基于Matlab的电力系统故障研究仿真
Matlab中的电力系统仿真方法
Matlab中的电力系统仿真方法引言：随着电力系统的迅速发展和复杂性增加，电力系统仿真成为电力工程研究和设计的重要工具。
Matlab作为一种强大的数学计算工具，为电力系统仿真提供了丰富的功能和灵活性。
本文将探讨在Matlab中进行电力系统仿真的方法和技术，以及如何利用Matlab解决电力系统设计和优化的问题。
一、概述电力系统仿真是一种模拟电力系统运行和行为的技术，能够帮助分析和解决电力系统中的各种问题。
Matlab在电力系统仿真中具有广泛的应用，提供了强大的建模和计算功能。
利用Matlab进行电力系统仿真可以有效地模拟电力系统的运行和优化算法的性能，为电力系统的设计和运行提供重要参考。
二、电力系统建模在进行电力系统仿真之前，需要对电力系统进行准确的建模。
Matlab提供了各种建模工具和函数，可以用于描述电力系统中的各种元件和拓扑结构。
例如，可以使用Matlab的电路元件库模型化发电机、变压器、线路和负荷等元件，并使用节点和支路等数据结构描述电力系统的拓扑。
同时，Matlab还提供了用于构建电力系统模型的函数和工具箱，如Power System Toolbox和Simulink Power System Blockset。
这些工具提供了模型建立、参数设定和仿真运行等功能，方便用户创建和分析电力系统模型。
三、电力系统仿真技术1. 静态潮流计算静态潮流计算是电力系统仿真中常用的一种方法，用于研究电力系统的潮流分布和电压稳定性等问题。
Matlab提供了多种求解潮流计算的方法，例如基于牛顿-拉夫逊法的Power Flow Toolbox和基于改进迭代法的Fast-Decoupled Power Flow。
这些方法可以通过Matlab编程实现，计算电力系统中各节点的电压、相角和功率等参数。
利用这些计算结果，可以评估电力系统的稳定性、检测潮流拥挤和进行电力负荷分析等。
2. 动态稳定分析动态稳定分析是研究电力系统在暂态和稳态过程中的稳定性问题。
基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真
基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真
一、概述
电力系统短路分析是一种建立在电力系统的潮流计算基础上的,用于
分析电力系统在短路故障时的状态的技术.有鉴于此，它对设计、运营和
维护电力系统有重要的意义。
短路分析的重要性在于：1）在设计的时候，可以分析电网的抗冲击和抗短路能力，为电网设计提供参考；2）在运行中，可以评价电网工作安全性，诊断各线路的灵敏性、以及电网在短路状
态下的运行特性；3）在系统检修的时候，可以分析电网故障状态，以便
检修或改造系统。
电力系统短路分析可以用各种软件进行，如MATLAB。
MATLAB是一种
大型实用的软件，主要用来处理、分析和可视化复杂的数据，而近年来，
它也在进军电力系统仿真领域，为电力系统研究与仿真提供了更加可靠的
工具。
MATLAB的电力系统仿真平台可以进行短路分析、潮流计算、功率
自动稳定分析、功率调度和电力系统控制与仿真等，结果得到了进一步的
应用。
二、MATLAB电力系统短路分析仿真步骤
1）编写MATLAB电力系统仿真脚本：用户首先需要编写MATLAB脚本，输入系统参数信息，如电力系统结构，拓扑信息，支路数据（变压器，线路，电容器。
基于MATLAB的电力系统稳定性分析与仿真毕业论文
山东农业大学毕业论文基于MATLAB的电力系统稳定性分析与仿真装、丁院部机械与电子工程学院订专业班级电气3班线届次20**届_________学生姓名 _______________________学号 __________________________指导教师 ____________ 副教授二0**年六月六日摘要.................................................................................. .•...Abstract .. (II)1绪论................................................................................ 1...1.1课题背景................................................................. 1..1.2课题内容................................................................. 1..1.3课题意义................................................................. 1.. 2简单电力系统的静态稳定性及其仿真分析 (2)2.1电力系统静态稳定性简介 ...................................................... 2.2.2简单电力系统的静态稳定性仿真 (4)2.2.1Simulink模型构建及参数设置............................................ 4.2.2.2保持电势E q'=q。
'常数，励磁系统的综合放大系数为5.7857仿真分析 (7)2.3提高系统静态稳定性的措施 (9)2.3.1采用自动调节励磁装置 (9)2.3.2减小元件的电抗........................................................ 1.02.3.3提高线路标称电压等级 (10)2.3.4改善系统的结构和米用中间补偿设备 (11)3简单电力系统的暂态稳定性及其仿真分析 (11)3.1电力系统的暂态稳定性简介 (12)3.2 Simulink模型及仿真结果 ..................................................... 1.43.3提高系统暂态稳定性的措施 (18)3.3.1改变制动功率（发电机输出的电磁功率） .................................. 1 83.3.2改变原动功率（原动机输出的机械功率） .................................. 