第一篇：電力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的研究

電力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的研究

黃細(xì)勇

佛山三水供電局

摘要：分析電力系統(tǒng)中故障數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的功能、現(xiàn)狀和特點(diǎn)，提出故障數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的概念并對(duì)其進(jìn)行研究。介紹平臺(tái)的主要特點(diǎn)，給出平臺(tái)設(shè)計(jì)的整體架構(gòu)，并說(shuō)明各組成模塊的功能劃分，還對(duì)模塊間的關(guān)系等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 故障分析 支撐平臺(tái)

一、前言

電力工業(yè)是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供能源的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的公用事業(yè)。但日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)，發(fā)生故障的幾率也在不斷增加，某些擾動(dòng)可能導(dǎo)致大面積停電和穩(wěn)定性問(wèn)題尖銳化，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)可能失去穩(wěn)定。

目前電力系統(tǒng)中的常用的故障分析系統(tǒng)有故障錄波系統(tǒng)、輸電線路行波測(cè)距系統(tǒng)、小電流接地選線系統(tǒng)和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)為分析電網(wǎng)故障、確定電力系統(tǒng)在特定情況下的運(yùn)行狀況提供了強(qiáng)有力的支持。這一類(lèi)應(yīng)用的共同點(diǎn)是都要對(duì)某些模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析和計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)不同故障分析系統(tǒng)的功能。但目前處理錄波數(shù)據(jù)的系統(tǒng)一般只針對(duì)具體的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)，相互之間盡管在數(shù)據(jù)處理方面有許多共性，卻是由不同公司各自開(kāi)發(fā)的，系統(tǒng)的開(kāi)放性差，只適用于某一種特定的應(yīng)用，缺少平臺(tái)化的設(shè)計(jì)思想。這樣就形成了所謂的“自動(dòng)化孤島”現(xiàn)象。

二、故障數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的功能分析

目前電力系統(tǒng)中常用的故障數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)有以下幾種：

（一）故障錄波分析系統(tǒng)

故障錄波系統(tǒng)是電力系統(tǒng)發(fā)生故障及振蕩時(shí)能自動(dòng)記錄的一種系統(tǒng),它可以記錄因短路故障、系統(tǒng)振蕩、頻率崩潰、電壓崩潰等大擾動(dòng)引起的系統(tǒng)電流、電壓及其導(dǎo)出量,如有功、無(wú)功及系統(tǒng)頻率的全過(guò)程變化現(xiàn)象。主要用于檢測(cè)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為,了解系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程中系統(tǒng)各電參量的變化規(guī)律,校核電力系統(tǒng)計(jì)算程序及模型參數(shù)的正確性，故障錄波已成為分析系統(tǒng)故障的重要依據(jù)。

系統(tǒng)主要由電流(電壓)智能監(jiān)視模塊、通信鏈路、監(jiān)視微機(jī)和分析軟件四部分組成,該系統(tǒng)將多個(gè)智能監(jiān)視模塊統(tǒng)一編址，通過(guò)通信網(wǎng)與分析主機(jī)相連，組成故障錄波系統(tǒng)。每一個(gè)智能監(jiān)視模塊相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的微型故障錄波器，在線監(jiān)視一條線路的運(yùn)行狀況，連續(xù)采集數(shù)據(jù)。當(dāng)該線路發(fā)生異常時(shí)，相應(yīng)模塊連續(xù)采集一段設(shè)定時(shí)間段的線路運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后，將異常出現(xiàn)時(shí)刻前后各一段設(shè)定時(shí)間的數(shù)據(jù)作為故障錄波信息保存，并上傳給分析主機(jī)；分析主機(jī)將模塊上傳的數(shù)據(jù)加以保存、遠(yuǎn)傳和處理，并可將異常波形顯示并打印出來(lái)。

（二）輸電線路行波測(cè)距系統(tǒng)

當(dāng)輸電線路發(fā)生故障后，必須通過(guò)尋線找出故障點(diǎn)，并根據(jù)故障造成的損壞程度判斷線路能否繼續(xù)運(yùn)行還是須停電檢修。行波測(cè)距是目前應(yīng)用廣泛的故障測(cè)距方法，其基本原理是：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后,在故障點(diǎn)將產(chǎn)生向兩端運(yùn)行的暫態(tài)行波,暫態(tài)行波在傳播過(guò)程中遇到不均勻介質(zhì)時(shí),將發(fā)生折射和反射,因此在故障點(diǎn)和母線檢測(cè)處暫態(tài)行波會(huì)發(fā)生反射和透射,這樣就可以利用兩個(gè)波頭之間的時(shí)間差來(lái)完成故障定位。

行波采集與處理系統(tǒng)安裝在廠站端，采用集中組屏式結(jié)構(gòu)，一般包括行波采集裝置、T－GPS電力系統(tǒng)同步時(shí)鐘以及當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)三部分。行波采集裝置主要負(fù)責(zé)暫態(tài)電流信號(hào)的采集、緩存以及暫態(tài)啟動(dòng)，并生成啟動(dòng)報(bào)告；T－GPS負(fù)責(zé)提供精確同步脈沖信號(hào)及全球統(tǒng)一時(shí)間信息；當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)由一臺(tái)工控機(jī)構(gòu)成，負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)來(lái)自裝置的暫態(tài)啟動(dòng)報(bào)告，并與安裝在線路對(duì)端所在變電所內(nèi)的行波采集與處理系統(tǒng)交換啟動(dòng)數(shù)據(jù)，從而自動(dòng)給出雙端行波故障測(cè)距結(jié)果。

（三）小電流接地選線系統(tǒng)

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)故障中絕大部分是單相接地故障。由于故障電流小，系統(tǒng)可帶故障繼續(xù)運(yùn)行一定時(shí)間，小電流接地方式可顯著提高供電可靠性，同時(shí)也具有提高對(duì)設(shè)備和人身安全性、降低對(duì)通訊系統(tǒng)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。但長(zhǎng)時(shí)間帶故障運(yùn)行，特別是間歇性弧光接地故障時(shí)，過(guò)電壓容易使電力設(shè)備出現(xiàn)新的接地點(diǎn)使事故擴(kuò)大；同時(shí)故障電流可能使故障點(diǎn)永久燒壞，最終引短路故障。因此故障后快速選擇故障線路就顯得十分重要，在發(fā)生故障時(shí)須準(zhǔn)確選出故障線路,以便及時(shí)切除故障。

由以上分析可以得出故障處理系統(tǒng)的共性：首先進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，再由數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析、計(jì)算及各種特征的提取等操作，最后對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行保存、顯示和打印等。但目前不同的故障處理系統(tǒng)只針對(duì)具體應(yīng)用開(kāi)發(fā)，缺少通用平臺(tái)的概念。

三、平臺(tái)的主要功能模塊與工作流程

參數(shù)設(shè)置模塊可以對(duì)平臺(tái)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使平臺(tái)在合適的狀態(tài)下運(yùn)行。前置機(jī)通過(guò)規(guī)約處理模塊與站端裝置進(jìn)行通信，接收不同監(jiān)測(cè)裝置上傳的各種錄波數(shù)據(jù)，包括對(duì)不同通信規(guī)約傳輸數(shù)據(jù)的打包與解規(guī)約。數(shù)據(jù)通訊模塊負(fù)責(zé)與后臺(tái)機(jī)交換信息，若從裝置收到的錄波數(shù)據(jù)格式不符合Comtrade標(biāo)準(zhǔn)則先調(diào)用數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊然后再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)通訊模塊。

故障處理模塊負(fù)責(zé)把接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將數(shù)據(jù)分析后通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊送入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，故障處理模塊還提供與高級(jí)應(yīng)用程序的接口。報(bào)表管理模塊從數(shù)據(jù)庫(kù)中取得數(shù)據(jù)生成各種報(bào)表，裝置參數(shù)整定模塊在后臺(tái)機(jī)上發(fā)送參數(shù)整定命令，通過(guò)前置機(jī)發(fā)到裝置以調(diào)整裝置的運(yùn)行狀態(tài)。裝置運(yùn)行監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與控制裝置運(yùn)行狀況的功能，告警模塊處理裝置上報(bào)或是系統(tǒng)操作所產(chǎn)生的各種告警信息。

當(dāng)用戶要查看錄波數(shù)據(jù)曲線時(shí)調(diào)用錄波查詢模塊查找到滿足要求的數(shù)據(jù)，再通過(guò)錄波曲線顯示模塊對(duì)要分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。用戶權(quán)限設(shè)置模塊設(shè)定用戶的使用權(quán)限，以提高平臺(tái)的安全性。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文提出的電力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，遵循標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、分布式、分層次的設(shè)計(jì)原則，具有良好的通用性和可擴(kuò)展性，為開(kāi)發(fā)故障錄波系統(tǒng)、行波測(cè)距、小電流接地故障監(jiān)測(cè)和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等以處理錄波數(shù)據(jù)為主的信息管理系統(tǒng)提供全面的底層支持。平臺(tái)的使用可以提高軟件的重復(fù)利用率，避免重復(fù)開(kāi)發(fā)，減少電力企業(yè)的投資，有利于提高電網(wǎng)的運(yùn)行和管理自動(dòng)化水平。參考文獻(xiàn)：

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第二篇：金陵石化電力系統(tǒng)故障分析報(bào)告

金陵石化2013年1月5日電力系統(tǒng)故障匯報(bào)

一、電力系統(tǒng)故障過(guò)程及影響

1、故障過(guò)程

2013年1月5日故障發(fā)生前，金陵分公司供電系統(tǒng)處正常運(yùn)行，即兩路地區(qū)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線和金陵分公司三臺(tái)發(fā)電機(jī)均正常運(yùn)行。

5：06分左右，南京地區(qū)電網(wǎng)龍王山變電站220kV系統(tǒng)發(fā)生故障。致使南京東北區(qū)域電網(wǎng)220kV系統(tǒng)電壓波動(dòng)，錄波監(jiān)控顯示，自05：06：18起到05：05：22，金陵石化熱電變電站110kV兩母線電壓多次波動(dòng)，最低電壓低于40%額定電壓，最后一次波動(dòng)持續(xù)時(shí)間約1秒。隨后南京電網(wǎng)故障切除，但同時(shí)地區(qū)電網(wǎng)堯化門(mén)變電站#2主變跳停。

堯化門(mén)變電站#2主變跳停后，金陵石化熱電Ⅲ發(fā)電機(jī)組（100MW）與南京市電網(wǎng)解列，孤網(wǎng)運(yùn)行（因堯金Ⅰ線721未停，小網(wǎng)包括堯化門(mén)變部分負(fù)荷），因小網(wǎng)負(fù)荷嚴(yán)重超過(guò)機(jī)組負(fù)載能力，Ⅲ發(fā)電機(jī)組強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作引起勵(lì)磁變過(guò)流，在05：06：28秒停機(jī)。

5:09：汽機(jī)專業(yè)就地檢查Ⅰ、Ⅱ機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)，#

1、#

3、#4給水泵運(yùn)行，#5給水泵跳閘，出口門(mén)未關(guān)閉。

電氣專業(yè)檢查發(fā)現(xiàn)6kVⅤ、Ⅵ段電源635、636斷路器跳閘，備用電源605、606斷路器未能自投，6kVⅤ、Ⅵ段及400VⅤ、Ⅵ段失電。Ⅴ、Ⅵ爐UPS轉(zhuǎn)電池供電，Ⅲ發(fā)電機(jī)公用系統(tǒng)UPS、Ⅲ發(fā)電機(jī)UPS所有指示全無(wú)；至主控檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)Ⅲ機(jī)保護(hù)裝置黑屏。

