第7章_MATLAB在微机继电保护中的应用实例
自适应微机继电保护的matlab仿真实现 程序与算法
if Vfb1<20 & Vfc1<20
mb=0;mc=0;
disp('BC两相短路');
end
end
if Kd==1
ma=0;mb=0;mc=0;
disp('三相短路');
end %具体短路相的判断
Ic2=sqrt(Ic2/512);Vc2=sqrt(Vc2/512);Zsc2=Vc2/Ic2;
Zs2=(Zsa2+Zsb2+Zsc2)/3; %保护二的系统等效阻抗计算
i=1;
Ia1=0;Va1=0;
Ib1=0;Vb1=0;
Ic1=0;Vc1=0;
Zs1=(Zsa1+Zsb1+Zsc1)/3; %保护一的系统等效阻抗计算
i=n;
Ia=0;
Ib=0;
Ic=0;
while(i<n+513)
i=i+1;
Ia=Ia+S1(i,2)*S1(i,2);
Ib=Ib+S1(i,3)*S1(i,3);
附 录
详细计算算法：
clc;
Zl=0.4;
L3=6;L2=6;L1=4;
Krel1=1.3;Krel2=1.1;Krel3=1.2;Kss=2;Kre=0.85;Kta=120;ILmax=0;%系统参数的给定
th1=pi+alph2;
th2=pi-alph1;
ia=Ia;
ib=Ib*exp(j*th1);
ic=Ic*exp(j*th2);
Matlab引擎在继电保护自动化测试软件中的应用
技术与应用2010年第2期50Matlab 引擎在继电保护自动化测试软件中的应用周煦光 杨茂坤 胡鸿鹏（西南交通大学，成都 611731）摘要 本文介绍了利用Matlab 引擎来实现继电保护自动化测试的一种有效方法。
利用VC 灵活调用Matlab 引擎，不但可以实现对于继电保护测试脚本的执行与数据输出，而且缩短开发周期，提高自动化测试的程度。
该方法操作简单，交互性强，方便操作与使用。
文中给出具体的实例。
关键词：Matlab ；引擎；VC++；继电保护；自动化测试A Visual Method for Relay Test with Engine of MatlabZhou Xuguang Yang Maokun Hu Hongpeng (South West Jiao Tong University, Chengdu 611731)Abstract The paper introduces a valuable method for the automated testing for relay, which is by using the engine of Matlab. It is flexible to invoke the engine with Visual C. This can not only achieve the testing root for relay and the exporting of the data, but curtail the development cycle and enhance the automated degree. The method is simple, interactive and strong, facilitate the operation and the use, this paper gives specific examples.Key words ：Matlab ；engine ；visual C ；relay ；automated testing1 引言近年来，在国内Matlab 已在许多工业部门，设计单位和科研机构特别是高校得到广泛的应用。
MATLAB在继电保护教学中的应用
搭 建子 系统模块 包括 ： 电流 保护 模型和 重合 闸机构模 型 ，如图２ 所示 ，其中傅立 叶模块 主要参数为 ：频率５ ０ Ｈ ｚ ；延时模块 ：１ ０ ｍ ｓ（ 可 根据 电流保护时 限整 定原则来进行 整定 ）；Ｒ ｅ ｌ ａ ｙ 模块 ：该 模块主要模 拟继 电特 性，其动作值 可根据 电流Ｉ 段保护整 定原则来整定 。
【 关键词 】继电保护 ；ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ；教 学
先 按 有选 择 性 的 方 式动 作 跳 闸 。 当Ａ Ｒ Ｃ动 作重 合 于 永久 性 故 障 上 时 ，保 护得 到加 速 ，快速 切 除故障 ，与第 一次切 除故 障是 否带 有 时 限 无关 。若 发生 的故 障 是瞬时 性 的 ，则重 合成功 ，恢 复供 电；若 故 障 是永久 性 的 ，保 护 再次动 作使 断路 器跳 闸。 为 了加 深 对重 合 闸技 术 的理 解 ，本 文 以Ａ相 线路 自动 重合 闸 电 流 保 护 为例 建立 电力 系 统 仿 真模 型 ， 并 依 次搭 建 电 力系 统 模 型 、 电流保 护模 型和 重 合闸机 构模 型 。并 对模 型主 要参 数进 行 了配 置 。 如图１ 所示 。图 中 电源模 块 主要 参数 为 ： 电压 ｌ １ Ｏ Ｋ Ｖ，５ ０ Ｈ ｚ ， 电源 等 效 电阻 ３ Ｑ，等 效 电感 为４ Ｈ ； 三相 并联 负载 主 要参 数 ：用功 功 率
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ０Ｎ Ｉ Ｃ Ｓ ＷＯＲ Ｌ Ｄ・ 高 索． 与 ｉ 雳