1 93.3.3系统失去稳定后的措施 (20)4总结与展望 (21)参考文献 (22)致谢................................................................................. 23.Contents Abstract.......................................................................................................................................... I I 1 In troduct ion . (1)1.1 Task background (1)1.2 Task contents (1)1.3 Task sig nifica nee (1)2 The static stability of power system and its simuli nk (2)2.1 In troduct ion of power system static stability (2)2.2 Simuli nk of power system static stability (4)2.2.1 Simuli nk model con struct ion and parameter setting (4)2.2.2 Keep ing voitage E q '=E q。
基于MATLAB的电力系统仿真讲解
基于MATLAB的电力系统仿真摘要：目前，随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长，电力系统规模越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用，这对于合理利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。
另一方面，随着国民经济的高速发展，以城市为中心的区域性用电增长越来越快，大电网负荷中心的用电容量越来越大，长距离重负荷输电的情况日益普遍，电力系统在人民的生活和工作中担任重要角色，电力系统的稳定运行直接影响的人们的日常生活。
随着电力系统的飞速发展和电网的日益扩大以及自动化程度的不断提高，电力系统中许多计算和控制问题日益复杂，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。
电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效了解电力系统概况。
本文根据电力系统的特点，利用MA TLAB的动态仿真软件Simulink搭建了含发电机、变压器、输电线路、无穷大电源等的系统的仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程。
通过仿真结果说明MA TIAB 电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。
关键词：电力系统；三相短路；故障分析；matlab仿真Electric Power System Simulation Base on MATLABAbstract：Now, with the development of science and techmology and the growing demand for eletrical energy, power systems get increasingly large and long-distance EHV power transmission, large capacity electric generating set, as well as the various new control devices have been widely used. This has important significance to rationally utilizing energy resources, making full use of the existing electric systems’ delivery potential and protecting the environment. On the other hand, with the fast growth of the national economy, city-centered regional power consumption is rising more and more rapidly, power demand in large electric system’laod centers is growing faster and faster, and long-distance and heavy-duty power transmission is more and more popular. Power system play an important part in people’s lives and work, power system and stable operation of a direct impact on the people’s daily life, with the rapid development of power systems and power grids is increasing with days and the degree of automation continuous improvement, many computing and control of the power system increasingly complex issues, it is impossioble to take a directThis paper base on the characteristics of the power system, using the software MATAB simulink built with generators,transformers,power line,such as the infinite power system simulation model, and has a simulation result of three-phase short-circuit fault which happen in the main power-supply line and the fault automatic tripping isolation by the three-phase fault, and analysis of this transient. The simulation results show MATLAB power system toolbox of the power system is an effective tool.Key words: Power system ；Three-phase short-circuit ；Fault analysis ；MATLAB simulation第一章绪论1.1 我国电力系统情况简介电力系统是由发电厂、电力网和电力负荷组成的电能生产、传输和转化的系统。
