【继电保护】双侧电源系统距离保护仿真模型附Simulink仿真

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🔥 内容介绍

一、模型核心架构与设计原则

  1. 电源等效性:采用 R-L-C 中性点接地模型模拟实际系统内阻与电抗;
  1. 保护选择性:通过方向元件限制正向动作,三段式定值实现分层保护;
  1. 场景全面性:覆盖 11 类故障类型与多位置故障注入。

二、关键模块设计与参数配置

(一)一次系统模块(以 230kV/50Hz 系统为例)

  1. 双侧电源模块
  • 送端 / 受端电源参数:电压 230kV,频率 50Hz,内阻 9.186Ω,电抗 138mH,中性点直接接地;
  • 相移设置:受端电源相移 0°(与送端保持同步),启动时间 0.05s 避免初始冲击。
  1. 输电线路模块
  • 拓扑设计:100km 架空线分为 90km+10km 两段,分界处设故障注入点;
  • 参数计算:单位阻抗 0.3Ω/km,总阻抗 30Ω,采用 π 型等效电路(电感 120mH,电容 1μF)。
  1. 断路器模块
  • 动作特性:开通电阻 1.0e6Ω,关断电阻 0.1Ω,初始状态闭合;
  • 控制逻辑:接收保护跳闸信号后 0.01s 内断开,故障切除后经重合闸判断重合。

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三、仿真实现

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⛳️ 运行结果

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🔗 参考文献

[1] 朱雪凌.电力系统继电保护原理[M].中国电力出版社,2009.

[2] 张晶晶,曹锐.距离保护特性元件躲过渡电阻能力分析与研究[J].继电器, 2004, 32(6):17-19.DOI:10.3969/j.issn.1674-3415.2004.06.005.

[3] 徐岩,卫波,张锐.距离保护在含分布式电源配网中的应用[J].华北电力技术, 2013(6):5.DOI:10.3969/j.issn.1003-9171.2013.06.007.

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2.1 bp时序、回归预测和分类

2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类

2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类

2.4 CNN|TCN|GCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类

2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类
2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类

2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类

2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类

2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类

2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类
2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测
2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类
2.13 BLS宽度学习时序、回归预测和分类
2.14 PNN脉冲神经网络分类
2.15 模糊小波神经网络预测和分类
2.16 时序、回归预测和分类
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### 使用Simulink实现双侧电源系统距离保护仿真模拟 #### 1. 双侧电源系统建模 为了研究双侧电源系统距离保护,首先需要构建一个精确的电力系统模型。这包括发电机、变压器、输电线路和其他必要的元件。通过合理设置这些组件的参数,可以创建一个能够反映实际电网行为的虚拟环境[^1]。 ```matlab % 创建一个新的Simulink模型文件 new_system('TwoSidePowerSystem'); open_system('TwoSidePowerSystem'); % 添加源模块(如电压源) add_block('simulink/Sources/AC Voltage Source',... 'TwoSidePowerSystem/VoltageSource','-name','VoltageSource'); set_param('TwoSidePowerSystem/VoltageSource',... 'Magnitude','100e3',... % 设置幅值为100kV 'Frequency','50'); % 频率为50Hz ``` #### 2. 距离继电器逻辑设计 距离保护的核心在于距离继电器的动作特性曲线的设计。通常情况下,会采用多段式的阻抗圆作为判断依据,在Simulink中可以通过自定义函数或查找表的方式实现这种复杂的非线性关系[^2]。 ```matlab function Zmeasured = distanceRelay(Zline, Rg, Xg) % 计算测量到的阻抗值 Zmeasured = sqrt((Rg-Zline)^2 + (Xg)^2); end ``` #### 3. 故障注入机制 为了测试保护装置的有效性和可靠性,还需要向所建立好的电路网络内引入各种类型的短路故障情况。利用MATLAB中的`powergui`工具箱提供的API接口可以直接指定发生位置及其严重程度等细节信息[^3]。 ```matlab % 定义三相接地短路事件发生在t=0.5秒处 FaultEvent = power_fcn('Fault Event',... {'Time',[0.5],'Type','Three-phase to ground'}); ``` #### 4. 数据采集与分析 最后一步就是收集整个过程中产生的电气量变化趋势并加以处理以便后续评估。借助内置的数据记录器节点可轻松获取所需信号,并将其导出至外部存储介质供进一步审查之用。 ```matlab % 开启Scope显示波形图 open_system(['TwoSidePowerSystem/' ScopeName]); % 将数据保存成.mat格式文件 save('SimulationData.mat','variables') ```
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