ＭＡＴ Ｌ Ａ Ｂ 在继 电保护教学 中的应用
广 东理 工学院 电气工程 系 唐 东成
【 摘 要 】电 力 系统 继 电保 护 是 电 气工程 专 业一 门重要 的 专业 课 程 ，在教 学过程 中既要 注 重理 论教 学 ，又要 增加 相 应的 实践 教 学环 节。 开展 实践 教 学 可加 深 对理 论 的理 解 ，有 利 于 掌握 继 电保 护 技 术 。 实践 教 学 主要 利 用 实验 设 备进 行 模 拟 ，也 可 利 用ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 进 行 仿 真 。本 文 以 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ） ｖ ５ ＂ 真软件 示范继 电保 护重 合 闸技 术的数 字仿 真技 术的 在教 学 中的应 用 。
MATLAB_SIMULINK在继电保护设计中的应用_杨兰
ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｗｅ ｗｉｌｌ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ａｌｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅｌａｙ ｂｙ ｔｈｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎａｌｙｚｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ
ｒｅｌａｙ ｗｉｌｌ ｂｅ ｍｏｒｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅ ｉｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．
（长沙理工大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙 ４１００７６）
摘要：在输电线路距离保护设计中，需分析阻抗继电器的动作特性。本文介绍 Ｍａｔｌａｂ ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 相位仿真方
法在比相式继电器动作特性分析中的应用。仿真结果表明，在继电保护设计中应用 Ｍａｔｌａｂ 软件分析可以充
分理解继电器的各项性能指标，使继电保护的设计在原理上严格、精确，实现高指标。
Ｕ － １／ｉ０Ｚｂｒ ｉ０Ｚｂｒ 构成 Ｕ Ｉ Ｕｏｐ Ｕｏｐ 构成
型；继电器模块为已封装的子系统，内含各种极化
图 ３ 继电器模块
Ｕｏｐ０ Ｕｏｐ ａｎｇ ３ Ｕｏｐ０ 比相 Ｕｏｐ０
ｕａ１－ ｕａ ａｎｇ ４
Ｕｏｐ
ｕａ０－ ｕａ
ｕａ０－ ｕａ 比相
ｉ０Ｚｂｒ Ｕｏｐ ａｎｇ ４ ｉ０Ｚｂｒ 比相 ｉ０Ｚｂｒ
１／Ｕａ１
２
Ｕ
Ｕａ１
×
３
ａｎｇ
Ｕｏｐ Ｕｏｐａ ／Ｕａ１ 相位输出
２ ａｎｇ
图 ６ 比相模块
２００６ 年 第 １ 期
杨 兰，杨廷芳，陈 众等 ＭＡＴＬＡＢ ／ ＳＩＭＵＬＩＮＫ 在继电保护设计中的应用
·５５·
表 １ 仿真结果
从仿真结果可以看
正方向出口故障
保护范围末端 ２３０ ｋｍ 处故障
Ｒｇ
自适应微机继电保护的matlab仿真实现
自适应微机继电保护的matlab仿真实现摘要：自从微型计算机引入继电保护以后，继电保护技术取得了明显的进步，特别是微机保护在利用故障分量方面。
自适应控制理论与继电保护结合而产生的自适应微机保护使得变电站和发电厂的集成控制和综合自动化得以比较容易实现。
本文采用自适应继电保护的原理，利用matlab进行10kV配电系统模型的搭建，对系统在短路时的三段自适应保护进行仿真模拟。
关键词：自适应，微机继电保护，三段保护一.自适应控制原理在微机继电保护中的引入自适应保护是一种保护理论，根据这种理论，可以使各种保护功能更适应即时的电力系统工况。
能够根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的保护。
传统的继电保护也力图适应系统运行方式的变化和故障状态，如电流的速断保护整定时，按系统最大运行方式下线路末端发生三相短路考虑，能保证所有可能的正常和故障状态下保护不会误切被保护的线路，但按该方法设定的定值，在其它运行方式下不是最佳的，而且在最小运行方式或最不利的短路条件下，保护可能失效或性能严重变差。
同时电流保护中的反时限特性、差动保护中的制动特性等也是自适应性能的体现，在继电保护进入微机时代后，这些特性能够更好的得以应用，更值得说明的是，微机具有极强的运算能力和数据处理能力，这就为继电保护的实时性、可靠性和快速性的实现提供了极为有利的条件。
传统的电流速断装置是在离线状态下，假定工作在最大运行方式下进行计算整定的，随着电力系统的不断发展，电网结构越来越复杂，其规模也越来越大，而且处在不断地变化之中，使传统的继电保护的速断保护显得力不从心，本文所模拟的配电系统微机三段保护能够很好的体现不同工况的自适应性，即实时的判断故障类型，系统的运行方式以及系统等效阻抗等，使整定值更准确，判断的可靠性更高。