基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真设计
·……………………. ………………. …………………毕业论文基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化届次 2015届学生学号指导教师装订线……………….……. …………. …………. ………摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的国外现状 (1)2 短路故障分析 (1)2.1 近年来短路故障 (1)2.2 短路的定义及其分类 (2)2.3 短路故障产生的原因及危害 (4)2.4 预防措施 (4)2.5 短路故障的分析诊断方法 (5)3 仿真与建模 (6)3.1 仿真工具简介 (6)3.1.1 MATLAB的特点 (7)3.1.2 Simulink简介 (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（图形用户界面） (8)3.2 模型的建立 (9)3.2.1 无限大电源系统短路故障仿真模型 (9)3.2.2 仿真参数的设置 (10)4 仿真结果分析 (16)4.1 三相短路分析 (16)4.2 单相短路分析（以A相短路为例） (18)4.3 两相短路（以A、B相短路为例） (22)4.4 两相接地短路（以A、B相短路为例） (25)5 结论 (28)6 前景与展望 (28)参考文献 (29)致 (30)Abstract .............................................................................. I I 1 Introduction.. (1)1.1 Project background to the study (1)1.2 The research situation at home and abroad (1)2 Analysis of short-circuit fault (1)2.1 Short-circuit fault in recent years (1)2.2 Definition and classification of short-circuit fault (2)2.3 Causes and damage of short-circuit fault (4)2.4 Precautionary measures (4)2.5 Method to analysis and diagnosis of short-circuit fault (5)3 Simulation and modeling (6)3.1 Introduction to simulation tools (6)3.1.1 Features of MATLAB (7)3.1.2 Introduction to simulink (7)3.1.3 SPS(SimPowerSystems) (8)3.1.4 GUI（Graphical User Interfaces） (8)3.2 Establishment of the model (9)3.2.1 Infinite power system short-circuit fault simulation model (9)3.2.2 Simulation parameter settings (10)4 Simulation analysis (16)4.1 Analysis of three-phase short-circuit (16)4.2 Analysis of single-phase short circuit (18)4.3 Analysis of two-phase short circuit (22)4.4 Analysis of two-phase short circuit to ground (25)5 Conclusions (28)6 Outlook and prospect (28)References (29)Acknowledgement (30)基于MATLAB的电力系统短路故障分析与仿真继文（农业大学机械与电子工程学院 271018）摘要：短路是电力系统中最容易发生的故障，每年因短路而引发的电气事故不计其数。
基于MatlabSimulink的电力系统故障仿真与
基于Matlab/Simulink的电力系统故障仿真与分析112孙 浩 李 艳 张玉欣（1.吉林化工学院 信息与控制工程学院 电气工程系 吉林 吉林 132022；2.北华大学 电气信息工程学院 吉林 吉林 132021）摘 要： 以单机无穷大系统为例，研究系统发生短路故障后故障点的电压电流情况。
利用Matlab软件，在Simulink仿真平台上搭建短路故障模型进行仿真，仿真波形符合理论分析，表明Matlab具有强大的仿真功能，有助于提高电力系统研究和设计的效率和可信度。
关键词： 电力系统；短路故障；Simulink中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1120023－02U S =220kV。
用三相故障元件来模拟短路故障，通过参数设置，该模0 引言块可以对相相和相地故障进行模拟。
通过Transition times可设置电力系统是一个大规模、时变的复杂系统，对国民经济起故障时间段，故障起始时间设为0.1s，切除时间设为0.25s。
其余着非常重要的作用。
随着电力工业的发展，在电力系统的研参数可用模块的默认值。
究、规划设计中，仿真软件的应用越来越广泛。
MATLAB仿真软件简单易学，使用方便，且提供了丰富的工具箱资源。
对于电力系统仿真，常用的模块库为标准SIMULINK模块库和电力系统模块库。
在Simulink仿真平台上搭建电力系统模型，若工具箱中现有元件模型达不到系统仿真的要求，可以建立子系统并进行封装[1]，使我们可以更加深入地研究电力系统的行为特性。
本文主要利用Matlab软件，在Simulik仿真平台搭建模型，设置参数，对系统短路故障进行仿真，仿真波形与理论分析相符。
1 电力系统短路故障仿真电力系统的故障可分为简单故障和复合故障。
简单故障指的是电力系统中某一处发生短路或断相故障的情况，而复合故障则是指两个以上简单故障的组合。
短路故障包括三相短路、图2 系统仿真模型单相接地短路、两相短路和两相短路接地；断相故障包括断一相、断两相故障。
基于Matlab的电力系统故障分析与仿真[整理]