鍋爐專業(yè)檢查發(fā)現(xiàn)Ⅴ、Ⅵ爐跳停，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ爐從觀火孔觀察到爐膛內(nèi)仍有火光，通過(guò)Ⅰ～Ⅳ爐盤(pán)前電接點(diǎn)水位計(jì)觀察到水位上升很快，令外操就地手操各爐03門(mén)，但水位依然上升至+300，于是按照運(yùn)行規(guī)程，按下停爐按鈕將Ⅰ～Ⅳ爐停爐。

5:13：汽機(jī)專業(yè)打跳Ⅰ、Ⅱ機(jī)，Ⅰ、Ⅱ機(jī)主汽門(mén)關(guān)閉。此時(shí)熱電運(yùn)行部六爐三機(jī)均停，金陵分公司供電系統(tǒng)靠南京市電網(wǎng)堯金Ⅱ線724供電。

金陵石化熱電廠電氣一次主接線圖

煉油Ⅱ線化肥Ⅰ線煉油Ⅰ線堯金Ⅱ線堯金Ⅰ線煉油Ⅰ線化肥Ⅱ線煉油Ⅱ線高備變主變主變主變高廠變高廠變高廠變廠低變廠低變低備變廠低變廠低變廠低變低備變廠低變輸煤變輸煤變輸煤變除塵變除塵變除塵變除塵變除塵變化水變化水變化水變廠前變輸煤變輸煤變

圖1 熱電運(yùn)行部電力系統(tǒng)圖

2、煉油及煤化工區(qū)域6（10）kV變電所供電系統(tǒng)影響情況

1)煉油及煤化工區(qū)域53個(gè)6(10)kV分變電所中45個(gè)備自投成功，恢復(fù)供電。(#3機(jī)跳停后1秒，有快切的裝置0.1秒)2)備自投未自動(dòng)投入的裝置變電所有8個(gè)，其中煉油區(qū)域6個(gè)，煤化工區(qū)域2個(gè)。這些裝置一半有電。

3.烷基苯廠區(qū)域配電系統(tǒng)影響情況

1)烷一車(chē)間11#、12#變電所高壓Ⅰ段、Ⅱ段進(jìn)線開(kāi)關(guān)及11#變低壓400V進(jìn)線開(kāi)關(guān)未受影響，但部分高壓電機(jī)欠壓保護(hù)動(dòng)作。12#變低壓400V1#、2#進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘，母聯(lián)未自投，低壓負(fù)載全部失電。

2)烷二車(chē)間的13#變高壓Ⅰ段、Ⅱ段進(jìn)線開(kāi)關(guān)未受影響，但部分電機(jī)受晃電影響而停機(jī)。

3)烷三車(chē)間的16#變高壓Ⅰ段、Ⅱ段進(jìn)線開(kāi)關(guān)未受影響。10個(gè)低壓進(jìn)線開(kāi)關(guān)全部跳閘，母聯(lián)開(kāi)關(guān)均未自投，低壓設(shè)備全部停電。

4)烷基苯水廠總降低壓配電室Ⅰ段、Ⅱ段進(jìn)線開(kāi)關(guān)失壓跳閘，母聯(lián)未自投，全廠所有低壓設(shè)備停電。

4、此次分公司電力系統(tǒng)事故，各部門(mén)在事故處理上符合預(yù)案要求，無(wú)次生事故發(fā)生，特別是分公司總負(fù)荷在事故后單電源運(yùn)行時(shí)控制在80MW左右，避免了系統(tǒng)故障影響進(jìn)一步擴(kuò)大現(xiàn)象。

二、事故發(fā)生原因

1.金陵石化全區(qū)域電壓波動(dòng)原因分析

1)南京地區(qū)電網(wǎng)220kv系統(tǒng)為環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，龍王山變電站220kV系統(tǒng)發(fā)生故障（接地并短路）使公司兩段110kV系統(tǒng)電壓同時(shí)波動(dòng)，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，約4秒鐘，電壓最低降至40%額定電壓以下。此時(shí)，金陵公司范圍內(nèi)大部分低壓電機(jī)均已跳停，大機(jī)組同時(shí)停運(yùn)，裝置停工。由于公司負(fù)荷主要由高低壓電機(jī)組成，低壓電機(jī)一般在電壓小于70%額定電壓時(shí)并持續(xù)幾十毫秒即停運(yùn)。高壓電機(jī)按使用特點(diǎn)和機(jī)組特性作適當(dāng)延時(shí)跳停,0.5秒~2秒。

2)由于堯化門(mén)#2主變跳停，致使#3號(hào)機(jī)跳停，金陵分公司供電能力嚴(yán)重不足。

2、熱電廠用電6kVⅤ、Ⅵ失電及Ⅴ、Ⅵ爐停爐原因。

系統(tǒng)故障前，廠用電按正常方式運(yùn)行，#0高備變運(yùn)行于110kV正Ⅰ母，廠用電6kVⅠ～Ⅵ正常運(yùn)行時(shí)分別帶400V Ⅰ～Ⅵ負(fù)荷，系統(tǒng)圖如圖8所示，紅色部分為110kV，藍(lán)色部分為6kV，淺綠色部分為400V。#0高備變所帶的負(fù)荷6kVⅠ、Ⅱ段做為廠用電6kV Ⅰ～Ⅵ段的備用電源使用，6kV Ⅰ～Ⅵ段均設(shè)快切裝置?？烨醒b置作用是在工作電源故障或失壓時(shí)，自動(dòng)投入備用電源的裝置。但當(dāng)備用電源電壓小于75%額定電壓時(shí)，閉鎖裝置。從故障現(xiàn)象看出110kV正Ⅰ母、正Ⅱ母電壓均有波動(dòng)，且最低電壓均低于額定電壓的75%，因此導(dǎo)致6kVⅤ、Ⅵ段快切裝置閉鎖，直接導(dǎo)致廠用電6kVⅤ、Ⅵ段失電。廠用電6kVⅤ、Ⅵ段失電后，其所帶的Ⅴ、Ⅵ爐負(fù)荷均失電，Ⅴ、Ⅵ爐停爐。

3、公用系統(tǒng)UPS失電及Ⅰ、Ⅱ發(fā)電機(jī)停機(jī)原因

DCS電腦等負(fù)載合計(jì)約10kW，由兩臺(tái)40kVA公用系統(tǒng)UPS供電，兩路電源分別取自400VⅤ、Ⅵ段，如圖8所示。蓄電池接在二期直流系統(tǒng)，二期直流系統(tǒng)容量為1000kVA，如圖9所示。在Ⅲ發(fā)電機(jī)跳閘后，400VⅤ、Ⅵ段失電。電源取自400VⅤ、Ⅵ段的二期直流系統(tǒng)充電模塊不工作，Ⅲ發(fā)電機(jī)直流油泵（直流油泵電機(jī)額定功率為30kW）聯(lián)動(dòng)后依賴二期直流蓄電池供電。隨著蓄電池電量的逐漸減少，蓄電池電壓逐漸降低。當(dāng)蓄電池電壓低于額定值70%時(shí)，接至公用系統(tǒng)UPS的兩個(gè)蓄電池空氣開(kāi)關(guān)低壓脫扣，公用系統(tǒng)UPS停止輸出。

因公用系統(tǒng)UPS停止輸出，導(dǎo)致操作室DCS電腦黑屏，運(yùn)行崗位無(wú)法操作控制。且發(fā)現(xiàn)Ⅰ～Ⅳ爐盤(pán)前電接點(diǎn)水位計(jì)觀察到水位上升很快，雖令外操就地手操各爐03門(mén)，但水位依然上升至+300。于是，根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，手動(dòng)打停Ⅰ～Ⅳ爐及Ⅰ、Ⅱ發(fā)電機(jī)。

四、整改措施

1、保證三臺(tái)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行措施 1）建立自動(dòng)負(fù)荷控制系統(tǒng)

a)與南京供電公司協(xié)商與聯(lián)絡(luò)線的低周減載方案，更改安全自動(dòng)裝置相關(guān)的定值。保證在南京電網(wǎng)發(fā)生類(lèi)似情況是，盡快地與供電公司電網(wǎng)解裂，保證公司供電平穩(wěn)，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的運(yùn)行；

b)在公司內(nèi)部建立自動(dòng)負(fù)荷控制系統(tǒng)，當(dāng)電力系統(tǒng)小網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，按照預(yù)先設(shè)定的負(fù)荷重要程度快速自動(dòng)地切除相應(yīng)的負(fù)荷（如可先將生活用電切除，再根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)判定切除次要裝置），穩(wěn)定公司電力系統(tǒng)，保障公司公用工程等生產(chǎn)關(guān)鍵裝置；

c)完善監(jiān)控系統(tǒng)，將各變電所的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息量接入總降和電調(diào)等監(jiān)控崗位，便于安全自動(dòng)裝置失效或發(fā)生事故時(shí)，能及時(shí)控制和調(diào)配系統(tǒng)負(fù)荷，快速恢復(fù)故障回路。對(duì)熱電監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)要完善所有電氣量的采集，包括保護(hù)信息。并要有快速操作設(shè)施。2）對(duì)機(jī)組調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估

成立專項(xiàng)小組，深入研究發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的特性，制定相應(yīng)調(diào)節(jié)策略及方案。重點(diǎn)針對(duì)小網(wǎng)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性控制方式進(jìn)行研究。

2、廠用電安全的措施

1）對(duì)現(xiàn)有的6kV及400V系統(tǒng)的電源接線進(jìn)行重新評(píng)估

熱電現(xiàn)有廠用6kV及400V電源系統(tǒng)的形成有其歷史演變因素。但在發(fā)生類(lèi)似本次系統(tǒng)故障時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)組及鍋爐的運(yùn)行存在嚴(yán)重威脅。在評(píng)估時(shí)，充分考慮到小概率事件的情況，尤其是針對(duì)110kV正Ⅰ母、正Ⅱ母其中一段失電的情況下，如何保證廠用電的安全供電問(wèn)題，應(yīng)做深入的研究分析，并提出整改方案。

2）對(duì)現(xiàn)有快切裝置進(jìn)行重新改造和整定

針對(duì)此次廠用電快切裝置均為動(dòng)作的原因，因深入分析快切在事故情況下的動(dòng)作原理。考慮到快切裝置使用年限較長(zhǎng)及內(nèi)部算法有不盡合理之處等因素，可考慮使用新型的快切裝置，增強(qiáng)供電可靠性。

在保證快切裝置能正常切換的同時(shí)，建議可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，增設(shè)備自投裝置，完善備用電源投入系統(tǒng)。3）完善熱電廠用電監(jiān)控系統(tǒng)

3、UPS和蓄電池的使用

1）改造現(xiàn)有公用系統(tǒng)UPS接線

兩路UPS電源均接入同一系統(tǒng)。在110kV正Ⅱ母失電后，導(dǎo)致兩路UPS電源均失電。建議更改UPS電源接入點(diǎn)，分散風(fēng)險(xiǎn)。

集控室DCS電腦僅使用公用系統(tǒng)UPS供電，建議更改集控室DCS電腦等儀表設(shè)備的電源接入點(diǎn)，保證公用系統(tǒng)UPS失電后還能正常工作。

4.公司電力系統(tǒng)存在主要隱患及措施

1)由于南京電網(wǎng)供電容量已不能可靠保證，再加上機(jī)組的計(jì)劃和非計(jì)劃停運(yùn)在所難免，因此任何一條聯(lián)絡(luò)電源線和機(jī)組停運(yùn)，分公司供電系統(tǒng)中部分裝置須改單電源運(yùn)行或停運(yùn)部分生產(chǎn)裝置。當(dāng)100MW機(jī)組或其他故障時(shí)，系統(tǒng)必須停裝置減負(fù)荷運(yùn)行，已遠(yuǎn)達(dá)不到系統(tǒng)配置N-1原則的要求。在220kV變電站未建好之前，這一狀況難以根本改善。2)在加快220kV站建設(shè)的同時(shí)，考慮熱電110kv站的后期改造工作，因該站是1988年建的，雖主要設(shè)備進(jìn)行了更新，但一些設(shè)備（電纜、廠用變、保護(hù)裝置等）使用時(shí)間也很長(zhǎng)，且不易改造。按目前的初步設(shè)計(jì)方案，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不合理。