二. 自适应微机继电保护电流速断的推导与整定电流速断是一种有效的辅助性保护，由于它不带时限动作，因此从保护选择性出发，电流速断的定值应该躲开最大运行方式时，下一条线路出口三相短路时流过保护的电流max F IL s k F k DZ Z Z E k I k I +=m in m ax （1） 式中：DZ I 为电流速断的整定值；E 为系统等效电源的相电势； min s Z 为保护装置到系统等效电源之间的最小阻抗L Z 为被保护线路的阻抗；k k 为可靠系数，3.1~2.1=k k ； 实践上短路电流的大小与系统运行方式、短路类型和短路点在线路上的位置有关。
MATLAB在电路中的应用
12
[例2] 对如图2所示的电路，已知R1=R2=R3=4Ω, R4=2Ω,
控制常数 K1=0.5, k2=4, is=2A, 求 i1和i2。
图2 例2的电路
13
解：
ua
A) 建模
对图示电路，用节点电压法列写方程得：
1 R2
1 R1
ua
1 R2
% 输入解 (1) 的已知条件
A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33]; % 列出系数矩阵A
B=[b1;0;0]; I=A\B*us;
% I=[ia;ib;ic]
ia=I(1); ib=I(2); ic=I(3);
i3=ia - ib, u4=R4*ib, u7=R7*ic
A=[a11,a12,a13,a14; a21,a22,a23,a24; a31,a32,a33,a34; a41,a42,a43,a44];
B=[1; 0; 0; 0];
% 设置系数B
X=A\B*is;
i1=X(3), i2=X(4)
% 显示要求的分量
16
C) 程序运行结果(电路的解)
i1 = 1 ，i2 = 1
,
i3
k1us
k1 k2
u4 ,
u7
k3us
k3 k2
u4
9
B) Matlab程序( Ex01.m )
2 4 12
12
0
12 12 4 12
12
0 ia 1
12
ib
0us
12 4 2ic 0
clear, close all, format compact
基于MATLAB的微机保护算法仿真
本科毕业设计(论文) 题目：基于MATLAB的微机保护算法仿真学生姓名：学号：********专业班级：电气工程及其自动化1班指导教师：基于MATLAB的微机保护算法仿真摘要基于MATLAB软件，运用Simulink工具完成一种继电保护微机保护数据采集和处理系统。
主要基于两点法、突变量算法、对称分量选相法等传统的微机保护算法，搭建MATLAB的仿真模型，根据采集的输入电气量的采样数据进行分析、运算和判断，以实现相应的继电保护功能。
本文对MATLAB软件如何应用于微机保护做了详细说明，并运用MATLAB的动态仿真工具对电力系统中的故障以及微机保护的算法进行了仿真分析，说明了MATLAB在微机继电保护中应用的可行性。
同时本文对工程中常用微机保护算法进行了原理层面的分析，并运用模型对各种算法的性能进行了仿真和研究，有很重要的现实意义。
关键词：MATLAB；微机保护；算法；采样数据Microcomputer protection algorithm based onMATLAB simulationAbstractBased on MATLAB software, using Simulink tools perform one computer protection relay data acquisition and processing systems. Mainly based on two-point method, the amount of mutation algorithms, symmetric phase selector and other traditional computer protection algorithms to build MATLAB simulation model, based on the amount of collected samples of the input electrical data analysis, calculation and judgment, in order to achieve the corresponding relay protection. In this paper, MATLAB software how to apply a detailed description of computer protection, and the use of MATLAB dynamic simulation tool for power system failures and computer protection algorithms for the simulation analysis, illustrates the application of MATLAB in the feasibility of relay protection . This paper also commonly used in engineering computer protection algorithms theory level of analysis, and the use of models for the performance of various algorithms and simulation studies, there is a very