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基于Matlab的电力系统故障分析与仿真摘要：本文介绍了MATLAB软件在电力系统中的应用，以及利用动态仿真工具Simulink和电力系统工具箱PSD进行仿真的基本方法。
在仿真平台上，以单机—无穷大系统为建模对象，通过选择模块，参数设置，以及连线，对电力系统的多种故障进行仿真分析。
同时，设计一个GUI图形界面，将仿真波形清晰地显示在界面上以便比较和分析。
结果表明，仿真波形基本符合理论分析，说明了MATLAB是电力系统仿真研究的有力工具。
关键词：电力系统；仿真；故障；MATLAB；GUIAbstract：This paper introduces the applications of MATLAB in power system analysis, and the basic simulation method of taking use of Simulink and PSD. On MATLAB simulation platform, take a single machine-infinite-bus system as modeling objects, by selecting the module, parameter settings, and connecting modules to simulate and analyse various fault of power system. At the same time, in order to facilitate comparison and analysis simulation waveform, design a GUI for showing waveform clearly. The results show that the simulation waveform in line with theoretical analysis, indicates that MATLAB is a powerful tool for researching simulation of power system.Keywords：PowerSystem; Simulation; Fault; Matlab; GUI0 前言[1,2]随着电力工业的发展，电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加，电力系统的生产和研究中仿真软件的应用也越来越广泛。
基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真
研究生课程论文封面（2014—2015学年第1学期）课程名称： 电力系统运行与控制 课程类型： 选修课 授课教师：着重分结果 （1）元件损坏例如绝缘材料的自然老化，设计，安装维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；（2）气象条件恶化例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌；（3）违规操作，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，例如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
1.2短路故障分析的内容和目的报告题目：基于MATLAB 的电力系统单相短路故障分析与仿真姓名：短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算、短路容量的计算、故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算，如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。
短路电流计算与分析的主要目的在于应用这些计算结果进行继电保护设计和整定值计算，开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计，制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。
1.3电力系统单相接地短路计算1.3.1正序等效定则在求解各种不对称故障时，故障支路的正序电流分量k a1n I ）（ 可用如下同式表示：∑=2Z ；∑）。
单相接地短路时的系统接线图如图1-1所示。
假定a 相接地短路，短路处以相量表示的边界条件方程为0U k a= ； 0I I k c k b == （1-3） 转换为对称分量关系⎪⎭⎪⎬⎫===+-==++=k a k a0k a2k a1k a0k a2k a1k a0k a2k a1k a I 31I I I )U U (U 0U U U U 或 （1-4）可见，单相接地短路时有零序电压，同时也存在零序电流（在中性点直接接地的系统中）。
由式（1-4）可知，A 相接地短路时选基准相为a 相，故障点b 相和c 相的序电压、序电流就没有式（1-4）的简单关系。
同样，b 相接地时选基准相位b 相，c 相接地时选基准相位c 相，基准相的序电压、序电流具有式（1-4）的关系。
基于MATLAB的电力系统继电保护仿真研究
基于MATLAB的电力系统继电保护仿真研究摘要：以MATLAB为基础的仿真技术能够完成电力体系继电保护的解析以及创设，笔者以电力体系的继电保护为中心环节，创建了体系仿真模型，并例举了电力体系故障、零序电流保护、变压器纵差保护等仿真案例的达成模式。
在参考这部分仿真案例的同时，对仿真成果实施了深度剖析。
关键词：MATLAB；电力体系；继电保护；仿真研究为了能够获得高特性的继电保护商品，通常要完成继电保护模拟实验，以往的继电保护试验多应用实体的物理模型，试验流程繁琐、成本居高不下，效果也不甚理想，其变通性不佳。
电力体系继电保护数字仿真是运用电脑软件模拟电力体系故障产生后电气量的波动特性，模拟继电保护设备的处置以及动作的流程，有着稳定性强、成本低、能够反复试验、脱离环境约束、研发时间短等优势。
透过对各类相异的继电保护技术的仿真，并辅以软件的协助，可以快速排查出设施运转时的故障并第一时间处理。
而MATLAB为核心的电力体系继电保护仿真是其中使用频率较高的技术。
一、电力系统故障仿真笔者使用双电源供应电能的体系模型，电压级别是220千伏，见下图：图1 电力体系故障模型上图的模型显示：同步发电机电机的容量是500MV?A，电压是13.8千伏；频率是50赫兹；三相变压器的容量是500MV?A，D11/Yg线路接入模式，频率是50赫兹。
