13节点配电网建模与仿真分析汇总版
电力系统建模及仿真课程设计
《电力系统建模及仿真课程设计》总结报告姓名学号院系班级指导教师目录一、设计目的 (1)二、课程设计的基本要求 (1)三、电力系统仿真模型的建立与分析 (1)（一）电力系统故障分析和潮流计算的原理 (1)1、电力系统故障分析的原理 (1)2、电力系统潮流计算的原理 (2)（二）电力系统故障的仿真与分析 (5)1、短路故障 (5)2、电力网络潮流计算 (16)四、心得体会 (31)五、参考文献 (31)一、设计目的该课程设计是在完成《电力系统分析》的理论教学之后安排的一个实践教学环节。
其目的在于巩固和加深对电力系统潮流和短路电流计算基本原理的理解，学习和掌握应用计算机进行电力系统设计和计算的方法，培养学生独立分析和解决问题的能力。
二、课程设计的基本要求（1）用Matlab中Simulink组件的SimPowerSystems工具箱构建设计要求所给的电力系统模型，在所给电力系统中K处选取不同故障类型（三相短路、单相接地短路、两相短路、两相接地短路进行仿真，比较仿真结果，给出自己的结论。
（2）基于Matlab/Simulink，搭建电力网络模型，并进行潮流计算。
三、电力系统仿真模型的建立与分析（一）电力系统故障分析和潮流计算的原理1、电力系统故障分析的原理电力系统短路故障分为两类,横向不对称故障和纵向不对称故障，横向不对称故障包括两相短路，单相接地短路以及两相接地短路三种类型，其特点是由电力系统网络中的某一点（节点）和公共参考点（地接点）之间构成故障端口。
该端口一个是高电位点，另一个是零电位点。
纵向不对称故障包括一相断相和两相断相两种基本类型，其特点是由电力系统网络中的两个高电位之间构成故障端口。
目前实际中用的最多的和最基本的方法仍是对称分量法，应用对称分量法分析计算简单不对称故障时，对于各序分量的求解一般有两种方法：一种是直接联立求解三序的电动势方程和三个边界条件方程；另一种是借助于复合序网进行求解，即根据不同故障类型所确定的边界条件，将三个序网络进行适当的链接，组成一个复合序网，通过对复合序网的计算，求出电流、电压的各序对称分量。
电力系统仿真实训报告电力系统仿真实训
电力系统仿真实训报告1 前言电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算,它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态。
在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中,都需要利用潮流计算来定量分析、比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
本次课程设计任务是闭环网络的潮流计算，用到的方法为PQ分解法潮流计算。
2 实训目的与要求2.1实训目的电力系统分析的潮流计算是电力系统分析的一个重要的部分。
通过对电力系统潮流分布的分析和计算，可进一步对系统运行的安全性，经济性进行分析、评估，提出改进措施。
电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。
潮流计算是指对电力系统正常运行状况的分析和计算。
通常需要已知系统参数和条件，给定一些初始条件，从而计算出系统运行的电压和功率等；潮流计算方法很多：高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。
本实验采用P-Q分解法进行电力系统分析的潮流计算程序的编制与调试，获得电力系统中各节点电压，为进一步进行电力系统分析作准备。
通过实验教学加深学生对电力系统潮流计算原理的理解和计算，初步学会运用计算机知识解决电力系统的问题，掌握潮流计算的过程及其特点。
熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。
2.2实训要求编制调试电力系统潮流计算的计算机程序。
程序要求根据已知的电力网的数学模型（节点导纳矩阵）及各节点参数，完成该电力系统的潮流计算，要求计算出节点电压、功率等参数。
3 实训内容1 基于PSASP的电力系统潮流计算仿真1.1 实验要求要求在掌握电力系统稳态分析知识的基础上，根据PSASP中电力系统潮流计算的步骤，利用该软件实现电力系统的潮流计算，并能根据潮流计算结果，对电力系统进行运行情况分析。
电力系统建模仿真作业
风电并网后静态电压稳定性分析的建模与仿真电力系统经常采用P-V曲线分析法来分析有关静态电压稳定性的问题,P代表穿越传输断面传送的功率或者一个区域的总负荷,V代表代表性节点或关键节点的电压。
P-V曲线分析法即是建立一个区域负荷或者传输界面潮流和节点电压之间的关系曲线,从电力系统当前的稳定运行点开始,通过不断增加P,使用潮流计算,描出代表节点的电压变化曲线,用P-V曲线的拐点来表示区域负荷或者传输界面功率的增加导致整个系统临界电压崩溃的程度,即系统静态电压稳定极点。
