MATLAB实现基于隐式梯形算法的电力系统暂态稳定性模拟分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目采用隐式梯形积分算法，建立电力系统暂态稳定性数学模型，包括发电机动态方程和网络方程。能够高效求解微分-代数方程组，模拟系统在故障扰动下的动态响应，并追踪发电机转子角度随时间的变化规律。

详 情 说 明

基于隐式梯形算法的电力系统暂态稳定性模拟分析系统

项目介绍

本项目实现了一个电力系统暂态稳定性模拟分析系统，采用隐式梯形数值积分算法求解电力系统微分-代数方程组。系统能够准确模拟电力网络在遭受故障等大扰动后的动态响应过程，通过追踪发电机转子角度和转速的变化轨迹，分析系统的暂态稳定性，为电力系统安全运行提供重要的分析依据。

功能特性

• 完整数学模型：建立包含发电机转子运动方程和网络功率平衡方程的微分-代数方程组
• 高效数值求解：采用隐式梯形积分法结合牛顿-拉夫逊迭代，确保数值计算的稳定性和准确性
• 动态过程模拟：模拟系统在故障扰动下的全动态响应过程，包括故障发生、切除及后续振荡
• 稳定性分析：基于发电机相对功角差的变化趋势，提供科学的稳定性判定结果
• 可视化输出：生成直观的功角-时间曲线和转速-时间曲线，便于结果分析

使用方法

1. 准备输入数据：配置电力系统参数文件，包括：

- 发电机参数（惯性常数H、暂态电抗xd'、阻尼系数D等） - 网络拓扑结构（节点导纳矩阵、线路参数） - 系统初始运行状态（功角δ₀、转速ω₀、有功功率P） - 故障设置（类型、位置、起止时间） - 仿真参数（时长、步长、收敛容差）

1. 执行仿真分析：运行主程序开始暂态稳定计算

1. 查看输出结果：系统将生成：

- 各发电机转子角度和转速的时间序列数据 - 稳定性分析报告（最大相对功角差、临界切除时间） - 动态响应曲线图 - 系统稳定性结论（稳定/不稳定）

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：≥4GB RAM（视系统规模而定）
• 存储空间：≥500MB可用空间

文件说明

主程序文件承担了系统运行的核心调度功能，具体实现了仿真流程的初始化设置、电力系统数学模型的构建、隐式梯形积分算法与牛顿-拉夫逊方法的数值求解过程、故障扰动场景的动态模拟计算、发电机转子运动轨迹的实时追踪与分析，以及最终稳定性判据的自动判定与结果可视化输出。