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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。

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目 录

第一章 绪论………………………………………………………………………1

1.1项目背景………………………………………………………………………1

1.2研究意义………………………………………………………………………1

第二章PSCAD的软件介绍与潮流计算简介……………………………………2

2.1PSCAD软件的介绍 …………………………………………………………2

2.2 潮流计算简介 ………………………………………………………………3

第三章13节点配电网的建模…………………………………………………4

3.1仿真模块的设计………………………………………………………………4

3.2配电网的建模…………………………………………………………………9

第四章 仿真结果的分析………………………………………………………10

4.1不同故障下的仿真波形……………………………………………………10

4.2matlab绘图…………………………………………………………………16

4.3频谱分析……………………………………………………………………18

附件……………………………………………………………………20

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绪论

1.1 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