在把P-V曲线法用于研究风电的接入对电压静态稳定性的影响时,P代表的是风电场输出的有功功率,V为机端电压、风电接入点电压（PCC电压）等其他需要监测的母线电压。
实际上，P-V曲线法是在静态情况下,研究风速变化导致的风电场输出有功功率的变化对电网电压的影响。
用风电输出的有功功率引起的电压水平的变化及当前运行点到电压崩溃点的“距离”,反映风电接入的电网的电压稳定裕度。
在求取风电接入系统的P-V曲线时 ,除了系统平衡节点外,一般不考虑网内其他常规机组的有功功率的变化以及网内负荷的变化情况。
综上,电网基于静态电压稳定性的风电接纳能力,即是以电网的静态电压稳定性作为约束条件,在保证电网静态电压稳定的基础上尽可能多接入风电。
通常系统静态电压越限临界点所接入的风电容量即为系统可接纳的最大风电并网容量。
1算例本文通过IEEE14节点标准测试系统作为算例，风电场通过变压器和110 kV 线路接入IEEEl4节点标准测试系统的14号节点，使用以上算法对基于静态电压稳定性下的一风电场的并网功率极限进行计算。
风电场IEEE14节点系统110kv线路图2.2 风电场接入IEEE14系统图图中变压器标幺变比取1（在实际运行中，可以通过改变变压器的分接头来调控特定节点的电压），风电场接入系统的线路参数为12.6+j24.96Ω。
本文基于双馈感应风机的风电场进行电压静态稳定约束下接纳能力计算。
电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用_第7章汇总
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 图7-2 串联补偿装置结构
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 打开SimPowerSystems库demo子库中的模型文件power_ 3phseriescomp，可以直接得到图7-1的仿真系统如图7-3所示， 以文件名circuit_seriescomp另存，以便于修改。
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 图7-15 等效三相电源参数设置
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
从SimPowerSystems/Measurements子库中复制“阻抗测 量”模块到本模型文件中，将该模块连接到母线B2的a相和 b相线路上，得到a相和b相的阻抗之和。将阻抗测量模块参 数对话框中的“增益参数”(Multiplication factor)改为0.5， 即可得到一相阻抗。
Vprot 2.5 2In XC 2.5 2 2 42.24 298.7 kV
(7-4) 其中，In为线电流有效值，取值为2 kA。
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
为了保护MOV，在MOV上并联了由断路器模块等效的 放电间隙Gap，当MOV上承受的能量超过阈值时，间隙放电。 与放电间隙串联的RL支路是用来限制电容电流上升率的阻 尼电路。“能量和放电间隙触发”(Energy & Gap firing)子系 统完成对放电间隙Gap的控制，仿真系统模型如图7-6。该系 统对MOV中的能量进行积分计算，当能量值大于30 MJ时发 送合闸信号到断路器模块Gap中，断路器合闸，实现间隙放 电。
相角1 为 18.22°，母线 B1 的 a 相电流幅值 2Ia 为 1.56 kA，
ATRU建模与仿真分析 实验报告模板仿真操作说明 (1)
实验一、ATRU正常工况供电特性仿真实验一、实验目的1．测量ATRU空载时的变压器输出及直流输出电压，观测电压波形，分析验证移相原理。
2.带载状态下，测量ATRU负载时的供电特性曲线，分析滤波前后波形THD大小及区别，并分析原因。
二、预习要点1．ATRU工作原理是什么？在空载实验时应该如何测量电压移相波形？2．做负载供电特性实验时，THD及直流畸变系数的定义是什么？如何测量？三、实验项目1．空载实验自耦变压器移相原理分析。
2．负载供电特性。
3．变压变频输入实验。
四、实验内容及步骤1．空载实验和变压器移相原理仿真分析1）参考仿真操作说明书建立仿真模型，将输入电压幅值设定为115V，频率为400Hz，将幅值和频率固定，电源设置完成，设置仿真时间1s，启动开始仿真。
2）测试并记录变压器输出线电压、整流器输出电压、负载端电压，记录其波形并进行分析。
3）记录整流器并联输出端和输出滤波后的电压波形，改变输出滤波电感和电容值，分析滤波效果。
5）根据自耦变压器变压器输出线电压向量图，选择两个线电压，记录两个线电压波形的时间差，计算出两波形的相位差，验证变压器的移相原理。
图1变压器输出线电压向量图2．负载特性测试1）将输出接上负载，由空载到负载状态，ATRU进入正常工作状态，仿真时间1S；2）选择输出负载，加入5kW、10kW、3kW负载，观察不同负载情况下，输出电压和电流的变化。