150千米电线的正序阻抗是0.01165+j0.0008679欧姆/千米，对地电容是13.41×10-9F/km。
电荷1的电压达到220千伏；有功负荷达到220×106/250W；无功负荷达到200W；负荷3显示电压值是220千伏；有功负荷达到220×106/250W；无功负荷达到200W；负荷四电压值达到13.8千伏；有功负荷达到220×106/250W；没有无功负荷。
在设计故障体系MATLAB仿真模型的过程中，透过故障模块能够设计三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地故障。
第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例精选全文
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
无阻尼绕组同步发电机三相短路电流计算
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
图5-13 发电机端突然发生三相短路的Simulink仿真模型
第五章MATБайду номын сангаасAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
图5-14 同步发电机模块的参数设置
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
图5-15 升压变压器模块的参数设置
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
6)Transition status和Transition times用来设置转换状态和转换时间； 其中,Transition status表示故障开关的状态，通常用“1”表示闭合， “0”表示断开；Transition times表示故障开关的动作时间；并且 每个选项都有两个数值，而且它们是一一对应的。 7)Snubbers resistance和snubbers Capacitance用来设置并联缓冲电 路中的过渡电阻和过渡电容。 8)Measurements 用来选择测量量。
图5-16 利用Powergui模块的潮流计算和电机初始化窗口计算初始参数
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
•5.3 单相短路故障仿真
•当网络元件只用电抗表示时，不对称短路的序网络方程
第五章MATLAB在电力系统故障分析 中的仿真实例
基于MATLAB的输电线路故障仿真分析
本科生毕业论文(设计)题目基于MATLAB的输电线路故障仿真分析学生姓名张宏亮学号 ***********学院信息与控制学院专业电气工程及其自动化指导教师余莉二Ｏ一七年五月二十五日目录1 绪论 (2)1.1短路故障 (2)1.2论文的主要工作 (3)2 仿真软件 (3)2.1MATLAB简介 (3)2.2S IMULINK简介 (4)3电力系统故障计算的基本原理 (5)3.1短路计算的基本原则和方法 (5)3.2短路电流计算 (6)3.2.1 计算的基本步骤 (6)3.2.2 短路计算 (6)4 模型与仿真 (7)4.1算例 (7)4.2三相短路系统仿真模型及各模块参数设置 (7)4.2.1 三相电压电流测量模块 (8)4.2.2 变压器模块 (9)4.2.3 三相线路模块 (10)4.2.4 三相电源模块 (10)4.2.5 三相线路故障模块 (11)4.2.6并联RLC负荷模块 (11)4.3仿真结果与分析 (11)5设计总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)基于MATLAB的输电线路故障仿真分析张宏亮南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京 210044摘要：本文介绍了MATLAB的基本操作以及输电线路故障分析方法，对电力系统范围内的主要故障内容搭建了体系仿真模型，并且例举说明了输电线路故障问题，尤其是各种类型的短路。
在运行和参考了这些仿真案例的情况下，对仿真的结果做了深度分析，通过对仿真结果与故障计算所得的结果比较得出结论。
通过这些仿真案例验证了基于MATLAB的输电线路仿真是能够运行的，以MATLAB为基础的计算机仿真技术能够很容易的对各种短路故障进行分析。
关键词：MATLAB;仿真研究；故障Simulation analysis of transmission line fault based onMATLABZhang Hong-LiangSchool of Information and Control，NUIST，Nanjing 210044，ChinaAbstract: This paper introduces the basic MATLAB operation and transmission line fault analysis method, the main content of the fault on the power system within the scope of the build system simulation model, and illustrates the problems of transmission line, especially the various types of short circuit. In the case of running and referring to these simulation cases, the depth analysis of the simulation results is made. By comparing the simulation results with the results obtained by fault calculation, the conclusions are drawn. The simulation results show that the transmission line simulation based on MATLAB is able to operate, and the computer simulation technology based on MATLAB can easily analyze all kinds of short-circuit faults.Key words: MATLAB; simulation study; fault1 绪论1.1 短路故障电力系统指的是电能生产、变换、传输、分配和使用的各种电气设备按照一定的技术要求有机的组合成的一个联合系统。