important practical significance.Keywords：MATLAB；Microcomputer Protection；Algorithm; Sampling Data目录第1章引言 (1)第2章微机保护的基本理论知识 (4)2.1 微机保护系统简介 (4)2.2 微机保护的算法 (6)2.2.1 两点乘积法 (7)2.2.3 对称分量选相法 (9)第3章设计的主体内容 (14)3.1 典型电力系统设计 (14)3.1.1 输电线路型号及长度选择 (14)3.1.2 电源和变压器型号选择 (15)3.1.3 变压器具体参数计算 (15)3.2 微机保护部分设计 (17)3.2.1 两点法作为保护算法 (18)3.2.2 突作量电流算法作为保护算法 (20)3.2.3 对称分量选相法作为保护算法 (20)第4章结果分析与讨论 (22)致谢 (26)参考文献 (27)第1章引言微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度，微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等。
建构主义学习观结合Matlab仿真在继电保护教学中的应用
只对学 生 的意义建 构起 帮助 和促 进作 用 ， 并不 要求
能 源 发 电并 网 技 术 、 电 网安 全 稳 定 控 制 技 术 。 大
教 师直 接 向学生 篙授 和灌输 知 识 。 在建构 主义学 习
山东 电力高 等专科 学校 学报
第 １ ４卷第 ６期
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｈ ｎ ｏ ｇＥｌｃｒｃＰ ｗ ｒＣｏｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＳ ａ ｄ ｎ ｅ ｔｉ ｏ ｅ ｌ ｅ ｅ
赵 义 术 战 杰
山东 电力高 等专科 学校 山东 济南 ２ ０ ０ ５０ ２
【 要 】 机 继 电保 护是 一 门理论 紧 密联 系 实践 、 摘 微 多相 关 学科 紧 密融合 的课 程 。入 学者 需要 掌
握 较 多 的基础 知 识 ， 而现 代 电气 工程 各 学科 教 学计 划决 定 了继 电保 护 课程 的学 时有 限 ， 因此
０ 引言
当前 ． 高职 高 专课 程 正 在 向工 学 结合 、 能力 本
位 方 向发展 。 而继 电保护 技术 已进入 了微 机保护 时 代 ， 护 原理 用 软 件实 现 。 保 因此 保护 元 件 的 内部 动 作 很难 得知 。 高校 中电力 系统继 电保 护课 程实验 普
仿 真软件 。 软 件对学 生 学习继 电保 护原 理具 有 良 该
的交 互 式环 境 之 中 ， 为科 学 研 究 、 程设 计 以及必 工
须进 行 有效 数 值 计算 的众 多学 科 提 供 了一 种 高效
率 的编程 工具 。 Ｓｍｕｉｋ ｉ ｌ 是一个用来 对动态系统 进行建模 、 真 ｎ 仿 和分 析的软件包 ， 它支持 线性和非 线性 系统 ， 连续 和
提供 了一个 了解 模 型是 如 何组 成 以及 它 的各个 部 分是 如何相 互联 系 的方法 定 义完 一个模 型 以后 ．就 可 以通 过Ｓｍ ｌ ｋ ｉ ｕｉ 的 ｎ
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时 间的一种保护装置。阻抗继电器是距离保护装置 的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安 装地点之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比较， 以确定保护是否应该动作。
阻抗继电器按其构成方式可分为单相式和多相式 两种。
本节只讨论单相式
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
7.1 简单数字滤波器的MATLAB辅助设计实例
在电力系统微机继电保护中，最简单的数字滤波 器是通过对离散输入信号进行加、减法运算与延 时构成的线性滤波器。这种滤波器是假定输入信 号由稳态基波、稳态整次谐波和稳态直流所组成， 即不考虑暂态过程和其他高频成分，显然，这样 考虑的计算结果是粗糙的，因此这种滤波器一般 用于速度较低的保护中，例如过负荷保护、过电 流和—些后备保护。由于这种滤波器只对相隔若 干个周期的信号进行加减运算，不做乘除运算， 所以计算量很小。
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
7.4 Simulink在变压器微机继电保护中的应用举例 电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的
故障信号中除了各次谐波分量外，还含有衰减的
直流分量，由于衰减的直流分量对应的频谱为连
续谱，从而与信号中的基频分量频谱混叠，导致
在利用全波傅氏算法计算时出现误差。因此，在
实际的应用时必须采取改进算法。
第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例
数学建模案例分析--MATLAB在电气工程中的应用
MATLAB 的启动 桌面快捷方式启动 开始菜单方式启动