记录于表1.表1ATRU负载实验序号1234负载(kW)空载负载电压(V)负载电流(I)3．变压变频实验1）分别将输人电压幅值调整为108V和118V，频率为额定频率400Hz，观察改变输入电压幅值对ATRU输出性能的影响。
2）调节变频电源的幅值固定为额定115V，将输入电压频率调整为350Hz至450HZ观察改变输入电压频率对ATRU输出性能的影响。
五、实验报告1.分析ATRU空载仿真实验电压及电流波形数据，给出自耦变压器输出电压移相波形及电流波形分析。
电力建模方案
电力建模方案1. 引言电力建模是指利用数学方法和计算机技术对电力系统进行建模和仿真分析的过程。
通过电力建模，可以预测电力系统的运行状态和电力设备的性能，有助于电力系统规划、运行和维护。
本文档将介绍电力建模的基本原理和流程，并提供相关的方法和工具。
2. 电力建模的基本原理电力建模的基本原理是根据电力系统的物理特性和电气方程，将电力系统抽象成数学模型，并利用计算机对模型进行求解和分析。
电力建模的基本原理包括以下几个方面：•电力系统的物理特性：电力系统由发电机、变压器、输电线路、配电设备等组成，不同的设备具有不同的物理特性，包括电阻、电感、电容等。
•电气方程：根据电路理论和电气方程，可以建立电力系统的数学模型，包括电压方程、电流方程和功率方程等。
•节点和支路：电力系统可以抽象成电路图，节点表示电力系统中的连接点，支路表示连接节点的电力设备。
3. 电力建模的流程电力建模的流程包括以下几个步骤：1.收集数据：收集电力系统的运行数据和设备参数，包括发电机的额定功率、变压器的变比、输电线路的电阻和电抗等。
2.建立模型：根据收集到的数据，建立电力系统的数学模型，可以使用基于物理特性和电气方程的建模方法，也可以使用基于经验数据的建模方法。
3.求解模型：利用计算机对建立的模型进行求解，得到电力系统的电压、电流和功率等参数。
4.分析结果：分析求解得到的结果，评估电力系统的运行状态和设备的性能，包括电压稳定性、电流负荷能力、功率损耗等。
5.优化设计：根据分析结果，优化电力系统的设计和运行策略，包括电压调节、负荷均衡、设备选型等。
4. 电力建模的方法和工具电力建模可以采用多种方法和工具，根据建模的目的和需求，选择合适的方法和工具进行建模和分析。
常用的电力建模方法和工具包括：•潮流计算：用于计算电力系统的功率分布和电压稳定性，常用的潮流计算方法有牛顿-拉夫逊法、高斯-赛德尔法等。
•负荷流动性分析：用于评估负荷的可靠性和均衡性，常用的方法有负荷流动性模型、负荷最优配置模型等。
主动配电网建模及谐波特性研究的开题报告
主动配电网建模及谐波特性研究的开题报告一、研究背景及意义随着新能源发电、电动汽车、智能电网等技术的迅猛发展，电力系统的复杂性越来越高，传统的被动配电网已不能满足多种能源的并网、灵活调度和安全稳定运行的需求。
主动配电网因其具有智能化、可控性强等优势，成为了未来电力系统的发展趋势。
主动配电网的建设需要对其进行建模和仿真研究，以便更好地分析其运行特性、优化控制策略和对系统进行规划设计。
而谐波是主动配电网中常见的问题之一，会对系统中的电气设备造成损坏，影响供电质量。
因此，对主动配电网的谐波特性进行研究也具有重要的实际意义。
二、研究内容及方法本研究将以某工业园区主动配电网为研究对象，对其进行建模和仿真。
主要研究内容包括：1. 主动配电网的建模。
采用PSCAD软件对主动配电网进行建模，包括主动配电网的拓扑结构、控制器、负载等元件的建模。
2. 主动配电网的谐波分析。
通过对主动配电网内各元件的谐波分析，得到系统内的谐波电压和电流，并对谐波进行分类识别和统计分析。
3. 谐波对主动配电网的影响分析。
分析谐波对主动配电网内各元件的影响，包括谐波引起的损耗、谐波电流的过载和电气设备的故障等。
4. 主动配电网谐波控制策略研究。
针对谐波对主动配电网造成的问题，提出并实现谐波控制策略，降低谐波对电力系统造成的危害。
三、研究预期成果及创新点本研究的预期成果包括：1. 某工业园区主动配电网的建模和仿真平台，可用于分析主动配电网的运行特性和优化控制策略。
2. 主动配电网谐波特性分析报告，可为电力系统运行维护提供参考。
3. 主动配电网谐波控制策略及实验结果，对解决电力系统中谐波问题具有一定的实用价值。
本研究的创新点在于对主动配电网的谐波特性进行系统分析和控制策略研究，为构建智能、安全、高效的主动配电网提供了一定的理论和实验依据。
四、进度计划1. 第一年：对主动配电网进行建模，完成系统内各元件的仿真。
2. 第二年：进行主动配电网的谐波分析，并对谐波进行分类识别和统计分析。
电路仿真实验报告模板汇总
电路仿真实验报告实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析一、实验目的（1）学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。