基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真实验1精选全文
可编辑修改精选全文完整版基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真一、实验目的电力系统的动态仿真研究将不能在实验室中进行的电力系统运行模拟得以实现。
在判定一个电力系统设计的可行性时，都可以首先在计算机机上进行动态仿真研究，它的突出优点是可行、简便、经济的。
本实验目的是通过MATLAB的simulink环境对一个典型的工厂供电系统进行仿真，以熟悉供电系统在发生各种短路故障时的分析方法并与课堂知识进行对比学习。
二、预习与思考1、建立仿真模型，对不同短路形式进行仿真，截取仿真结果图，补充报告中每个仿真图形的名称。
2 数值仿真实验结果与课堂推导结果有什么区别与联系？3 典型的短路形式包括几种？4 根据仿真结果，说明短路时零序电流存在的必要条件？三、MATLAB PSB简介Matlab PSB(Sim Power Systems)以simulink为运行环境，涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电气学科中常用的基本元件和系统仿真模型，它主要由6个子模块库组成。
(1)电源模块库:包括直流电压源、交流电压源、交流电流源、可控电压源、可控电流源、三相电源、三相可编程电压源;(2)基本元件模块库:串联(并联)RLC/负载/支路、变压器(单相、三相等)、断路器和三相故障部分;(3)电力电子模块库:二极管、晶闸管、GTO、IGBT、MOSFET、理想开关以及各种电力电子控制模块;(4)电机模块库:励磁装置、异步电动机、同步电动机、直流电动机以及配套的电机测量部件;(5)测量仪器库:电流测量和电压测量等;通过以上模块可以完成.各种基本的电力电子电路、电力系统电路和电气传动电路，还可以通过其他模块的配合完成更高层次的建模，如风力发电系统、机器人控制系统等等。
四、仿真模型的设计和实现在三相电力系统中，大多数故障都是由于短路故障引起的，在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态，并伴随着复杂的暂态现象。
电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析
电气论文基于MATLAB的电力系统短路故障仿真于分析电力系统短路故障是电力系统中常见且严重的问题之一、对电力系统中的短路故障进行仿真分析可以帮助工程师更好地理解和解决该问题。
本文将介绍基于MATLAB的电力系统短路故障仿真与分析的方法。
首先，短路故障是电力系统中电流异常的一种形式，通常由设备故障或外部因素引起。
为了进行仿真，首先需要建立电力系统的数学模型。
在MATLAB中，可以使用节点或支路的导纳或阻抗矩阵来表示电力系统。
通过建立节点或支路的导纳矩阵，可以描述电力系统的电流和电压之间的关系。
其次，在进行短路故障仿真之前，需要确定故障类型和故障位置。
常见的短路故障类型包括对地短路、相间短路和两相短路等。
对于不同类型的短路故障，需要采用不同的电力系统边界条件来进行仿真。
然后，在进行短路故障仿真时，还需要考虑电力系统中各种设备的参数和特性。
这包括发电机、变压器、负载和传输线等设备的电流、电压和功率参数。
将这些参数考虑在内，可以更真实地模拟电力系统中的短路故障情况。
最后，在MATLAB中进行电力系统短路故障仿真后，可以对仿真结果进行分析和评估。
通过分析仿真结果，可以了解短路故障对电力系统的影响，并寻找解决故障的方法。
例如，可以通过改进保护装置或调整系统参数来减少短路故障对电力系统的影响。
综上所述，基于MATLAB的电力系统短路故障仿真与分析方法可以帮助工程师更好地理解和解决电力系统中的短路故障问题。
通过建立电力系统的数学模型，确定故障类型和位置，并考虑设备的参数和特性，可以进行准确的仿真。
通过分析仿真结果，可以找到解决故障的方法，进一步提高电力系统的可靠性和稳定性。
基于MATLAB的电力系统仿真技术研究
基于MATLAB的电力系统仿真技术研究引言：随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的不断增加，电力系统的安全和稳定运行变得尤为重要。
仿真技术是评估电力系统运行状况、优化电力系统配置以及解决系统故障的重要手段之一。
而基于MATLAB的电力系统仿真技术，由于其高度灵活、强大的数值计算能力和丰富的应用工具箱，成为了电力系统仿真领域中最为常用和受欢迎的工具之一。
一、MATLAB在电力系统仿真中的应用1. 电力系统模型的建立电力系统仿真的第一步是建立电力系统的数学模型，以描述电力系统中各个元件之间的关系和相互作用。
MATLAB提供了丰富的数据处理和数学建模工具，可以方便地将电力系统的各个元件（如发电机、变压器、线路等）抽象为数学模型，并通过线性方程组或非线性方程组来描述系统的运行规律。
2. 稳态和暂态分析基于MATLAB的电力系统仿真技术可以进行稳态和暂态分析，以验证电力系统在不同工作情况下的运行状态和稳定性。
稳态分析主要包括功率流计算、电压稳定限制计算等，而暂态分析则着重于电力系统的瞬态响应和稳定性评估。
MATLAB提供了强大的数值计算和解算器工具，可以帮助工程师高效准确地进行稳态和暂态仿真分析。
3. 阻尼器和控制器设计电力系统中的振荡和不稳定性是影响电力系统安全和稳定运行的重要因素。
基于MATLAB的电力系统仿真技术可以帮助工程师设计和优化阻尼器和控制器，以提高电力系统阻尼和稳定性。
MATLAB提供了丰富的控制系统设计和分析工具箱，例如控制系统工具箱、优化工具箱等，可用于系统建模、控制器设计和参数优化等。
二、基于MATLAB的电力系统仿真技术的优势和挑战1. 优势：（1）灵活性：MATLAB提供了丰富的建模、分析和可视化工具，使得电力系统仿真可以灵活地应对不同的问题和需求。
工程师可以根据具体情况定制电力系统的仿真模型和仿真方案。
（2）高效性：MATLAB具有强大的数值计算和算法解算能力，能够高效地处理大规模的电力系统仿真问题。
基于MATLAB的电力系统内部过电压仿真分析
基于MATLAB的电力系统内部过电压仿真分析张景轩哈尔滨理工大学电气与电子工程学院 黑龙江 哈尔滨 150080摘 要 电力系统的安全运行在特高压电能传输过程中占有重要地位。
由系统内部故障或开关操作引发的过电压称为内部过电压，它会严重破坏电力系统的安全稳定运行。
系统内部过电压包括暂时过电压和操作过电压，本文利用MATLAB的Simulink仿真软件，建立工频过电压、空载线路合闸过电压和空载线路分闸过电压三种内部过电压形式的等值仿真电路，通过观察不同线路长度下的波形，找到高效抑制工频过电压的方法，并得出相应的结论。