3)將熱電到煉油四條線路升級(jí)到150MW。該項(xiàng)工程已做了幾年的努力，目前最終目標(biāo)仍未實(shí)現(xiàn)，直接威脅系統(tǒng)安全運(yùn)行； 4)熱電110kV站內(nèi)的部分設(shè)備容量不足，在特殊運(yùn)行方式下不能滿足運(yùn)行要求，繼續(xù)更新工作。

5)本次事故暴露的二次系統(tǒng)問(wèn)題也很多。二次系統(tǒng)主要指保護(hù)、監(jiān)控和一些自動(dòng)裝置。系統(tǒng)保護(hù)配置急需改進(jìn)。一總降母差保護(hù)和煉油4條線路縱差保護(hù)未投用，加快系統(tǒng)保護(hù)定值的修訂；

6)系統(tǒng)缺有效的負(fù)荷控制手段包括自動(dòng)減載裝置，該裝置在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)的迅速切斷相應(yīng)的負(fù)荷，起穩(wěn)定系統(tǒng)的作用須盡快落實(shí)；

7)調(diào)度和各總降的監(jiān)控系統(tǒng)控制范圍不足，信號(hào)采集不全。在事故狀態(tài)下不能有效監(jiān)控。必須對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

第三篇：大數(shù)據(jù)平臺(tái)分析報(bào)告

密級(jí)：內(nèi)部公開(kāi)

環(huán)境數(shù)據(jù)中心

大數(shù)據(jù)平臺(tái)分析

Big data platform analysis

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聚光科技（杭州）股份有限公司

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目 錄

1.大數(shù)據(jù)背景...............................................................................................................1

1.1.什么是大數(shù)據(jù)................................................................................................1 1.2.發(fā)展現(xiàn)狀........................................................................................................1 1.3.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用................................................................................................2 2.大數(shù)據(jù)平臺(tái)介紹.......................................................................................................4

2.1.定位................................................................................................................4

2.1.1.產(chǎn)品概述............................................................................................4 2.2.功能................................................................................................................4 2.3.設(shè)計(jì)................................................................................................................4 2.4.技術(shù)..............................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.5.總結(jié)................................................................................................................4 3.環(huán)境數(shù)據(jù)中心...........................................................................................................5

3.1.背景定位........................................................................................................5 3.2.功能................................................................................................................5

3.2.1...............................................................................................................5 3.2.2.............................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3.設(shè)計(jì)................................................................................................................6 3.4.技術(shù)..............................................................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.總結(jié)...........................................................................................................................6

I

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1.大數(shù)據(jù)背景

1.1.什么是大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)最早在上世紀(jì)90年代被提出，是指無(wú)法在一定時(shí)間內(nèi)用常規(guī)軟件工具對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。

現(xiàn)在，業(yè)界普遍認(rèn)同所謂“大數(shù)據(jù)”具有明顯的“3V特征”：量級(jí)（Volume），速度（Velocity）和多樣性（Variety）。大數(shù)據(jù)普遍具有量級(jí)大，要求處理速度快，數(shù)據(jù)本身具有豐富的多樣性。在甲骨文公司和中國(guó)移動(dòng)研究院的相關(guān)研究文檔里，都追加了第四個(gè)V——Value，價(jià)值；而IBM在其相關(guān)文檔中給出的第四個(gè)“V”則是真實(shí)性（Veracity)。

大數(shù)據(jù)的價(jià)值：在海量的規(guī)則或不規(guī)則數(shù)據(jù)之中，用新的數(shù)據(jù)處理手段，以很快的速度計(jì)算或分析出潛在規(guī)律性、根本性的判斷、趨勢(shì)或預(yù)見(jiàn)。

1.2.發(fā)展現(xiàn)狀

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的帶寬的增加和智能設(shè)備銷(xiāo)售量的上升，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)迎來(lái)了“云計(jì)算”和“大數(shù)據(jù)”。世界經(jīng)濟(jì)論壇一份有關(guān)大數(shù)據(jù)的研究報(bào)告稱，每天全球幾十億人使用計(jì)算機(jī)、GPS設(shè)備、電話和醫(yī)療設(shè)備，產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息。這些用戶大部分來(lái)自發(fā)展中國(guó)家，他們的需求和習(xí)慣尚未被真正理解，如果能夠借助大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)分析和挖掘數(shù)據(jù)背后的信息，將有助于認(rèn)識(shí)需求、提供預(yù)測(cè)和防范危機(jī)。

大數(shù)據(jù)的真正意義并不在于大帶寬和大存儲(chǔ)，而在于對(duì)容量大且種類(lèi)繁多的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并從中萃取大價(jià)值。采用大數(shù)據(jù)處理方法，生物制藥、新材料研制生產(chǎn)的流程會(huì)發(fā)生革命性的變化，可以通過(guò)數(shù)據(jù)處理能力極高的計(jì)算機(jī)并行處理，同時(shí)進(jìn)行大批量的仿真比較和篩選，大大提高科研和生產(chǎn)效率。數(shù)據(jù)已成為礦物和化學(xué)元素一樣的原始材料，未來(lái)可能形成“數(shù)據(jù)探礦”、“數(shù)據(jù)化學(xué)”等新學(xué)科和新工藝模式。大數(shù)據(jù)處理的興起也將改變?cè)朴?jì)算的發(fā)展方向，云計(jì)算正在進(jìn)入以AaaS（分析即服務(wù)）為主要標(biāo)志的Cloud 2.0時(shí)代。

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項(xiàng)目使得衛(wèi)生單位及早研制預(yù)防疫苗，及早控制疫情的擴(kuò)散，大幅降低了流感的傳播。

3、飛機(jī)票價(jià)高低和多早預(yù)購(gòu)的關(guān)系

也許大家會(huì)直覺(jué)地認(rèn)為越早買(mǎi)機(jī)票就越可以買(mǎi)到較便宜的機(jī)票。一家叫Farecast公司的創(chuàng)始人從他的親身經(jīng)驗(yàn)啟發(fā)了一個(gè)新的服務(wù)。他發(fā)現(xiàn)坐他旁邊的人比他晚好幾天購(gòu)買(mǎi)機(jī)票卻比他的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格還低。于是他搜集了所有航空公司的票價(jià)與提前訂購(gòu)時(shí)間的數(shù)據(jù)關(guān)系，并建立了數(shù)學(xué)模型?，F(xiàn)在我們?nèi)魏稳丝梢陨系剿木W(wǎng)站：farecast.com，輸入你的出發(fā)地和目的地，加上你要出發(fā)的時(shí)間，馬上這個(gè)網(wǎng)頁(yè)能告訴你是現(xiàn)在就趕快買(mǎi)票還是再等幾天才買(mǎi)。

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3.環(huán)境數(shù)據(jù)中心

3.1.背景定位

環(huán)境管理部門(mén)每天要面對(duì)大量的數(shù)據(jù)，如環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、排污收費(fèi)數(shù)據(jù)、排污申報(bào)數(shù)據(jù)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、環(huán)保信訪數(shù)據(jù)、行政處罰數(shù)據(jù)、總量減排數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)，往往存在來(lái)源復(fù)雜、格式多樣、不一致、不準(zhǔn)確、不完整、存放分散等問(wèn)題，給環(huán)境管理帶來(lái)諸多困難。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)也彼此獨(dú)立，從而形成了一個(gè)個(gè)信息孤島，數(shù)據(jù)難以共享，環(huán)境決策缺乏有效的數(shù)據(jù)支持，難以做到科學(xué)決策。因此，需要建立統(tǒng)一的環(huán)境數(shù)據(jù)中心，全面整合各類(lèi)環(huán)境資源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理。使之成為環(huán)保各業(yè)務(wù)科室之間協(xié)同工作的數(shù)據(jù)中心，成為多媒體、文檔資料和政策法規(guī)的存儲(chǔ)中心，成為環(huán)保決策所需的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中心。

3.2.功能

3.2.1.數(shù)據(jù)的管理

數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)來(lái)源主要于：

1.國(guó)家下發(fā)的軟件系統(tǒng)，如污染源普查軟件、環(huán)境統(tǒng)計(jì)軟件； 2．已有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如排污申報(bào)與收費(fèi)管理系統(tǒng)、12369環(huán)保熱線等。3．Excel表格、電子文檔、圖片、視頻、掃描件等；

4．?dāng)?shù)據(jù)直報(bào)系統(tǒng)：系統(tǒng)提供定制的錄入界面，用戶手工填報(bào)。

對(duì)于這些來(lái)源復(fù)雜、格式多樣、不一致、不準(zhǔn)確、不完整、存放分散的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)建立，實(shí)現(xiàn)信息共享，數(shù)據(jù)交互

3.2.2.數(shù)據(jù)的管理

1.文件的上傳、修改、刪除 2.元數(shù)據(jù)的編輯

第四篇：基于matlab電力系統(tǒng)故障分析與仿真

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題目名稱：基于Matlab的電力系統(tǒng)故障分析與仿真 系 部：

電力工程系 專業(yè)班級(jí)：

電氣工程 學(xué)生姓名：

學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師：

完成日期：

2018年X月X日 XX學(xué)院 課程設(shè)計(jì)評(píng)定意見(jiàn) 設(shè)計(jì)題目 基于Matlab的電力系統(tǒng)故障分析與仿真 系 部 電力工程系_________ 專業(yè)班級(jí) 電氣工程 學(xué)生姓名______________ 學(xué)生學(xué)號(hào) 評(píng)定意見(jiàn)：

評(píng)定成績(jī)：

指導(dǎo)教師（簽名）：

年 月 日（此頁(yè)背書(shū)）評(píng)定意見(jiàn)參考提綱：

1、學(xué)生完成的工作量與內(nèi)容是否符合任務(wù)書(shū)的要求。

2、學(xué)生的勤勉態(tài)度。

3、設(shè)計(jì)或說(shuō)明書(shū)的優(yōu)缺點(diǎn)，包括：學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度、實(shí)踐工作能力、表現(xiàn)出的創(chuàng)造性和綜合應(yīng)用能力等。

XX學(xué)院 電力工程 系課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2017-2018學(xué)年 1 學(xué)期 2018年 1月 X 日 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 電氣工程1 課程名稱 電力系統(tǒng)仿真 設(shè)計(jì)題目 基于Matlab的電力系統(tǒng)故障分析與仿真 指導(dǎo)教師 起止時(shí)間 2018.1.8-2018.1.19 周數(shù) 2 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)樓 設(shè)計(jì)目的：

本次設(shè)計(jì)旨在學(xué)習(xí)和掌握電力系統(tǒng)仿真的基本方法。通過(guò)MATLAB/SIMULINK仿真軟件，使所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和技能能夠得到靈活運(yùn)用，包括電力系統(tǒng)的建模，參數(shù)設(shè)置，短路故障設(shè)置或潮流計(jì)算，結(jié)果分析及波形調(diào)試等。從建模與仿真、數(shù)據(jù)分析、工程系統(tǒng)分析等方面培養(yǎng)和提高解決實(shí)際電力系統(tǒng)的短路與潮流計(jì)算的能力以及電力系統(tǒng)綜合分析的能力。