（2）学习使用Pspice进行直流工作点的分析和直流扫描的操作步骤。
二、原理与说明对于电阻电路，可以用直观法列些电路方程，求解电路中各个电压和电流。
Pspice软件是采用节点电压法对电路进行分析的。
使用Pspice软件进行电路的计算机辅助分析时，首先编辑电路，用Pspice的元件符号库绘制电路图并进行编辑。
存盘。
然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自动”进行电路分析了。
三、实验示例1、利用Pspice绘制电路图如下2、仿真（1）点击Psipce/New Simulation Profile,输入名称；（2）在弹出的窗口中Basic Point是默认选中，必须进行分析的。
点击确定。
（3）点击Pspice/Run或工具栏相应按钮。
（4）如原理图无错误，则显示Pspice A/D窗口。
（5）在原理图窗口中点击V,I工具栏按钮，图形显示各节点电压和各元件电流值如下。
四、思考与讨论1、根据仿真结果验证基尔霍夫定律根据图1-1，R1节点：2A+2A=4A,R1,R2,R3构成的闭合回路：1*2+1*4-3*2=0，满足基尔霍夫定律。
U呈线性关系，3R I=1.4+(1.2/12) 1S U=1.4+0.11S U，式中1.4A表示2、由图1-3可知，负载电流与1SU置零时其它激励在负载支路产生的响应，0.11S U表示仅保留1S U，将其它电源置零（电压源将1S短路，电流源开路）时，负载支路的电流响应。
3、若想确定节点电压Un1随Us1变化的函数关系，应如何操作？应进行直流扫描，扫描电源Vs1，观察Un1的电压波形随Us1的变化，即可确认其函数关系！4、若想确定电流Irl随负载电阻RL的变化的波形，如何进行仿真？将RL的阻值设为全局变量var，进行直流扫描，观察电流波形即可。
配电网络自动化第8讲-配电网简化建模
Page26
2).配电网重构的意义
(1).提高供电可靠性
故障条件下的重构，可以隔离故障区域，恢复非故障区域的供电。 在配电系统发生故障时，可以打开配电系统中的某些分段开关隔 离故障，同时合上某些联络开关把故障线路上的部分或全部负荷转 移到其他线路上去，从而起到快速隔离故障和恢复供电的目的。
a
bc d
e fg
A
B C D E FG H
联络开关
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2).配电网重构的意义
正常工况下进行配网重构，可以在保持全网辐射形拓 扑结构的条件下，调整网络拓扑结构和负荷分布，实现提 高节点电压质量、降低网络损耗、均衡负荷、消除过载和 提高供电可靠性等目标。
a
bc d
e fg
A
BCDE
FG H
联络开关
1 1 2 5 6 7
1 13
8 11 12 1
3
1 1 1 13 1 1 1 1 10 1 1 1 1
2 1
3 13 1
1 1
1 1
101
(38)
2
3 13 4
<63>
(24)
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)
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5
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6
<30> )
(16)
7 46
配电网络自动化
第八讲 配电网简化建模
电气工程学院
9901
9935 523
9923
变电站A
9907 9905
9908
511
2020三机九节点电力系统建模与仿真
学院专业姓名学号指导教师邮箱提交日期一、摘要电力系统仿真计算己经成为电力系统设计、运行与控制中不可缺少的手段。
通过设置不同故障类型、不同故障地点运用仿真技术可以对电力系统的暂态稳定进行分析。
本文采用IEEE 3 机9 节点的经典多机模型，基于隐式梯形积分法对系统发生三相金属性短路故障进行仿真，分析系统在这种情况下的暂态稳定。
发电机模型采用经典的二阶模型;负荷采用恒定阻抗负荷。
在Matlab2010 上编写程序进行调试和运行。
电力系统是由不同类型的发电机组、多种电力负荷、不同电压等级的电力网络等组成的十分庞大复杂的动力学系统。
其暂态过渡过程不仅包括电磁方面的过渡过程，而且还有机电方面的过渡过程。
由此可见，电力系统的数学模型是一个强非线性的高维状态方程组。
在动态稳定仿真中使用简单的电力系统模型，通过仿真计算分析说明，此仿真方法可以进行简单的电力系统暂态分析，对提高电力系统暂态稳定具有重要意义。
二、案例本次课程主要应用P. M. Anderson and A. A. Fouad 编写的《Power System Control and Stability》一书中所引用的Western System Coordinated Council (WSCC)三机九节点系统模型。