MATLAB的退出 Matlab菜单命令/关闭按钮 在Matlab命令窗口输入exit或quit
2019/9/21
15
MATLAB 的用户界面窗口
Command window
Workspace
History command window
MATLAB软件主要由主包、Simulink 动态系统仿 真和工具箱（ Too了 MATLAB 语言、数学函数库、工
作环境、图形处理系统和应用程序接口五部分。
* Simulink是用于系统仿真的交互式图形系统，
是MATLAB非常重要的共生产品。
2019/9/21
MATLAB的workspace中的变量管理
who：显示当前工作空间中所有变量的一个简单列 表；
whos：显示出变量的大小、数据格式等详细信息；
clear ：清除工作空间中所有的变量；
clear 变量名：清除指定的变量；
2019/9/21
22
MATLAB的workspace中的变量保存和载入 save ：将工作空间的所有变量存到matlab.mat的二进 制文件中。
help 库名：得到库中全部函数名；
help 函数名或命令； 得到函数或命令的帮助信息；
lookfor 命令
如在命令窗口中键入：lookfor su，则只要有与‘su’ 匹配的单词就显示出来。其收索条件比help命令宽。
demo 命令
demo：可得到MATLAB及其所以工具箱中的全部演 示程序。是学习MATLAB的一种很好的途径。
当A是标量时： x b A
当A是非奇异矩阵时： x A1b
电力系统微机保护的MATLAB仿真插值算法
技术创新中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００６年第２２卷第２－１期３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６《现场总线技术应用２００例》仿真技术电力系统微机保护的ＭＡＴＬＡＢ仿真插值算法ＴｈｅＩｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍＡｎｄＩｔｓＭＡＴＬＡＢＥｍｕｌａｔｉｏｎＯｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ＇ｓＭｉｃｒｏ－ｃｏｍｐｕｔｅｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（石家庄铁道学院）张福生吴秋瑞张建成Ｚｈａｎｇ，ＦｕｓｈｅｎｇＷｕ，ＱｉｕｒｕｉＺｈａｎｇ，Ｊｉａｎｃｈｅｎｇ摘要：针对电力系统微机保护中的线路和变压器故障等情况，本文应用ＭＡＴＬＡＢ软件首先对其进行了建模、仿真，进行了不同条件下的线路和变压器不同类型的故障分析，然后针对电力系统所特有的变步长的特点，进行各种插值算法的研究。
在此基础上，对变压器保护和距离保护中主要的滤波和保护算法进行了编程实现，然后对算法的准确性和快速性进行了分析和比较。
关键词：ＭＡＴＬＡＢ；微机保护；插值算法；仿真中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｒｙａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｆｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｇｉｖｅｓｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｅｍａｎｄｅｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｍｕｓｉｎｇＭＡＴＬＡＢｌａｎｇｕａｇｅ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｋｉｎｄｓｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｒｙａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ＇ａｎａｌｙｓｉｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｖａｒｉｏｕｓｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｗｉｔｈｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｓｔｅｐｓｉｚｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅｓｙｓ－ｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｍａｉｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｆｉｌｔｅｒａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｎｄｄｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒａｐｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＡＴＬＡＢ；ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｅｍｕｌａｔｅ文章编号：１００８－０５７０（２００６）０２－１－０２７２－０３１引言电力系统可能发生的故障类型比较多，常见的有短路、断相故障等。
