对可再生能源和微电网集成研究的新控制技术和保护算法进行基线和测试及静态、时域和频率分析研究（Matlab代码实现）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

3 参考文献

4 Simulink实现

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1 概述

本文包括：（1）IEEE 10发电机39母线测试系统[3]，也称为新英格兰39母线，（2）三区域IEEE可靠性测试系统（RTS）1996 [4]，（3）澳大利亚简化的14发电机[5]。这些系统是根据IEEE工作组的报告[6]进行优先级排序，并根据相应的参考文献进行了完全建模。SPS测试网络可用于稳定性研究的相量模式和时域仿真模式。它们还根据参考文献包括各种调速器、励磁系统和电力系统稳定器的模型，并可使用Simulink编程工具添加更多模型。其主要目标是用于基线测试和测试基于模糊逻辑的新控制技术和新的保护算法，特别是用于使用PMU的广域信息为基础的方案。这些测试系统也适用于可再生能源和微电网集成研究。这些模型在MATLAB中央文件交换中提供，使它们在全球范围内广泛可用于电力系统教育和研究。本文的第二节描述了包括应用组件和控制设备相关信息的SPS基准测试系统，第三节讨论了一些基准系统的分析示例，以及静态、时域和频域分析，以支持实施的正确性。

互联电力系统是过去几十年中构思和建造的最大和最复杂的基础设施。因此，电源系统的示教可能非常具有挑战性，因为没有简单的方法对研究对象进行实际实验。人口增长、经济增长、气候变化、新技术的采用以及许多其他先进主题通过引入发电的间歇性、需求的响应性以及电力系统通信和信息之间的互连，使这项任务变得更加复杂。现在，教育工作者和研究人员需要在具有多种场景的现实缩小规模电力系统上展示他们的概念和发明，以便为提供可靠、负担得起和可持续的电力提供新的解决方案。

在实际电力系统上实施一个想法必须首先通过广泛的模拟进行全面调查，以防止任何不稳定问题和灾难性后果。专家认为简单的IEEE标准化基准系统对于理解，开发和部署任何新解决方案都是公平的，只要组件的动态行为得到表示而不过度简化。

为此，可以使用多种编程环境来研究电力系统动力学和控制[1]。SimPowerSystems （SPS） 是由 Mathworks 和魁北克水电研究中心 （IREQ） 开发和维护的基于 MATLAB/Simulink 的软件包，为电力系统建模和仿真提供了广泛的专用组件库和分析工具。它享誉全球，似乎是学术和工业研究人员的主要学习环境[2]。面向图形的软件包允许用户通过简单的“单击和拖动”程序轻松创建和仿真电力系统模型。SPS 无缝集成到 Simulink 环境中，可与 Simulink 工具结合使用，以设计和优化任何控制方案。

2 运行结果

本节描述了三个测试系统的关键特性。在建模过程中考虑的一般概念如下：
• 使用三相PI段线块来表示输电线路。可以设置正序和零序的电阻、电感、电容和线路长度。
• 所有负载都以三相并联的RLC负载以PQ类型（Y接地配置）表示，因为相应的参考提供了有关有功和无功需求的负载数据。提供了不同类型的连接配置和类型。
• 三相变压器块用于建模测试系统的所有变压器。可以设置互连变压器的Y-Y连接和发电机变压器的Δ-Yg连接。
• 发电机通过dq转子参考框架中的三相同步机进行建模，而d轴和q轴的时间常数会根据给定的数据进行调整。
• 如果适用，设置单质串联复合蒸汽主动机，包括速度调节器、蒸汽涡轮和轴，以模拟蒸汽涡轮和调速器。
• 如果适用，将液压涡轮与PID调速器系统相结合，用于水力发电厂。
• 使用不同类型的知名IEEE同步机电压调节器和励磁系统来建模励磁系统。
• 每个发电机都配备三种类型的电力系统稳定器（PSS），多频带PSS（MBPSS），Delta omega通用PSS和Delta Pa通用PSS。

区域A：

区域B：

区域C：

3 参考文献

文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。

[1]A. Moeini, I. Kamwa, P. Brunelle, G. Sybille, " Test Systems Implemented in SimpowerSystems for Education and Research in Power Grid Dynamics and Control," Power Engineering Conference (UPEC), 2015 50th International Universities, 1-4 Sept. 2015, Staffordshire University, UK.

4 Simulink实现