福州大学至诚学院
本科生毕业设计（论文）
题 目： 故障类型对电力系统功角稳定的
影响分析
姓 名： 林郭建
学 号： 210992017
系 别： 电气工程
专 业： 电气工程及其自动化
年 级： 2009级
指导教师：
2013年 5 月 20日
独创性声明
本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。
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关于论文使用授权的说明
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论文作者签名： 指导教师签名： 日期：
故障类型对电力系统功角稳定的影响分析
摘要
随着电力应用在世界各国的竞争日益加剧，在电力市场条件下供电系统的安全稳定性问题日益凸现显。电力系统如果失去稳定，那么它所造成的损失是无法用数字来计算的。电力系统的稳定与否将严重的影响社会经济的各个领域。为了保障利益的最大化，提高电力系统的稳定性已经成为世界各国关于电力建设的主要问题和探讨方向。由于电力系统稳定性包括电力系统的功角稳定。因此研究分析电力系统的功角稳定性是分析电力系统稳定性当中一个不可或缺的环节。
维持整个电力系统的功角稳定能为系统带来如下好处：一方面稳定的系统能带来稳定的电压，并且提高电能质量的同时，还能避免引起短路导致的大电流和低电压的状况，从而降低供电系统的危险性；从另一个方面分析，倘若电力系统的功角失稳，可能会发生部分电网保护发生故障或者误操作，最终引起重大的电力事故。例如大面积停电，电网瓦解，严重的影响用户生产生活与工业产出。
本论文结合专业理论知识，利用电力系统仿真软件BPA软件为辅助工具，通过输出报告分析来电力系统的稳定性。应用《电力系统暂态分析》和《电力系统稳态分析》中简单的例题做为例子，由给定的数据，然后使用BPA软件进行续潮流计算，得出数学模型后进行暂态稳定性分析。
关键词：电力系统，功角稳定，BPA应用
I
Type of Fault on The Power System Angle
Stability Analysis
Abstract
With the application of power in the world of increasing competition in the electricity market under the conditions of security and stability of power system problems were becoming increasingly apparent. If you lose power system stability, so it is impossible to use the loss figures to be calculated. Power system is stable or not will seriously affect the social and economic fields. In order to protect the interests of maximizing improve power system stability has become a world power construction on the main issues and explore orientation. The stability of the power system, including power system angle stability. Therefore, analysis of power system angle stability analysis of power system stability which is an integral part.
Maintain the entire power system angle stability for systems bring the following benefits: on the one hand a stable system can bring a stable voltage, and improve power quality at the same time, but also to avoid causing a short circuit caused by high current and low voltage conditions, thereby reducing the risk of the power supply system; analysis from another aspect, if the power angle power system instability may occur some failure or malfunction of electrical protection, and ultimately lead to significant electrical incidents. Such as large area blackout, power grid collapse, severe impact on user productivity life and industrial production.
This paper combines theoretical knowledge, the use of BPA power system simulation software software aids come through the output report analyzes the power system stability. The use of \system transient analysis\and \analysis of power systems\as the example of the simple examples from the given data, and then use the software to continue the trend of BPA calculated the mathematical model for transient stability analysis after.
Keywords: Power system, Angle stability, The application of BPA
II
目 录
第1章 绪论 ................................................................................................................................... 1
1.1 研究背景 ........................................................................................................................... 1 1.2 研究意义 ........................................................................................................................... 2 1.3 分析方法 ........................................................................................................................... 2 1.4 研究内容 ........................................................................................................................... 3 第2章 同步发电机模型 ............................................................................................................... 4
2.1 同步发电机关于电力系统功角稳定现象与机理 ........................................................... 4 2.2同步发电机的模型意义 .................................................................................................... 4 2.3同步发电机的七阶模型推导 ............................................................................................ 6 2.4同步发电机的六阶模型推导 ............................................................................................ 8 2.5同步发电机的五阶模型推导 ............................................................................................ 9 2.6同步发电机的四阶模型推导 ............................................................................................ 9 2.7同步发电机的三阶模型推导 .......................................................................................... 11 2.8同步发电机的三阶模型推导 .......................................................................................... 12 2.8同步发电机的二阶模型推导 .......................................................................................... 12 2.9同步发电机模型总结 ...................................................................................................... 13 第3章 BPA的介绍和稳定性分析 ............................................................................................ 15
3.1 BPA概述 ......................................................................................................................... 15
3.1.1 BPA的介绍 ........................................................................................................... 15 3.1.2 BPA的功能 ........................................................................................................... 15 3.1.3 BPA部分使用介绍 ............................................................................................... 16 3.2 例题8-1稳定性分析 ...................................................................................................... 18
3.2.1 单相短路设计 ....................................................................................................... 23 3.2.2 两相短路设计 ....................................................................................................... 25 3.2.3 三相短路设计 ....................................................................................................... 27
结论 ............................................................................................................................................... 29 参考文献 ....................................................................................................................................... 30 谢辞 ............................................................................................................................................... 31 附录1 《电力系统稳态分析》例题3-6的BPA潮流计算程序 ............................................. 32 附录2 《电力系统暂态分析》例题8-1的BPA潮流计算程序 ............................................. 33 附录3 《电力系统暂态分析》例题8-1的BPA单相短路暂态分析程序 ............................. 34 附录4 《电力系统暂态分析》例题8-1的BPA两相短路暂态分析程序 ............................. 35
III