設(shè)計(jì)任務(wù)或主要技術(shù)指標(biāo)：

1、原始資料分析；

2、通過(guò)MATLAB/SIMULINK軟件建立電力系統(tǒng)仿真模型；

3、參數(shù)、短路故障設(shè)置及仿真調(diào)試；

4、觀察不同短路點(diǎn)及短路類(lèi)型時(shí)的電壓和電流波形；

5、潮流計(jì)算結(jié)果處理及功率損耗分析等。

設(shè)計(jì)進(jìn)度與要求：

第1天：資料分析及參考相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)、規(guī)范及電力技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

第2-3天：根據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)建立仿真模型；

第4-5天：各元件參數(shù)設(shè)置與調(diào)試；

第6-7天：短路點(diǎn)及不同短路類(lèi)型的設(shè)計(jì)；

第8-9天：仿真調(diào)試運(yùn)行及結(jié)果處理分析；

第10-11天：各短路、短路類(lèi)型情況下電壓電流波形分析和潮流計(jì)算及其結(jié)果分析；

第12-13天：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)及修改完善；

第14天：答辯，上交合格報(bào)告。

主要參考書(shū)及參考資料：

[1] 于群.MATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2011.[2] 梁志瑞.電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)參考資料[M].保定：華北電力大學(xué)出版社,2004.[3] 傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與使用計(jì)算[M].北京：中國(guó)電力出版社,2004.[4] 熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國(guó)電力出版社,2009.[5] 李獻(xiàn).MATLAB/Simulink系統(tǒng)仿真[M].北京：清華大學(xué)出版社,2017.教研室主任（簽名）系（部）主任（簽名）摘 要 本次設(shè)計(jì)介紹了電力系統(tǒng)故障分析方法及Matlab/Simulink的基本特點(diǎn)。通過(guò)算例對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行分析計(jì)算。然后對(duì)算例，運(yùn)用Matlab/Simulink進(jìn)行電力系統(tǒng)故障仿真，得出仿真結(jié)果。并將電力系統(tǒng)故障的分析計(jì)算結(jié)果與Matlab仿真的分析結(jié)果進(jìn)行比較，從而得出結(jié)論。結(jié)果表明運(yùn)用Matlab對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行分析與仿真，能夠準(zhǔn)確直觀地考察電力系統(tǒng)故障的動(dòng)態(tài)特性，驗(yàn)證了Matlab在電力系統(tǒng)仿真中的強(qiáng)大功能。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；

故障；

Matlab；

仿真 目錄 1.引言 1 1.1電力系統(tǒng)故障分析的基本知識(shí) 1 1.1.1故障概述 1 1.1.2故障類(lèi)型 1 1.1.3 故障概率 1 1.2 電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù) 2 2 仿真軟件 4 2.1 Matlab的簡(jiǎn)介 4（1）友好的工作平臺(tái)和編程環(huán)境 4（2）簡(jiǎn)單易用的程序語(yǔ)言 4（3）強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 5（4）出色的圖形處理功能 5（5）應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 5（6）實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) 5（7）應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)（包括用戶界面）6 2.2 Simulink的簡(jiǎn)介 6 3 電力系統(tǒng)故障計(jì)算的基本原理 8 3.1 短路計(jì)算的基本原則和規(guī)定 8 3.2 短路點(diǎn)的選擇原則與確定 9 3.2.1 短路點(diǎn)選擇原則 9 3.2.2 短路點(diǎn)的選擇 9 3.3短路電流計(jì)算 9 3.3.1計(jì)算的基本步驟 9 3.3.2短路計(jì)算 10 4 電力系統(tǒng)故障仿真 12 4.1 概述 12 4.2 電力系統(tǒng)各元件主要模型 12 4.2.1同步發(fā)電機(jī) 12 4.2.2 三相π型線路功能模塊（3-Phase PI Section）13 4.2.3 并聯(lián)RLC負(fù)荷模塊（Elements）14 4.2.4 三相故障模塊（3-phase Fault）14 4.2.5 變壓器模塊 15 4.3 電力系統(tǒng)故障仿真 16 4.3.1 算例圖 16 4.3.2 模型建立步驟及其參數(shù)設(shè)置 17 4.4 仿真結(jié)果與分析 27 4.4.1 仿真結(jié)果 27 4.4.2 結(jié)果分析 28 總 結(jié) 29 致 謝 30 參考文獻(xiàn) 31 1.引言 1.1電力系統(tǒng)故障分析的基本知識(shí) 1.1.1故障概述 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生系統(tǒng)通路的情況。

電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)流過(guò)的電流。其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定電流，并取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的10～15倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)數(shù)萬(wàn)安。這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。

供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路時(shí),很大的短路電流會(huì)使電器設(shè)備過(guò)熱或受電動(dòng)力作用而遭到損壞,同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓大大降低,因而破壞了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用電設(shè)備的正常工作.為了消除或減輕短路的后果,就需要計(jì)算短路電流,以正確地選擇電器設(shè)備、設(shè)計(jì)繼電保護(hù)和選用限制短路電流的元件。

1.1.2故障類(lèi)型 三相系統(tǒng)中發(fā)生的短路有 4 種基本類(lèi)型：三相短路，兩相短路，單相對(duì)地短路和兩相對(duì)地短路。其中，除三相短路時(shí)，三相回路依舊對(duì)稱，因而又稱對(duì)稱短路外，其余三類(lèi)均屬不對(duì)稱短路。在中性點(diǎn)接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，以一相對(duì)地的短路故障最多，約占全部故障的90％。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。表1.1給出這幾種短路的簡(jiǎn)略記號(hào)。

短路類(lèi)型 示意圖 代表符號(hào) 三相短路 二相短路 單相短路 二相短路接地 表1.1 短路的簡(jiǎn)略記號(hào) 1.1.3 故障概率 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)指出，架空輸電線是電力系統(tǒng)中比較薄弱的環(huán)節(jié)，發(fā)生短路的幾率最高，我國(guó)某電力系統(tǒng)多年統(tǒng)計(jì)出在不同范圍內(nèi)發(fā)生短路故障的相對(duì)次數(shù)列出如表1.2。

線路范圍 發(fā)生幾率 在110kV線路上 容量為6000kW以上的發(fā)電機(jī) 110kV變壓器 110kV母線 78.0% 7.5% 6.5% 8.0% 表1.2 不同范圍能發(fā)生短路故障幾率 短路類(lèi)型 發(fā)生幾率 三相短路 二相短路 二相短路接地 單相短路 5% 4% 8% 83% 表1.3 110kV線路上各種類(lèi)型短路故障幾率 從表1.3中的數(shù)字中可以看出單相短路幾率占?jí)旱剐远鄶?shù)，國(guó)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。三相短路的幾率是很小的，但這并不說(shuō)明三相短路無(wú)關(guān)緊要，相反對(duì)三相短路應(yīng)該加以重視，因?yàn)槿喽搪返那闆r最嚴(yán)重，有時(shí)為了最后論斷電力系統(tǒng)在短路情況下工作的可能性，他起著決定性的作用。此外，研究三相短路之所以重要，還由于我們?cè)诜治鲇?jì)算不對(duì)稱短路時(shí)，往往把不對(duì)稱短路看成某種假定的三相短路來(lái)處理。

1.2 電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù) 早在 1982年 8月，美國(guó)電力研究所(EPRI)便開(kāi)始了火電站設(shè)備早期故障檢測(cè)的工作，經(jīng)過(guò)此后 10多年的努力，在電站性能監(jiān)測(cè)和診斷方面，EPRI一直處于領(lǐng)先地位。此外，美國(guó)西屋公司也在 1976年開(kāi)始了電站在線計(jì)算機(jī)診斷工作，并在 1980年投入了一個(gè)小型的電機(jī)診斷系統(tǒng)，1981年進(jìn)行電站人工智能故障診斷專家系統(tǒng)的研究，1984年應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng),到1990年己發(fā)展成為大型電站在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)(AID),即汽輪發(fā)電機(jī)組智能化故障診斷專家系統(tǒng)。我國(guó)在故障診斷技術(shù)方面的研究起步較晚，開(kāi)始于20世紀(jì)70年代末，落后于國(guó)外至少 20-30年的歷史，基本上是在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行消化、吸收而發(fā)展起來(lái)的。第一階段為起步階段，從 1979年至 1990年大約用了 10年時(shí)間。這個(gè)階段的特點(diǎn)是認(rèn)識(shí)設(shè)備診斷技術(shù)的重要性，設(shè)備診斷技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究十分活躍，這個(gè)階段以快速傅里葉變換、譜分析、信號(hào)處理等技術(shù)為基礎(chǔ)，以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)為技術(shù)目標(biāo)。第二階段為發(fā)展階段，從 1991年開(kāi)始至 90年代末以我國(guó)工業(yè)的建設(shè)迅速發(fā)展為背景，以現(xiàn)代化管理的需要為前提，出現(xiàn)了診斷技術(shù)迅速發(fā)展的局面。這個(gè)階段以故障分類(lèi)、模式識(shí)別、智能化專家系統(tǒng)及其計(jì)算(故障樹(shù)計(jì)算、模糊邏輯計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、基因計(jì)算等)為基礎(chǔ)，全方位開(kāi)展了設(shè)備的故障診斷研究，從理論和生產(chǎn)應(yīng)用上形成了具有我國(guó)特點(diǎn)的故障診斷理論，研制出了可與國(guó)際接軌的大型設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)故障診斷是近年來(lái)十分活躍的研究課題之一。傳統(tǒng)型的研究是在建立被診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)變化，導(dǎo)致系統(tǒng)潮流的變化，進(jìn)而根據(jù)潮流計(jì)算的變化判斷出故障，多用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法，采用單一的集中求解，因系統(tǒng)規(guī)模、復(fù)雜程度和不確定因素等的限制難以適應(yīng)目前電力系統(tǒng)的這樣一個(gè)日趨復(fù)雜的分布式大系統(tǒng)的故障診斷問(wèn)題發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)故障診斷難以達(dá)到理想的效果。因此，目前研究電力系統(tǒng)故障診斷的方法主要是采用的智能化方法。近幾十年來(lái)，故障診斷技術(shù)得到了深入廣泛的研究，提出了眾多可行的方法，概括起來(lái)即可可分為三大類(lèi)：

基于解析模型的方法，在了解診斷對(duì)象數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，按一定的數(shù)學(xué)方法對(duì)被測(cè)信息進(jìn)行處理判斷，可分為狀態(tài)估計(jì)法、等價(jià)空間法和參數(shù)估計(jì)法等?；诮馕瞿Ｐ偷墓收显\斷方法是最早發(fā)展起來(lái)的，其主要思想是通過(guò)構(gòu)造觀測(cè)器估計(jì)出系統(tǒng)輸出，然后將它與輸出的測(cè)量值作比較，從中獲得故障信息。由于建模的困難與模型本身的誤差以及各種不可預(yù)見(jiàn)的因素(如系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，不僅可能引起模型參數(shù)的變化，還可能引起模型結(jié)構(gòu)的變化，而且這種變化是不確定的)，大大地影響了其診斷的準(zhǔn)確性。

基于信號(hào)處理的方法，利用信號(hào)模型，如相關(guān)函數(shù)、頻譜、自回歸滑動(dòng)平均、小波變換等，直接分析可測(cè)信號(hào)，提取諸如方差、幅值、頻率等特征值，從而檢測(cè)出故障。這種方法由于不需要建立對(duì)象的解析數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在工程上具有廣泛的應(yīng)用，但這種方法只有當(dāng)故障發(fā)展到相當(dāng)程度并影響到外部特征時(shí)才有效，而且只能對(duì)故障范圍做出粗略的判斷，大多數(shù)情況下不能直接定位故障。

