3.1.1孤岛电站频率变化的原因19

3.1.2同步发电机功角特性分析20

3.1.3发电机组的有功功率调节策略22

3.2电压稳定和无功功率均衡分配原理..24

3.2.1同步发电机组端电压变化原因和励磁系统的作用24

3.2.2发电机无功功率与电压的关系26

3.2.3发电机组的无功功率调整策略27

3.3本章小结31

第四章发电机组并联运行建模和仿真...32

4.1同型同步发电机组并联运行仿真分析33

4.2异型同步发电机组并联运行仿真分析37

4.3仿真结果分析40

4.4本章小结41

结论42

致谢43

参考文献44

第一章绪论

1.1课题研究背景和意义

面对当今快速发展的世界经济，消耗的能源也在迅速增多，然而石油、矿藏等新发现的能源，大部分都是在开发度相对较低或者相对偏远的地区。如果想在短时间开采这些新发现的资源，当地的基础设施又不完备，那么人们常常会在这些有资源的地区兴建起规模较小，只为了开采能源服务的系统，从而实现低投入高产出。这类小系统中的其中一个典型就是本文的孤岛电力系统。

现如今，在有些地区，孤岛电力系统在很多地区的生产生活中起着相当重要的作用。由于孤岛电力系统一直是保持独立运行的，所以所有负荷都由孤岛电力系统提供，因此如果孤岛电力系统发生故障，系统可能就会因此停电，造成一系列的损失，研究孤岛电站系统对于解决这些问题非常有必要。

与此同时对于孤岛电站发电机组的模型建立和运行仿真还需要进一步剖析和完善一些重要技术和理论。受限于资金和实验条件，所以选择了建模和仿真的方法，对照着实体电站的系统参数，然后进行分析与研究，得出来的结论的意义和价值都非常大，从而推动孤岛电站及一些相关领域的发展。

对于孤岛电力系统而言，系统负载的变化是电网频率和电压产生变化主要原因，同时发电机组的输出功率和转速也会产生变化；与此相反，负载工作的稳定性会受到电网的频率和电压变化的影响。因此，在工作中要求时刻调节原动机转速，从而稳定电网频率，并且均衡分配并联发电机组的有功功率；同时要求不断的调整发电机组中励磁电流，从而稳定电网电压，并且均衡分配无功功率。

1.2国内外研究现状和存在的问题

对于并联运行的发电机组间的问题，国内外的研究人员作出了不同的分析研究。文献[1]研究了小型发电机在异相并联进去电网时能够承受的最大的同步角；文献[2]分别对异步发电机和同步发电机的并联运行的过程建立了模型并分析仿真的情况；文献[3]研究了风力发电机，柴油发电机和燃料电池进行的并联运行情况，对发电机和负载的相互影响作用进行分析，同时分析系统的频率和电压是否稳定；文献[4]为了精确控制发电系统的并联运行情况，设计了新的修正调差率的方法；文献[5]用MATLAB/Simulink来建立出发电机模型，然后在不同的频率差条件下，分析了建立好的发电机模型和电网的同步的一系列问题。

上面列举的国内外的相关文献，可以了解到，对于多台柴油发电机组并联运行，在现在很多人并没有对并联运行的过程进行深入的建模以及仿真分析，所以本文将基于PSCAD软件建立较为精确的数学模型和相应的仿真模型，模拟实际的单台发电机组运行和多台发电机组并联运行过程，对孤岛电力系统中的多台发电机组并联运行过程进行详细的仿真与分析。

1.3PSCAD软件介绍

PSCAD作为一种应用于电力系统电磁暂态的仿真软件，具有直观的仿真模型和丰富的元件模块，大多数情况下用来对电力系统的故障建模和仿真，然后分析电力系统故障电磁暂态过程。很多常用的软件和PSCAD都可以相连，比如EMTP、MATLAB、C语言等，从而大大提高了仿真效率，因此在电力系统分析中应用越来越多。