关键词 电力系统内部过电压；工频过电压；空载线路合闸过电压；空载线路分闸过电压；MATLAB；SimulinkInternal Overvoltage Simulation Analysis of Electric Power System Based on MATLABZhang Jing-xuanSchool of Electrical and Electronic Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, Heilongjiang Province, ChinaAbstract The safe operation of electric power system occupies an important position in the process of ultra-high voltage electric energy transmission. The overvoltage caused by the internal fault or switching operation of the system is called internal overvoltage, which will seriously damage the safe and stable operation of the electric power system. The internal overvoltage of the system includes temporary overvoltage and operating overvoltage. This paper uses the Simulink simulation software of MATLAB to establish the equivalent simulation circuit in three forms of internal overvoltage: power frequency overvoltage, no-load line closing overvoltage and no-load line opening overvoltage, and find an efficient method to suppress power frequency overvoltage by observing the waveform under different line lengths, and obtain corresponding conclusions.Key words electric power system internal overvoltage; power frequency overvoltage; no-load line closing overvoltage; no-load line opening overvoltage; MATLAB; Simulink引言在长线路电能传输中，为提高传输效率，降低传输损耗，目前应用最多的就是特高压电能传输。
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基于Matlab的电力系统故障分析与仿真摘要：本文介绍了MATLAB软件在电力系统中的应用，以及利用动态仿真工具Simulink和电力系统工具箱PSD进行仿真的基本方法。
在仿真平台上，以单机—无穷大系统为建模对象，通过选择模块，参数设置，以及连线，对电力系统的多种故障进行仿真分析。
同时，设计一个GUI图形界面，将仿真波形清晰地显示在界面上以便比较和分析。
结果表明，仿真波形基本符合理论分析，说明了MATLAB是电力系统仿真研究的有力工具。
关键词：电力系统；仿真；故障；MATLAB；GUIAbstract：This paper introduces the applications of MATLAB in power system analysis, and the basic simulation method of taking use of Simulink and PSD. On MATLAB simulation platform, take a single machine-infinite-bus system as modeling objects, by selecting the module, parameter settings, and connectingmodules to simulate and analysevariousfault of power system. At the same time, in order to facilitate comparison and analysis simulation waveform, design a GUI for showing waveform clearly.The results show that the simulation waveform in line with theoretical analysis, indicates that MATLAB is a powerful tool for researching simulation of power system.Keywords：PowerSystem。
Simulation。
Fault。
Matlab。
GUI0 前言[1,2]随着电力工业的发展，电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加，电力系统的生产和研究中仿真软件的应用也越来越广泛。
现在，我们主要使用的电力系统仿真软件有：EMTP程序，用于电力系统电磁暂态计算，电力系统暂态过电压分析，暂态保护装置的综合选择等。
PSCAD／EMTDC程序，典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时，参数随时间变化的规律。
PSASP，其功能主要有稳态分析、故障分析和机电暂态分析。
还有MathWorks公司开发的MATLAB软件。
在MATLAB中，电力系统模型可以在Simulink环境下直接搭建，也可以进行封装和自定义模块库，充分显现了其仿真平台的优越性。
更重要的是，MATLAB提供了丰富的工具箱资源，以及大量的实用模块，使我们可以更加深入地研究电力系统的行为特性。
本篇论文将在熟练掌握MATLAB软件的基础上，对电力系统的故障进行建模、仿真、分析，并且设计一个GUI图形用户界面来反映故障波形。
1 MATLAB简介[3]MATLAB有强大的运算绘图能力，给用户提供了各种领域的工具箱，而且编程语法简单易学。
下面简单介绍一下本次仿真建模中需要用到的工具箱。