系统电路结构拓扑图如下：图2-1 3 机9 节点系统系统数据其中，节点数据如下：节点号有无负载类型电压相角有功负荷无功负荷有功出力无功出力电压基准期望电压N=[1 0 3 1.0400 0.00 0.00 0.00 71.60 27.00 16.50 1.0402 0 2 1.0250 0.00 0.00 0.00 163.00 6.70 18.00 1.0253 0 2 1.0250 0.00 0.00 0.00 85.00 -10.90 13.80 1.0254 0 0 1.0000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 230.00 1.0265 1 0 1.0000 0.00 125.00 50.00 0.00 0.00 0.00 0.9966 1 0 1.0000 0.00 90.00 30.00 0.00 0.00 0.00 1.0137 0 0 1.0000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 230.00 1.0268 1 0 1.0000 0.00 100.00 35.00 0.00 0.00 0.00 1.0169 0 0 1.0000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 230.00 1.032]; %支路数据% 从到电阻电抗容纳类型变比B=[1 4 0.0 0.0576 0.0 1 12 7 0.0 0.0625 0.0 1 13 9 0.0 0.0586 0.0 1 14 5 0.010 0.085 0.176 0 04 6 0.017 0.092 0.158 0 05 7 0.032 0.161 0.306 0 06 9 0.039 0.170 0.358 0 07 8 0.0085 0.072 0.149 0 08 9 0.0119 0.1008 0.209 0 0];发电机数据如下：% 发电机母线Xd Xd' Td0' Xq Xq' Tq0’Tj XfGe=[ 1 1 0.1460 0.0608 8.96 0.0969 0.0969 0 47.28 0.05762 2 0.8958 0.1198 6.00 0.8645 0.1969 0.535 12.80 0.06253 3 1.3125 0.1813 8.59 1.2578 0.2500 0.600 6.02 0.0585];三、仿真框图在仿真之前，首先，应明确仿真的所要到达的结果，即仿真目标:本此仿真的结果主要是得到发电机攻角、转速随时间变化的值，包括故障前、故障中、故障后。
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ghgh
13节点配电网建模与仿真分析
基本要求：
1）在PSCAD/EMTDC或Matlab/Simulink等平台上搭建13节点中性点不接地配电网的
仿真模型，采集主变压器低压侧的电气量，采样率为200kHz，仿真时间1s；
2）控制断路器B1在0.4s断开、在0.5s闭合；
3）线路684-671在0.6s、距671 0.8km处发生Ag故障。
扩展要求（可选做）：
1）采集不同节点的电气量，进行对比分析；
2）利用Matlab读取仿真数据，并画出仿真波形；
3）改变故障位置、故障时间、故障类型进行不同的仿真；
4）对采集的电气量进行频谱分析处理等。
提交内容：
仿真模型、程序、报告。
指导老师：
赵丽平（***************）
林 圣（*************）
网络结构：
650
646645632633634
10kV
220kV
675692680652671684611
B 1
2km架空线1.5km架空线3km架空线0.8km
架空线
1km架空线0.5km架空线4km架空线2.5km
电缆线
1.2km
架空线
0.6km架空线3.5km
架空线
tryt
ghgh
线路参数：
或者
Z0 = 0.3034+j1.4631（ohms/km）
Z1 = 0.0342+j 0.2750（ohms/km）
Y0 = 0.1×10-7+j0.1942×10-5（mhos/km）
Y1 = 0.1×10-7+j0. 4246×10-5（mhos/km）
负载参数：
节点 负载类型 额定电压 （kV） 有功 （kW） 无功 （kvar） 变压器容量
（kVA）
645 三相 10.5 1000 200
646 三相 0.4 50 12 10000
633 三相 10.5 2000 300
634 三相 10.5 500 90
671 三相 10.5 1500 250
684 三相 0.4 100 40 10000
611 三相 0.4 80 10 10000
652 三相 0.4 80 10 10000
680 三相 0.4 800 150 10000
692 三相 10.5 5000 800
675 三相 0.4 600 120 10000
主变压器容量：100MVA