特征的影响，并得到各节点处的节点电压和电流的 波形。将各节点电压和电流的数据导入 matlab 中对数据进行绘图。并对数据进行频谱分析， 在频域上观察电流电压数据的基本特征。 为了提取各节点处的以及故障处电流电压的特征量，基于 PSCAD/EMTDC 的仿真环境，搭建了 13 节点中性点不接地配电网的仿真模型。线路模型采用分布式参数模型进行仿真。对于故障分析，改变故障的发生位置，故障的发生时间以及故障的类型进行仿真，观察各节点处电流、电压的仿真曲线，并对结果进行简单分析。深入研究故障对整个配电网各节点处的电流电压特征量的影响，为故障的确定以及排除提供了理论依据。 关键词：PSCAD/EMTDC matlab 潮流分析 频谱分析 Ag 故障 配电网 项目创新点： 在 PSCAD/EMTDC 平台上搭建 13 节点中性点不接地配电网的仿真模型，其中输电线路采取分布式参数模型进行建模。改变故障的发生时间，发生位置以及故障类型，在 PSCAD/EMTDC 平台上进行仿真。将在PSCAD/EMTDC 中得到的各节点电压和电流的数据导入matlab 中对数据进行绘图，并对不同节点的电流电压波形进行对比，简要分析造成差异的主要原因。同时对各节点所采集的电流电压数据进行频谱分析。 目 录 第一章 绪论… 1 项目背景… 1 研究意义… 1 第二章 PSCAD 的软件介绍与潮流计算简介… 2 PSCAD 软件的介绍 2 潮流计算简介 3 第三章 13 节点配电网的建模… 4 仿真模块的设计… 4 配电网的建模… 9 第四章 仿真结果的分析… 10 不同故障下的仿真波形… 10 matlab 绘图… 16 频谱分析… 18 附件… 20 第一章 绪论 项目背景 配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。 配电网按电压等级来分类可分为高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV，苏州有 20KV 的），低压配电网（220/380V）；在负载率较大的特大型城市，220KV 电网也有配电功能。按供电区的功能来分类可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。在城市电 网系统中,主网是指 110KV 及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220KV 及以上） 电网的作用配电网是指 35KV 及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。 配电网络的拓扑分析是根据配电电气元件的连接关系，把整个配电网络看成线与点结合的拓扑图，然后根据电源结点、开关结点等进行整个网络的拓扑连线分析，它是配电网络进行状态估计、潮流计算、故障定位、隔离及供电恢复、网络重构等其它分析的基础。 配电网络的结构庞大且复杂，网络结构由于故障或负荷转移操作中开关的开合，经常发生变化。作为配电网络分析的基础，网络拓扑计算需要进一步提高，因此迫切需要一个好的网络拓扑算法。好的网络拓扑算法应该有效且直观，它不仅能满足配电网自动化中的不同高级功能的要求，还应能实现配电网络连通性的快速跟踪和识别，适应事件变化。同时还应节省存储空间和其他高级计算功能的时间。目前国内外在这方面现有的研究有关联表矩阵表示法、网基矩阵表示法、结点消去法、树搜索表示法、离散处理法等。 研究意义 电力系统的出现，使高效，无污染，使用方便，易于控制的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的发展，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。潮流计算是电力系统 最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以 确定各母线的电压幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现 电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为