1）Simulink基本库，为用户提供了多种基本模块。
它有两个显著功能，即仿真与连接，是实现动态系统建模、仿真的一个集成环境。
2）PSB(PowerSystemBlock>电力系统模块库，涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统的仿真模型，为电力研究者带来了更大的便利。
它由以下8个子模块库组成：电源模块库(Electrical Sources>；基本元件模块库(Elements>；电力电子模块库(Power Electronics>；电机模块库(Machines>；连接模块库(Connectors>；测量模块库(Measurements>；附加模块(Extra Library>；电力图形用户接口(Powergui>。
3）GUI<用户图形界面）是程序的图形化界面。
组件、图象窗口以及回应是创建界面所必须的三个基本元素。
它提供用户一个常见的界面，以及一些控件，例如，按钮，列表框，菜单等。
通常，还可以通过编程来实现多种功能。
2 电力系统故障分析[4]2.1故障基础知识电力系统的故障一般分为简单故障和各种复杂故障。
简单故障是指电力系统正常运行时某一处发生短路或断线故障的情况，其又可分为短路故障<横向故障）和断线故障<纵向故障），而复杂故障则是指两个或两个以上简单故障的组合。
短路故障有4种类型：三相短路<）、两相短路<）、单相接地短路<）和两相短路接地<）；断线故障分为一相断线和两相断线。
其中发生单相接地短路故障的概率最高，占65%。
在本次设计中，对这六种故障都进行了建模仿真，由于单相接地短路故障发生的几率最高，因此本文将该故障作为典型例子来分析建模仿真过程。
2.2单相短路接地故障分析假设系统短路前空载，短路模拟图如图1所示。
图1 单相接地短路当系统中的f点发生单相<A相）直接短路接地故障时，其短路点的边界条件为A相在短路点f 的对地电压为零，B 相和C 相从短路点流出的电流为零，即：将式子<1）转换成各个序分量之间的关系。
对于，有如下关系：根据可以得出：于是，单相短路接地时，用序分量表示的边界条件为：由边界条件组成复合序网<复合序网是指在短路端口按照用序分量表示的边界条件，将正序、负序和零序三个序网相互连接而成的等值网络）从A 相短路接地的序分量边界条件式<3）可见，它相当于三序序网的端头进行串联，如图2所示图2 单相接地短路复合序网复合序网直观地表达了不对称短路故障的地点和类型，对复合序网进行分析计算，可以解出短路点处的各序电压，电流分量，如下：<1）电流分量序电流分量为 ：三相电流为： (2>(3>(4><2）电压分量序电压分量为：三相电压为：3 系统总体设计为了排除一些干扰，在仿真中得到理想的数据及波形，在本篇论文中，选择了最具有代表性的典型的电力系统——单机无穷大系统。
该系统认为功率无穷大，频率恒定，电压恒定，即对现实进行近似处理，以简化模型，更有利于得出结论，简化计算过程。
如图3所示。
图3 单机—无穷大系统上图中，最左端是发电机组，是机端电压，是变压器的电抗，和是线路电抗，是无穷大电源电压。
假设额定容量(V A>，额定电压(KV>, 额定频率Hz, 变压器的变比，无穷大电源电压(KV>。
在接下来的系统仿真模型中，以上图为基础，用Simulink 以及SimPowerSystems 中的模块来连接组成所需要的系统，再进行故障分析。
(5>(6>(7>首先根据图3，分析知道需要组成系统的几个主要部分，分别是发电机组，三相变压器，输电线路，负载，故障元件，测量仪器以及标准电压源。
在Simulink的扩展工具箱中找到SimPowerSystems，或者直接在提示符下键入powerlib打开电力系统模块库，选择建模所需要的模块。
使用同步发电机(Synchronous Machine pu Standard>，励磁系统(Excitation System>和水轮机调速器(Hydraulic Turbine and Governor>来组成发电机组。
在进行发电机组的参数设置时，，，按照上述的额定值进行设置，转子类型(Rotor type>：凸极<Salien t—Pole）,其余相可用模块的默认值。
三相变压器选择双绕组三相变压器(Three-Phase Transformer>，将变比设置为13.8/230<高压侧额定电压为220KV），低压绕组三角形接法，高压绕组星型接地。
采用分布参数输电线路模型(Distributed Parameter Line>模拟220(KM>的高压线。
另外，将标准电压源的容量设置成10E10来模拟无穷大系统。
首先用模块建立一个正常运行的电力系统，仿真后观察电压电流波形，待稳定后，再将故障元件加入其中，这样才能保证故障切除后系统最终能恢复到稳定状态。
本文以单相接地短路故障为例，仿真模型如图4。
图4 单相接地短路图中，短路故障是用三相故障元件来模拟的，在该模块的参数设置中选择A项以及接地故障(Ground Fault>，并将故障电阻和接地电阻都设为0.001<很小，但不能为零）。
故障时间段可通过Transition times来安排故障起始时间和切除时间分别为0.13和0.25。
其余模块的参数设置都要根据系统要求进行适当修改，在此不再作过多叙述。
对上述模型进行仿真前，需要选择仿真步长的算法，由于电力系统是带发电机的刚性系统，因此算法ode15s，ode23tb适合采用，仿真停止时间设定为0.4秒。
经过一系列选择，设置后，就可以对系统开始仿真了。
其余三种短路故障的模型与图4相同，唯一需要修改的地方则是三相故障元件的设置。
当要对两相<假设B、C两相）短路故障进行仿真时，只需选择B相和C相，此时接地电阻默认值为10E6欧姆；两相短路接地故障需在两相短路故障设置的基础上多加一个接地选项，并将接地电阻设置为0.001；三相短路故障的设置就是将A、B、C三相全部选中。
断线故障是用三相断路器来模拟的，断路器的初始状态设为闭合，某相发生断线故障时就选择改变与该相相连的断路器状态，使之打开。
4 GUI图形界面设计[5]前面部分简单说明了仿真建模的过程，为了能把最后的仿真波形同时显示在一个界面中以便比较和分析，设计一个图形界面，不仅能随意地选择故障类型进行仿真，让波形全部显示出来，而且还能单独查看各相的电压电流波形图。
要实现这样的功能需要在界面对应M文件中编辑相应的函数，使界面和仿真模型联系起来。
下面简单介绍GUI 图形界面的设计过程。
在MATLAB提供的GUIDE环境下，将所需的组件拖入到空白界面，有坐标轴，按钮，静态文本框，列表框以及单选按钮，然后排列整齐。
选中任意一个组件，双击，便可以在弹出的属性查看器窗口查看或者修改组件的属性，如，颜色，字体，名称等等。
接下来打开系统自动生成的与当前界面相对应的M文件，开始在相应的组件回调函数名下编写程序，使组件在界面运行时通过程序响应一定得功能。