基于知識(shí)的診斷方法。這類(lèi)方法的主要優(yōu)點(diǎn)是不依賴于具體的數(shù)學(xué)模型，而且克服了基于信號(hào)處理故障診斷方法的缺點(diǎn)，引入了診斷對(duì)象的許多信息，具有較為豐富的、靈活的知識(shí)表達(dá)和問(wèn)題求解能力，它可以充分發(fā)揮人類(lèi)專家在診斷中根據(jù)感覺(jué)、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)所進(jìn)行的推理判斷的能力，并可適合于各種場(chǎng)合的故障判別?；谥R(shí)的故障診斷方法由于其本身具有的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為故障診斷領(lǐng)域中的一個(gè)主要方法，它不僅可以進(jìn)行離線的故障診斷，還可以用于在線的故障診斷與故障處理。在電力系統(tǒng)中，這類(lèi)方法的開(kāi)發(fā)研究也是最為引人矚目的一類(lèi)課題，國(guó)內(nèi)外也有大量的文獻(xiàn)介紹基于知識(shí)的診斷方法在電網(wǎng)絡(luò)故障診斷中的應(yīng)用。近年來(lái)，一般報(bào)警信息的處理和常見(jiàn)簡(jiǎn)單故障的診斷問(wèn)題已經(jīng)得到較好的解決。

隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)學(xué)和智能科學(xué)理論的發(fā)展，不斷有新的電網(wǎng)故障診斷方法出現(xiàn)，但是從電力系統(tǒng)故障診斷理論與方法研究和應(yīng)用的深度、廣度可以清晰地看到，其研究仍停留在理論和模型的探索階段，基本上沒(méi)有非常成功的成型實(shí)用系統(tǒng)，實(shí)用化方面一直未有太大的發(fā)展。從發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看，電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)大多依托于調(diào)度端或變電站內(nèi)，分別利用調(diào)度 SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息或站內(nèi)綜合百動(dòng)化系統(tǒng)收集的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)；

隨著系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以及故障錄波專用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，后來(lái)又發(fā)展了基于故障錄波信息的故障診斷系統(tǒng)。此系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)故障后所有相關(guān)的故障信息，例如保護(hù)裝置信息、錄波器信息、雷電定位信息、監(jiān)控裝置信息等，進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)和處理，為電網(wǎng)故障處理提供了信息支持。這些寶貴的信息為新的電網(wǎng)故障診斷方法提供了基礎(chǔ)，大大拓展了電網(wǎng)故障診斷的研究方向。因此，在電網(wǎng)故障診斷理論的實(shí)用化過(guò)程中，必須充分重視信息的收集與整理工作，包括用于故障診斷的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)建、故障綜合信息的預(yù)處理和診斷知識(shí)的提取等。2 仿真軟件 2.1 Matlab的簡(jiǎn)介 Matlab和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。Matlab可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。

Matlab的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用Matlab來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使Matlab成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，Java的支持。可以直接調(diào)用,用戶也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組atlab函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的Matlab愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。

Matlab的特點(diǎn)：

(1)、此高級(jí)語(yǔ)言可用于技術(shù)計(jì)算(2)、此開(kāi)發(fā)環(huán)境可對(duì)代碼、文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理(3)、交互式工具可以按迭代的方式探查、設(shè)計(jì)及求解問(wèn)題(4)、數(shù)學(xué)函數(shù)可用于線性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值積分等(5)、二維和三維圖形函數(shù)可用于可視化數(shù)據(jù)(6)、各種工具可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面(7)、各種函數(shù)可將基于Matlab的算法與外部應(yīng)用程序和語(yǔ)言（如 C、C++、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel）集成[2](8)、不支持大寫(xiě)輸入，內(nèi)核僅僅支持小寫(xiě) Matlab的優(yōu)勢(shì)：

（1）工作平臺(tái)和編程環(huán)境 Matlab由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用Matlab的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括Matlab桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著Matlab的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)，Matlab的用戶界面也越來(lái)越精致，更加接近Windows的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡(jiǎn)單。而且新版本的Matlab提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。簡(jiǎn)單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過(guò)編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)行出錯(cuò)原因分析。

（2）簡(jiǎn)單易用的程序語(yǔ)言 Matlab一個(gè)高級(jí)的矩陣/陣列語(yǔ)言，它包含控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。用戶可以在命令窗口中將輸入語(yǔ)句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫(xiě)好一個(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（M文件）后再一起運(yùn)行。新版本的Matlab語(yǔ)言是基于最為流行的C＋＋語(yǔ)言基礎(chǔ)上的，因此語(yǔ)法特征與C＋＋語(yǔ)言極為相似，而且更加簡(jiǎn)單，更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)格式。使之更利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。而且這種語(yǔ)言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是Matlab能夠深入到科學(xué)研究及工程計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的重要原因。

（3）強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 Matlab是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。其擁有600多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計(jì)算功能。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而前經(jīng)過(guò)了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。在通常情況下，可以用它來(lái)代替底層編程語(yǔ)言，如C和C++。在計(jì)算要求相同的情況下，使用Matlab的編程工作量會(huì)大大減少。Matlab的這些函數(shù)集包括從最簡(jiǎn)單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問(wèn)題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問(wèn)題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。

（4）出色的圖形處理功能 Matlab自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來(lái)，并且可以對(duì)圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫(huà)和表達(dá)式作圖?？捎糜诳茖W(xué)計(jì)算和工程繪圖。新版本的Matlab對(duì)整個(gè)圖形處理功能作了很大的改進(jìn)和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能（例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等）方面更加完善，而且對(duì)于一些其他軟件所沒(méi)有的功能（例如:圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等），Matlab同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。同時(shí)對(duì)一些特殊的可視化要求，例如圖形對(duì)話等,Matlab也有相應(yīng)的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。另外新版本的Matlab還著重在圖形用戶界面（GUI）的制作上作了很大的改善，對(duì)這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。

（5）應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 Matlab對(duì)許多專門(mén)的領(lǐng)域都開(kāi)發(fā)了功能強(qiáng)大的模塊集和工具箱。一般來(lái)說(shuō)，它們都是由特定領(lǐng)域的專家開(kāi)發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學(xué)習(xí)、應(yīng)用和評(píng)估不同的方法而不需要自己編寫(xiě)代碼。目前，Matlab已經(jīng)把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)接口、概率統(tǒng)計(jì)、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、信號(hào)處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識(shí)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、LMI控制、魯棒控制、模型預(yù)測(cè)、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、定點(diǎn)仿真、DSP與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。

（6）實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) 新版本的Matlab可以利用Matlab編譯器和C/C++數(shù)學(xué)庫(kù)和圖形庫(kù)，將自己的Matlab程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于Matlab運(yùn)行的C和C++代碼。允許用戶編寫(xiě)可以和Matlab進(jìn)行交互的C或C++語(yǔ)言程序。另外，Matlab網(wǎng)頁(yè)服務(wù)程序還容許在Web應(yīng)用中使用自己的Matlab數(shù)學(xué)和圖形程序。Matlab的一個(gè)重要特色就是具有一套程序擴(kuò)展系統(tǒng)和一組稱之為工具箱的特殊應(yīng)用子程序。工具箱是Matlab函數(shù)的子程序庫(kù)，每一個(gè)工具箱都是為某一類(lèi)學(xué)科專業(yè)和應(yīng)用而定制的，主要包括信號(hào)處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。

（7）應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)（包括用戶界面）在開(kāi)發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個(gè)文件和圖形窗口；

在編程方面支持了函數(shù)嵌套，有條件中斷等；

在圖形化方面，有了更強(qiáng)大的圖形標(biāo)注和處理功能，包括對(duì)性對(duì)起連接注釋等；

在輸入輸出方面，可以直接向Excel和HDF5進(jìn)行連接。

2.2 Simulink的簡(jiǎn)介 Simulink是Matlab最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書(shū)寫(xiě)程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。

Simulink是Matlab中的一種可視化仿真工具，是一種基于Matlab的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI)，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。

Simulink用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。.構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink與Matlab 緊密集成，可以直接訪問(wèn)Matlab大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。

Simulink的特點(diǎn)：

（1）豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫(kù)（2）交互式的圖形編輯器來(lái)組合和管理直觀的模塊圖（3）以設(shè)計(jì)功能的層次性來(lái)分割模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)的管理（4）通過(guò)Model Explorer 導(dǎo)航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號(hào)、參數(shù)、屬性，生成模型代碼（5）提供API用于與其他仿真程序的連接或與手寫(xiě)代碼集成（6）使用Embedded Matlab? 模塊在Simulink和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中調(diào)用Matlab算法（7）使用定步長(zhǎng)或變步長(zhǎng)運(yùn)行仿真，根據(jù)仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)來(lái)決定以解釋性的方式運(yùn)行或以編譯C代碼的形式來(lái)運(yùn)行模型（8）圖形化的調(diào)試器和剖析器來(lái)檢查仿真結(jié)果，診斷設(shè)計(jì)的性能和異常行為（9）可訪問(wèn)Matlab從而對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析與可視化，定制建模環(huán)境，定義信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù) 3 電力系統(tǒng)故障計(jì)算的基本原理 3.1 短路計(jì)算的基本原則和規(guī)定 電力系統(tǒng)三相短路計(jì)算主要是短路電流周期分量的計(jì)算，在給定電源電勢(shì)時(shí)，實(shí)際就是穩(wěn)態(tài)交流電路的求解。

在電力系統(tǒng)短路電流的工程計(jì)算中，許多實(shí)際問(wèn)題的解決（如電網(wǎng)設(shè)計(jì)中的電氣設(shè)備選擇）并不需要十分精確的結(jié)果，于是產(chǎn)生了近似計(jì)算的方法。在近似計(jì)算中主要是對(duì)系統(tǒng)元件模型和標(biāo)么值參數(shù)計(jì)算做了簡(jiǎn)化處理。在元件模型方面，忽略發(fā)電機(jī)、變壓器和輸電線路的電阻，不計(jì)輸電線路的電容，略去變壓器的勵(lì)磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除外），負(fù)荷忽略不計(jì)或只做近似估計(jì)。在標(biāo)么值參數(shù)計(jì)算方面，在選取各級(jí)平均電壓做為基準(zhǔn)電壓時(shí)，忽略各元件(電抗器除外)的額定電壓之比，即所有變壓器的標(biāo)么變比都等于1。此外，有時(shí)還假定所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)具有相同的相位，加上所有元件僅用電抗表示，這就避免了復(fù)數(shù)運(yùn)算，把短路電流的計(jì)算簡(jiǎn)化為直流電路的求解。

短路計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)校驗(yàn)。

基本假定：短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則：

正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；

所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；

系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；

轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱；

定子三相繞組空間相差120°電氣角；

電力系統(tǒng)中各原件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小變化；

電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)；

同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）；

短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；

不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；

除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)；

元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；

輸電線路的電容略去不計(jì)；

用概率統(tǒng)計(jì)法制定短路電流運(yùn)算曲線。

一般規(guī)定：

（1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成的5～10年）。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式；

（2）在電氣網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響；

（3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)加裝電抗器的6～10KV出線與廠用分支線回路，除其母線和母線隔離開(kāi)關(guān)之間隔板前的引線和套管，計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后；

（4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。

3.2 短路點(diǎn)的選擇原則與確定 3.2.1 短路點(diǎn)選擇原則 短路計(jì)算點(diǎn)是指在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。所選的短路點(diǎn)一定要是各種短路類(lèi)型是最嚴(yán)重的情況，應(yīng)為只要這樣才能得出變壓器中性點(diǎn)的最大入地電流，算出后才能進(jìn)行接地電阻允許值的計(jì)算。而且一般不止選擇一個(gè)短路點(diǎn)，而是通常選擇2～3個(gè)分別進(jìn)行計(jì)算，然后將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。

