13节点配电网的建模与仿真.docx
上传者：mazhuangzi1
2022-06-22 15:38:22上传
DOCX文件
745 KB
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。
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，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。目前国外在这方面现有的研究有关联表矩
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。
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，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。目前国外在这方面现有的研究有关联表矩
13节点配电网的建模与仿真