3.2.2 短路點(diǎn)的選擇 在該系統(tǒng)中選擇了220kV高壓側(cè)母線 與220kV高壓側(cè)母線之間（如圖3.1）。

圖 3.1 同步發(fā)電機(jī)三相短路系統(tǒng)算例圖 3.3短路電流計(jì)算 3.3.1計(jì)算的基本步驟 計(jì)算的基本過(guò)程如下：

（1）選擇短路點(diǎn)；

（2）畫(huà)出計(jì)算用等值網(wǎng)絡(luò)，利用標(biāo)幺值計(jì)算：

①基準(zhǔn)值選取，；

②各種標(biāo)幺值的計(jì)算；

③各元件的電抗編號(hào)；

（3）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，求轉(zhuǎn)移電抗；

（4）求相應(yīng)的計(jì)算電抗Xjs；

（3.1）（5）求短路電流有名值；

（3.2）3.3.2短路計(jì)算（1）假設(shè)一個(gè)電力系統(tǒng)三相短路，其中已知參數(shù)如下：

（2）系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)幺值化：

圖3.2 系統(tǒng)等值電路圖（3）再將該電路圖三角星化如圖3.3：

圖 3.3 網(wǎng)絡(luò)三角化星圖 其中：

（4）將星型圖繼續(xù)簡(jiǎn)化為圖3.4得：

圖3.4 化簡(jiǎn)合并電路圖（5）最后計(jì)算短路電流：

電力系統(tǒng)故障仿真 4.1 概述 電力系統(tǒng)仿真主要是對(duì)短路類(lèi)型中的三相短路、兩相短路和單相接地短路的電流、機(jī)端電壓波形進(jìn)行分析。利用Matlab軟件中的電力系統(tǒng)模塊庫(kù)(PSB)，建立了同步發(fā)電機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)模型，它對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)和選用有一定的參考價(jià)值。同時(shí)電壓電流波形可以直觀的了解，便于建立系統(tǒng)的觀念。

4.2 電力系統(tǒng)各元件主要模型 4.2.1同步發(fā)電機(jī)（1）、同步發(fā)電機(jī)的基本方程、參數(shù)和等值電路 ①．回路電壓方程 定子回路：

(4.1)，(4.2)正電流產(chǎn)生負(fù)磁鏈(4.3)(4.4)轉(zhuǎn)子回路：（負(fù)載反電勢(shì)）(4.5)Ｄ繞組：(4.6)Ｑ繞組：(4.7)用分塊矩陣形式簡(jiǎn)寫(xiě)為：

(4.8)(4.9)②．磁鏈方程 結(jié)論：因同步發(fā)電機(jī)的凸極使得氣隙不均勻和轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，Lss可以是周期變化的時(shí)變參數(shù)，LSR、LRS必然周期變化的時(shí)變參數(shù)，abc坐標(biāo)制的同步發(fā)電機(jī)基本方程是時(shí)變系數(shù)微分方程。

（2）、同步電機(jī)的Simulink 模型 在電機(jī)元件庫(kù)中，同步電機(jī)的模型有五個(gè)，即兩個(gè)簡(jiǎn)化模型，一個(gè)實(shí)名制下的原理模型，一個(gè)標(biāo)么值下的原理模型和一個(gè)標(biāo)么值下的標(biāo)準(zhǔn)模型。原理模型和標(biāo)準(zhǔn)模型的屬性參數(shù)的主要參數(shù)意義分別講述如下：

① Rotor type:指轉(zhuǎn)子繞組的形式，可選凸極（salient-pole）或者隱極（round）。

② Intial conditions: 用于設(shè)置電機(jī)的初始速度偏差、轉(zhuǎn)子電氣角度、線電流幅值、相角及初始勵(lì)磁電壓。

③ Simulink saturation: 用于確定轉(zhuǎn)子電磁飽和度、定子鐵芯的飽和參數(shù)。如果選擇了該項(xiàng)參數(shù)，則屬性參數(shù)對(duì)話框會(huì)增加一欄“Saturation parameters”設(shè)置項(xiàng)。

在標(biāo)準(zhǔn)模型中，還有兩項(xiàng)下拉選項(xiàng)，即d軸時(shí)間常數(shù)和q軸時(shí)間常數(shù)。它們分別用于確定上述時(shí)間常數(shù)是按轉(zhuǎn)子短路時(shí)設(shè)置還是按轉(zhuǎn)子開(kāi)路時(shí)設(shè)置。同步電機(jī)模型的輸入端包括兩個(gè)：

其一是機(jī)械功率（Pm）。在發(fā)電機(jī)模式下，該輸入可以是一個(gè)正的常數(shù)或者參數(shù)或者原動(dòng)機(jī)模塊的輸出；

在電動(dòng)模式下，該輸入通常是一個(gè)負(fù)的常數(shù)或者函數(shù)。

其二是勵(lì)磁電壓（Vf）。在發(fā)電機(jī)模式下，它一般由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器提供；

在電動(dòng)模式下，它通常是一個(gè)常量。

同步電機(jī)的輸出端包括了三相輸出端子（A、B、C）和測(cè)量端子（m）.通過(guò)測(cè)量端子，可以觀測(cè)到同步電機(jī)的電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)子等22個(gè)物理不變量值。

4.2.2 三相π型線路功能模塊（3-Phase PI Section）三相π型線路是構(gòu)建電力系統(tǒng)模擬輸電仿真模型時(shí)最常用的功能模塊，由電阻、電感和電容構(gòu)成。其參數(shù)設(shè)置類(lèi)似于串、并聯(lián)RlC支路模塊，只是他所設(shè)置的電阻、電感和電容值為單位輸電線長(zhǎng)度時(shí)的參數(shù)值。因此在π型線路功能模塊的屬性參數(shù)對(duì)話框中，還需要設(shè)置輸電線路的長(zhǎng)度值。

所以，就三相π型線路模塊而言，在其電感、電阻、電容值的屬性參數(shù)設(shè)置框中，包括：（1）頻率；

（2）正序和零序電阻值；

（3）正序和零序電容值；

（4）輸電線路的長(zhǎng)度值。其參數(shù)對(duì)話框如圖4.1：

圖 4.1 三相π型線路模塊參數(shù) 4.2.3 并聯(lián)RLC負(fù)荷模塊（Elements）并聯(lián)RLC負(fù)荷模塊（Parallel RLC Load）提供了一個(gè)由電阻、電感、電容并聯(lián)連接構(gòu)成的功能模塊，也可以通過(guò)設(shè)置它的電阻、電感和電容的具體值來(lái)改變?cè)撝返牡刃ё杩?。其參?shù)對(duì)話框如圖4.2所示：

圖 4.2 并聯(lián)RLC負(fù)荷模塊參數(shù) 4.2.4 三相故障模塊（3-phase Fault）三相故障模塊提供了一種可編程的相間（phase-to-phase）和（phase-to-ground）故障斷路器中。三相故障模塊使用了三個(gè)獨(dú)立的斷路器，用來(lái)模擬各種對(duì)地或者相間故障模型。其參數(shù)對(duì)話框如圖4.3所示：

圖 4.3三相故障模塊參數(shù) 三相故障模塊中的斷路器的開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間可以由一個(gè)Simulink 外部信號(hào)（外部控制模式）或者內(nèi)部控制定時(shí)器（內(nèi)部控制模式）來(lái)控制。

如果不設(shè)計(jì)接地故障，接地電阻（Ground resistance）Rg自動(dòng)被設(shè)置為10。舉例說(shuō)明如下：當(dāng)設(shè)置一個(gè)A、B相間短路故障模型時(shí)，只需要設(shè)置A相故障和B相故障屬性參數(shù)；

當(dāng)設(shè)置一個(gè)A相接地故障模型時(shí)，只需要同時(shí)設(shè)置A相故障和接地故障屬性參數(shù)，并且要指定一個(gè)小的接地電阻值。需要注意的是：

① 如果三相故障模塊被設(shè)置為外部控制（External control）模式時(shí)，在模塊的封裝圖表中就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)控制輸入端。連接到這個(gè)輸入端的控制信號(hào)必須是0或者1之類(lèi)的脈沖信號(hào)（其中0表示斷開(kāi)斷路器，1表示閉合斷路器）。

② 當(dāng)三相故障模塊被設(shè)置為內(nèi)部控制模式（internal control mode）時(shí)，其開(kāi)關(guān)時(shí)間（switching times）和開(kāi)關(guān)狀態(tài)，均在該模塊的屬性參數(shù)對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置。

4.2.5 變壓器模塊（1）變壓器模塊 變壓器模塊是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)繞組中通有交流電流時(shí)，鐵心（或磁心）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵心（或磁心）和繞組組成，繞組有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中介電源的繞組叫初級(jí)繞組，其余的繞組叫次級(jí)繞組。按電源相數(shù)來(lái)分，變壓器單相、三相和多相幾種形式。他的重要特性參數(shù)主要有；

①工作頻率：變壓器鐵心損耗與頻率有很大的關(guān)系，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來(lái)設(shè)計(jì)和使用，這個(gè)頻率稱工作頻率。

②額定頻率：在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長(zhǎng)期工作，而不超過(guò)規(guī)定溫升的輸出功率。

③額定電壓：指在變壓器的繞組上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于該電壓。

④電壓比：指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。

⑤空載電流：變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。

⑥空載損耗：指變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)在初級(jí)測(cè)得的功率損耗。主要損耗是鐵心損耗，其次是空載電流在初級(jí)繞組銅祖上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分消耗很小。

⑦效率：指次級(jí)功率與初級(jí)功率比值的百分比。通常變壓器的額定功率越大，效率就越高。

（2）標(biāo)么值參數(shù)系統(tǒng)介紹 為了便于工業(yè)應(yīng)用，通常要將有名值轉(zhuǎn)換為標(biāo)么值，而這需要知道相應(yīng)繞組的額定功率（P，單位VA）、額定電壓（V,單位V）以及額定頻率（f,單位Hz）。對(duì)每一個(gè)繞組，其電阻和電抗的標(biāo)么值定義如下：

(4.11)(4.12)(4.13)(4.14)式中：V、P和f分別為一次繞組的額定電壓，額定功率和額定頻率。

（3）雙繞組三相變壓器 雙繞組三相變壓器的兩個(gè)繞組可以接成多種形式，如星形Y、帶中性線的星形Yn、星形接地Yg、三角形（超前星形30°）它們可以通過(guò)該功能模塊。

雙繞組三相變壓器需要設(shè)置的主要參數(shù)有：變壓器的額定功率，頻率，繞組電壓、兩個(gè)繞組的漏抗和電阻，以及激磁電感和激磁電阻。在該功能模塊的屬性參數(shù)對(duì)話框中，還有是否考慮鐵芯飽和情況的選項(xiàng)，由“Saturable core”選項(xiàng)完成。

當(dāng)選定了“Saturable core”選項(xiàng)時(shí)，該屬性參數(shù)對(duì)話框中便會(huì)自動(dòng)增加一欄飽和特性參數(shù)設(shè)置欄（saturation charateristic）,用于設(shè)置該變壓器模塊的飽和特性。同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)復(fù)選框“Simulate hysteresis”和”Specify initial fluxes”,前者用于決定是否進(jìn)行磁滯飽和仿真，后者則用于設(shè)置初始磁通。

4.3 電力系統(tǒng)故障仿真 4.3.1 算例圖 根據(jù)電力系統(tǒng)典型接線，建立一個(gè)含故障的電力系統(tǒng)算例圖如圖3.1所示。

4.3.2 模型建立步驟及其參數(shù)設(shè)置 根據(jù)含故障的電力系統(tǒng)算例圖，建立仿真模型圖如圖4.4、圖4.5、圖4.6、所示：

圖4.4 電力系統(tǒng)三相短路系統(tǒng)仿真 圖4.5 同步發(fā)電機(jī)Area的子系統(tǒng) 圖4.6 PSS控制系統(tǒng)的子系統(tǒng) 圖4.7無(wú)窮大子系統(tǒng)（1）在Simuink窗口下的File菜單中選擇New命令創(chuàng)建一個(gè)untitled的空白文件窗口；

（2）打開(kāi)SimPowerSystems窗口下的Elements，將其中的Three-Phase Breaker從該模塊庫(kù)中拷貝到untitled窗口，其參數(shù)設(shè)置如圖4.8：

圖4.8 Three-Phase Breaker的參數(shù)（3）將其他模塊拷貝untitled窗口中，其中Distributed Parameters Line Three-phase的參數(shù)分別如下圖4.9：

圖4.9 Distributed Parameters Line Three-phase的參數(shù)（4）建立一個(gè)含同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)Area：

①創(chuàng)建一個(gè)untitled空白文件窗口；

②在SimPowerSystems下的Machines中引入Machines Measurement Demux模塊和Steam Turbine and Governor模塊以及Excitation System模塊，并分別命名為Machine 1 Measurement Demux和STG以及EXCITATION其參數(shù)如圖4.10、圖4.11和圖4.12：

圖4.10 Machines Measurement Demux模塊參數(shù) 圖4.11 Steam Turbine and Governor模塊參數(shù) 圖4.12 Excitation System模塊參數(shù) ③在SimPowerSystems下的Machines中引入Multi-Band Power System Stabilizer模塊以及兩個(gè)Generic Power System Stabilizer分別命名為MB-PSS、Delta w PSS(Kundur)、Delta Pa Pss，其參數(shù)如圖4.13和圖4.14：

④將其他模塊拷貝其中連接入如圖4.6所示：

⑤全部選中上圖所示的功能模塊，用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊所選功能模塊中的任意一個(gè)功能模塊，彈出對(duì)話框，→點(diǎn)擊Create Subsystem（創(chuàng)建子系統(tǒng)），→點(diǎn)擊該子系統(tǒng)模塊的名稱Subsysterm，將它重新命名為M1：Turbine&Regulators。

圖4.13 Multi-Band Power System Stabilizer模塊參數(shù) 圖4.14 Generic Power System Stabilizer模塊參數(shù)（5）將M1：Turbine&Regulators系統(tǒng)復(fù)制并命名為M2Turbine&Regulators；

（6）建立勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的子系統(tǒng)；

①創(chuàng)建一個(gè)空白文件窗口并命名其為Area 1；

②將M1：Turbine&Regulators，M2：Turbine&Regulators拷貝于其中；

③在SimPowerSystems下的Machines中引入兩個(gè)Synchronous Machine分別命名為M1 900MVA和M2 900MVA，其參數(shù)設(shè)置分別如圖4.15：

圖4.15 Synchronous Machine模塊參數(shù) ④在SimePowerSystems下的Elements中引入兩個(gè)Three-Phase Transformer模塊，分別命名為T(mén)1:900MVA29kV/230kV和T2:900MVA29kV/ 230kV其參數(shù)設(shè)置如圖4.16：

圖4.16 Three-Phase Transformer模塊參數(shù) ⑤在SimePowerSystems下的Elements中引入兩個(gè)Three-Phase PI Section Line模塊分別命名為25km Area 1和10 km Area1其參數(shù)設(shè)置如圖4.17：

⑥在SimePowerSystems下的Elements中引入兩個(gè)Three-Phase Parallel RLC Load模塊分別命名為967MW100MVAR-187MVAR和-200MVAR，其參數(shù)分別如圖4.18：

圖4.17 Three-Phase PI Section Line模塊參數(shù) ⑦將其他模塊引入建立如圖4.5的模型：

⑧全部選中上圖所示的功能模塊，用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊所選功能模塊中的任意一個(gè)功能模塊，彈出對(duì)話框，→點(diǎn)擊Create Subsystem（創(chuàng)建子系統(tǒng)），→點(diǎn)擊該子系統(tǒng)模塊的名稱Subsysterm，將它重新命名為Area。

圖4.18Three-Phase Parallel RLC Load模塊參數(shù)（7）建立一個(gè)無(wú)窮大電網(wǎng)模型；

①在SimPowSystems模塊庫(kù)的Source中，選一個(gè)3-phase Source功能模塊，并將其命名為12000MVA110kV，其關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置方法如圖4.19所示：

圖4.19 3-phase Source功能模塊參數(shù) ②在SimPowerSystems模塊庫(kù)中，打開(kāi)Element模塊庫(kù)，選中3-phase parallel RLC load功能模塊，并將其命名為L(zhǎng)oad 500MW，其屬性參數(shù)設(shè)置對(duì)話框如圖4.20：

圖4.20 3-phase parallel RLC load功能模塊參數(shù) ③將兩個(gè)模塊如圖4.7連接，并將所有模塊封裝成一個(gè)子系統(tǒng)，并命名為infinity。

（8）將Area 和Infiniti兩個(gè)子系統(tǒng)拷入最初建立的untitled空白文件系統(tǒng)，建立如圖3的系統(tǒng)；

（9）設(shè)置Powergui的參數(shù)：

①Steady State Voltages and Currents的參數(shù)設(shè)置如圖4.21：

圖4.21Steady State Voltages and Currents的參數(shù) ②Initial States Setting選項(xiàng)的參數(shù)設(shè)置如圖4.22：

圖4.22 Initial States Setting選項(xiàng)的參數(shù) ③Load Flow and Machine Initialization選項(xiàng)的參數(shù)設(shè)置如圖4.23：

圖4.23 Load Flow and Machine Initialization選項(xiàng)的參數(shù) ④其他設(shè)置均為默認(rèn)設(shè)置，不做任何改動(dòng)（10）將該仿真模型文件保存為lhy.mdl。

4.4 仿真結(jié)果與分析 4.4.1 仿真結(jié)果 建立好如圖4.5所示的Simulink仿真模型后，將仿真參數(shù)設(shè)置好便可以執(zhí)行仿真圖4.22設(shè)置，圖4.24~圖4.27給出了主要的仿真波形。

圖4.24 發(fā)生三相故障時(shí)機(jī)端電流波形 圖4.25 發(fā)生三相故障時(shí)機(jī)端電壓波形 圖4.26 發(fā)生三相故障時(shí)短路點(diǎn)的電流波形 圖4.27 發(fā)生三相故障時(shí)短路點(diǎn)的電壓波形 4.4.2 結(jié)果分析（1）、發(fā)生三相短路時(shí)，機(jī)端點(diǎn)仿真結(jié)果分析: 發(fā)生三相短路時(shí)，電力系統(tǒng)在機(jī)端點(diǎn)的仿真結(jié)果如圖4.24、圖4.25，包含機(jī)端三相電壓、電流波形，由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障相各相電流由于三相短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而電流為0，電壓為穩(wěn)定值，在0.05秒時(shí)，三相短路故障發(fā)生器閉合，此時(shí)電路發(fā)生三相短路，機(jī)端短路電流急劇增大；

機(jī)端各相電壓下降。在0.1s時(shí)，三相短路故障發(fā)生器打開(kāi)，相當(dāng)于排除故障，此時(shí)故障點(diǎn)各相電流迅速下降。

（2）、發(fā)生三相短路時(shí)，故障點(diǎn)仿真結(jié)果分析 發(fā)生三相短路時(shí)，電力系統(tǒng)在故障點(diǎn)的仿真結(jié)果如圖4.26、圖4.27，包含機(jī)端三相電壓、電流波形，由圖形可以得出以下結(jié)論：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障相各相電流由于三相短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)，因而電流為0，電壓為穩(wěn)定值，在0.05秒時(shí)，三相短路故障發(fā)生器閉合，此時(shí)電路發(fā)生三相短路，機(jī)端短路電流急劇增大；

機(jī)端各相電壓下降為零。在0.1s時(shí)，三相短路故障發(fā)生器打開(kāi)，相當(dāng)于排除故障，此時(shí)故障點(diǎn)各相電流迅速下降為0。

（3）、發(fā)生三相短路時(shí)，機(jī)端點(diǎn)和故障點(diǎn)仿真結(jié)果比較。

電力系統(tǒng)在線路上發(fā)生三相短路故障時(shí)，由于短路故障發(fā)生器處于斷開(kāi)狀態(tài)所以短路點(diǎn)電流是由零開(kāi)始迅速增大，而機(jī)端電流由一個(gè)穩(wěn)定值急速增大；

短路點(diǎn)電壓下降為零，而機(jī)端電壓由于機(jī)端與短路點(diǎn)之間存在阻抗所以必定存在壓降，所以機(jī)端電壓不會(huì)下降至零。

（4）、仿真結(jié)果與短路計(jì)算結(jié)果的比較。

在用Matlab進(jìn)行電力系統(tǒng)故障仿真得出的短路點(diǎn)電流的標(biāo)幺值為9，短路點(diǎn)電壓為0；

而短路計(jì)算的電流波形最大值為8.929，電壓因?yàn)槎搪范鵀榱恪身?xiàng)結(jié)果出入相差不大，驗(yàn)證了Matlab軟件仿真的準(zhǔn)確性。

總結(jié) 本文以三相短路為例，介紹了電力系統(tǒng)故障和Matlab/Simulink的基本特點(diǎn)，探索了電力系統(tǒng)故障中最常見(jiàn)的短路計(jì)算一些常用的計(jì)算方法，和Matlab應(yīng)用的基本方法和步驟，在Matlab軟件中電力系統(tǒng)仿真如何應(yīng)用SimPowerSystems模塊庫(kù)構(gòu)建電力系統(tǒng)故障的仿真模型并對(duì)其仿真結(jié)果進(jìn)行分析，得出一下結(jié)果：

應(yīng)用Matlab/simulink進(jìn)行仿真分析的結(jié)果和理論計(jì)算的結(jié)果相差不大，Matlab仿真工具是一種很實(shí)用的工具。

隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已成為電力系統(tǒng)研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行等各個(gè)方面的重要方法和手段，由于Matlab具有良好的開(kāi)發(fā)性。高效的數(shù)據(jù)仿真分析，特別是信號(hào)處理和直觀的圖形顯示功能，且Matlab/simulink環(huán)境下的SimPowerSystems模型庫(kù)及Simulink強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)功能和豐富的工具箱，能快速而準(zhǔn)確的對(duì)電路及更復(fù)雜的電力系統(tǒng)進(jìn)行仿真、計(jì)算。因此，它已成為電力科研工作者和工程技術(shù)人員應(yīng)用它來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)有關(guān)問(wèn)題的仿真分析和輔助設(shè)計(jì)的理想工具。

通過(guò)這次論文的撰寫(xiě)，我對(duì)電力系統(tǒng)故障以及Matlab軟件有了更深的認(rèn)識(shí)。但由于在校期間學(xué)習(xí)不扎實(shí)，以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，本文肯定有許多多不足之處，懇切希望老師給予批評(píng)指正。

致 謝 本設(shè)計(jì)在老師的精心指導(dǎo)下圓滿完成，從開(kāi)題報(bào)告到資料查詢?cè)俚秸撐牡淖珜?xiě)，XX老師都耐心地教導(dǎo)，并為我點(diǎn)出其中的錯(cuò)誤。老師在理論分析和工作經(jīng)驗(yàn)方面給了我諸多指導(dǎo)性的建議，他淵博的知識(shí)和對(duì)學(xué)科發(fā)展獨(dú)到的見(jiàn)解，不但給與我一盞明亮的指路之燈，幫助我完成了復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)，更使我今后的工作道路歸入正途。在此我向胡老師表示我最誠(chéng)摯的感謝！其次，在大學(xué)的四年里，學(xué)校的各位老師在學(xué)習(xí)上和生活上對(duì)我的關(guān)心、支持和厚愛(ài)，都令我銘記于心，在此也表示我由衷的感謝！各位老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)做人的品質(zhì)，和藹可親的作風(fēng)以及無(wú)私奉獻(xiàn)的精神給我留下了深刻的印象，使我終生受益。

最后還要對(duì)全體同學(xué)表示感謝，四年來(lái)在學(xué)習(xí)、工作和生活中給予我的諸多幫助，謝謝！好喝好！那么最后呢也祝愿我們?cè)趫?chǎng)的所有來(lái)賓所有的朋友們家庭幸福，生活美滿，身體健康 參考文獻(xiàn) [1] 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析（第三版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.（5）：95-96 [2] 周榮光，電力系統(tǒng)故障分析[M].北京：清華大學(xué)出版社，1988.(1):2-3 [3] 李維波，Matlab在電氣工程中的應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2007.(7):342-343 [4] 鐘麟，王峰.Matlab仿真技術(shù)與應(yīng)用教程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.(8):411-412 [5] 韓禎祥，吳國(guó)炎等.電力系統(tǒng)分析.（第二版）[M].北京：浙江大學(xué)出版社，1993.[6] 華智明，岳湖山.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計(jì)算[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1991.[7] 張鐘俊，電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過(guò)程[M].北京：中國(guó)工業(yè)出版社，1961.[8] 李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第二版）[M].北京：水利電力出版社，1995.[9] 西安交通大學(xué)，西北電力設(shè)計(jì)院，電力工業(yè)部西北勘測(cè)設(shè)計(jì)院.短路電流實(shí)用計(jì)算方法[M].北京：電力出版社，1982.[10] 賀仁睦，電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方正準(zhǔn)確度的研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2000，（12）：1~4.[11] 盛義發(fā)，鄧國(guó)揚(yáng)，王浩宇等.同步發(fā)電機(jī)新型勵(lì)磁系統(tǒng)的研究[J].南華大學(xué)學(xué)報(bào)，2003(1):1~6.[12] 鄧國(guó)揚(yáng)，盛義發(fā).基于Matlab/Simulink的電力電子系統(tǒng)的建模與仿真[J].南華大學(xué)學(xué)報(bào)，2003(1）：1~6.[13] 西安交通大學(xué)等六院校，電力系統(tǒng)計(jì)算[M].北京：水利電力出版社，1995.[14]?張森，張正亮.Matlab仿真技術(shù)主導(dǎo)實(shí)例應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[15] 張葛祥，李娜.Matlab仿真技術(shù)與應(yīng)用教程[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.[16]?范影樂(lè)，楊勝天.Matlab仿真應(yīng)用詳解[M]．北京：人民郵電出版社，2001.[17] 陸超，唐義良，謝小榮等.仿真軟件Matlab與PSB模型及仿真分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2000，（9）：23-26.[18]?薛定語(yǔ)，陳陽(yáng)泉.基于Matlab/Simulink與控制系統(tǒng)仿真[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[19]?王正林等.Matlab/Simulink與控制系統(tǒng)仿真[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2005.[20]?劉白雁等.機(jī)電系統(tǒng)仿真：基于Matlab/Simulink[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[21]?陳桂明.應(yīng)用Matlab建模與仿真[M].北京：北京科學(xué)出版社，2001.[22] Elgerd OI.Electric Energy System Theory-An Introduction[J].McGraw-Hill Book Co.1982(4）：61~66.[23] Kundur P.Power System Stabiliby and Control[J].New York:Mcgraw-Hill,1994(2）：25~26.[24] Grainger J J,Stevenson W D.Power System Analysis[J].New York:Mcgraw-Hill,1994(4）：44~47.[25] Venikov V A.Transient Processes in Electrical Power Systems[J].Mir Publishers,1980(2）：12~13.

第五篇：大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)

當(dāng)前，我部門(mén)應(yīng)用系統(tǒng)之間都是獨(dú)立的，數(shù)據(jù)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)也沒(méi)有相連。這種現(xiàn)狀導(dǎo)致，各公司部門(mén)之間的信息資源無(wú)法共享、部門(mén)之間工作移交無(wú)法電子化。這極大地限制了信息化提高公司工作效率的效果，更重要的是信息資源無(wú)法打通，就無(wú)法站在全縣的角度去進(jìn)行政務(wù)應(yīng)用的大數(shù)據(jù)分析，成為了政務(wù)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的最大阻礙。

為了提高資源使用率，節(jié)約管理成本，推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，拉動(dòng)社會(huì)資金在信息化方面的投入，為了提高行政管理和服務(wù)效率，促進(jìn)公司職能轉(zhuǎn)變，改善投資和營(yíng)商環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為了提高公司服務(wù)效率，使公司管理服務(wù)從各自為政、相互封閉的運(yùn)作方式，向跨部門(mén)、跨區(qū)域協(xié)同互動(dòng)和資源共享轉(zhuǎn)變，提高公司工作效率。有必要構(gòu)建統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，更好地為公司決策服務(wù)，提高信息服務(wù)質(zhì)量。

建成覆蓋全縣各公司部門(mén)的信息資源整合平臺(tái)，支撐用戶單位開(kāi)展跨部門(mén)、跨層級(jí)的政務(wù)應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析，業(yè)務(wù)協(xié)作，提供應(yīng)用集成模板、集中監(jiān)控管理、遠(yuǎn)程配置部署等工具，降低跨地域?qū)嵤╇y度。電子政務(wù)應(yīng)用中存在大量跨部門(mén)、跨層級(jí)的業(yè)務(wù)協(xié)作，數(shù)據(jù)交換平臺(tái)是縣級(jí)各部門(mén)共享數(shù)據(jù)，進(jìn)行全縣內(nèi)大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)也是解決跨部門(mén)協(xié)作的有效手段。全縣統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一架構(gòu)，避免各級(jí)單位獨(dú)立建設(shè)帶來(lái)的格式各異、接口混亂、無(wú)法重用、難以擴(kuò)展的局面；施行統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一管理的集中管理模式，總體上降低各級(jí)公司部門(mén)信息整合的建設(shè)、管理、應(yīng)用的成本。社會(huì)經(jīng)歷了由磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，向以公文檔為主要形式數(shù)據(jù)的發(fā)展，后來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的興起促成了數(shù)據(jù)量的第三次大規(guī)模增長(zhǎng)，到了今天，隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算應(yīng)用的進(jìn)一步豐富，數(shù)據(jù)已呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，“大數(shù)據(jù)”概念逐漸在各界引起熱議。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們分析的數(shù)據(jù)因?yàn)椤按蟆保瑪[脫了對(duì)傳統(tǒng)對(duì)隨機(jī)采樣的依賴，而是面對(duì)全體數(shù)據(jù)；因?yàn)樗行畔⒍际恰皵?shù)”，可以不再糾結(jié)具體數(shù)據(jù)的精確度，而是坦然面對(duì)信息的混雜；信息之“大”之“雜”，讓我們分析“據(jù)”也由傳統(tǒng)的因果關(guān)系變?yōu)橄嚓P(guān)關(guān)系。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)由網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)支撐層、信息安全層、統(tǒng)一管理等構(gòu)成。數(shù)據(jù)支撐層必須能夠?qū)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)可視化進(jìn)行大數(shù)據(jù)的全生命周期管理。通過(guò)對(duì)全縣范圍內(nèi)從不同部門(mén)收集到數(shù)據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)成為流化的資源，為應(yīng)用支撐層的運(yùn)轉(zhuǎn)提供豐富的高質(zhì)量的不同維度的數(shù)據(jù)資源的接口。在全縣數(shù)據(jù)集中的同時(shí)需要考慮數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)時(shí)的安全問(wèn)題以及不同部門(mén)對(duì)外共享自身內(nèi)部數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)邊界控制的問(wèn)題，從技術(shù)和制度上保障這些數(shù)據(jù)資源得到科學(xué)、有效、合規(guī)的使用。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的主要任務(wù)：

（一）建立政務(wù)云平臺(tái)。

建設(shè)全縣統(tǒng)一的政務(wù)云計(jì)算平臺(tái)。以縣廣電公司的設(shè)施為基礎(chǔ)，進(jìn)行云化改造，建立自行管理的云計(jì)算資源池，為各部門(mén)不宜采用社會(huì)化云計(jì)算服務(wù)的關(guān)鍵性業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)設(shè)施共享服務(wù)。

（二）實(shí)施大數(shù)據(jù)管理。

1.建立政務(wù)數(shù)據(jù)交換和目錄體系。以縣廣電公司的交換中心為主交換平臺(tái)，構(gòu)建全縣統(tǒng)一的電子政務(wù)數(shù)據(jù)交換體系。統(tǒng)籌各部門(mén)可供共享的信息和共享需求，編制政務(wù)信息資源共享目錄，明確可供共享的信息名稱、數(shù)據(jù)格式、提供方式、提供單位、共享?xiàng)l件、更新方式、更新時(shí)限等要素，按需向其他部門(mén)提供信息共享服務(wù)。

2.建設(shè)政務(wù)數(shù)據(jù)集中共享平臺(tái)。建立健全共享數(shù)據(jù)匯聚機(jī)制，按照“一類(lèi)數(shù)據(jù)來(lái)源于一個(gè)權(quán)威部門(mén)，權(quán)威部門(mén)負(fù)責(zé)更新維護(hù)”原則，通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，將具有公共性、標(biāo)識(shí)性、基準(zhǔn)性的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，集中存儲(chǔ)于云平臺(tái)，逐步形成人口、法人、經(jīng)濟(jì)、空間地理、社會(huì)信用等各類(lèi)城市重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)庫(kù)。充分發(fā)揮云平臺(tái)共享數(shù)據(jù)的中心作用，建立向云平臺(tái)直接獲取為主，部門(mén)間數(shù)據(jù)交換獲取為輔的共享應(yīng)用機(jī)制，提高城市綜合數(shù)據(jù)共享使用效率。

（三）推進(jìn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

提高決策數(shù)據(jù)服務(wù)水平。圍繞縣公司決策需要，以建設(shè)決策支持電子政務(wù)系統(tǒng)為抓手，充分整合各部門(mén)現(xiàn)有辦公應(yīng)用和業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源，逐步建立支撐領(lǐng)導(dǎo)決策研判的決策數(shù)據(jù)資源庫(kù)，提供更加及時(shí)高效的信息獲取方式，豐富展現(xiàn)形式，為公司決策提供全面準(zhǔn)確便捷的數(shù)據(jù)服務(wù)。使縣領(lǐng)導(dǎo)能夠及時(shí)掌握經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與社會(huì)發(fā)展的實(shí)際狀況和發(fā)展趨勢(shì)，不斷提升政務(wù)數(shù)據(jù)保障和輔助決策能力。

（四）構(gòu)建大安全體系。

1.加強(qiáng)統(tǒng)一電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)管理。在現(xiàn)有電子政務(wù)外網(wǎng)平臺(tái)基礎(chǔ)上，提升縣級(jí)骨干網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)承載能力，按需擴(kuò)充統(tǒng)一互聯(lián)網(wǎng)出口，為公司大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供高速、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境。

2.加強(qiáng)安全技術(shù)防護(hù)體系建設(shè)。按照信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)要求，針對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)一步完善以病毒防范、漏洞管理、入侵防范、信息加密、訪問(wèn)控制等為重點(diǎn)的安全防護(hù)體系，確保電子政務(wù)系統(tǒng)不被破壞和數(shù)據(jù)不被竊取泄漏。