Matlab技术在电力系统分析中的应用案例
Matlab技术在电力系统分析中的应用案例电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，其可靠性和稳定性对于保障正常生活和经济运行至关重要。
随着科技的发展，计算机技术在电力系统分析中扮演着越来越重要的角色。
Matlab作为一款功能强大的计算和分析工具，在电力系统分析中有着广泛的应用。
本文将通过几个具体的案例，探讨和介绍Matlab技术在电力系统分析中的应用。
一、电网负荷预测电网的负荷预测是电力系统运行和规划的关键环节之一。
准确地预测负荷可以帮助电力公司调整发电计划、优化用电调度，从而提高电网的运行效率和经济性。
Matlab中提供了强大的时间序列分析和预测工具，可以结合历史负荷数据进行负荷预测。
通过构建适当的模型和算法，可以利用Matlab对电力负荷进行长期、中期和短期的预测。
这些预测结果不仅可以用于电力系统规划和经济运行，还可以用于电力市场的交易和电力供需平衡的调度。
二、电力系统稳定分析电力系统稳定性是电力系统安全运行的前提。
任何系统运行中出现的不稳定现象都可能导致系统崩溃或停电，给社会和经济带来严重的损失。
Matlab中提供了强大的非线性系统数学建模和求解工具，可以实现电力系统的稳定性分析和仿真。
利用Matlab的电力系统稳定性工具箱，可以模拟并分析系统在各种外部扰动和内部故障情况下的动态响应和稳定性。
根据仿真结果，可以针对电力系统的问题进行合理的优化和改进，提高电力系统的可靠性和稳定性。
三、电力系统优化调度电力系统的优化调度是指在满足供需平衡和一定约束条件的基础上，通过合理调度发电和输电资源，使得系统运行效率最大化。
Matlab提供了强大的优化算法和求解器，可以用于电力系统的优化调度问题。
通过建立电力系统的数学模型，在考虑系统的经济性、可靠性和环境等因素的基础上，应用Matlab中的优化算法进行求解，得到最优的发电和输电策略。
这些最优化调度策略可以帮助电力公司减少能源消耗、优化电网结构和提高发电效率，对于保障电力供应和节约能源具有重要意义。
微机继电保护matlab算法仿真(有源程序)
微机继电保护算法仿真电控学院一．两点乘积算法仿真（1）m atlab中编写的程序N=12;t=(0:0.02/N:0.02)';m=size(t);y=sin(2*pi*50*t);y1=[zeros(N/4,1);y(1:m-N/4)];ym=sqrt(y.^2+y1.^2);subplot(3,2,1)plot(t,y,'r.',t,y1,'xb');legend('y(k)','y(k-T/4)');title('两点乘积算法N=12');subplot(3,2,2)hold on;plot(t,ym,'-r');axis([0,0.02,0,1.2]);xlabel('t/s');ylabel('ym');title('两点乘积算法算的有效值N=12'); text(0.01,0.6,'N=12');N=16;t=(0:0.02/N:0.02)';m=size(t);y=sin(2*pi*50*t);y1=[zeros(N/4,1);y(1:m-N/4)];ym=sqrt(y.^2+y1.^2);subplot(3,2,3)plot(t,y,'r.',t,y1,'xb');legend('y(k)','y(k-T/4)'); title('两点乘积算法N=16');subplot(3,2,4)hold on;plot(t,ym,'-r');axis([0,0.02,0,1.2]);xlabel('t/s');ylabel('ym');title('两点乘积算法算的有效值N=16'); text(0.01,0.6,'N=16');N=24;t=(0:0.02/N:0.02)';m=size(t);y=sin(2*pi*50*t);y1=[zeros(N/4,1);y(1:m-N/4)];ym=sqrt(y.^2+y1.^2);subplot(3,2,5)plot(t,y,'r.',t,y1,'xb');legend('y(k)','y(k-T/4)');title('两点乘积算法N=24');subplot(3,2,6)hold on;plot(t,ym,'-r');title('两点乘积算法算的有效值N=24'); axis([0,0.02,0,1.2]);xlabel('t/s');ylabel('ym');text(0.01,0.6,'N=24');（2）仿真出的波形（3）流程图输入信号y=sin(2*pi*50*t)m=size(t)；得到离散的两点y1=[zeros(N/4,1);y(1:m-N/4)]输出ym=sqrt(y.^2+y1.^2) N=12，即采样频率f=600HZ，原始信号离散化二．傅里叶算法仿真（1）matlab中编写的程序T=0.02;t1=0.02;N=12;Ts=T/N;t=0:Ts:4*T;y=(exp(-t/t1)-cos(2*pi*50*t));subplot(3,2,1);plot(t,y,'.r');xlabel('t/ms');ylabel('y(t)');title('输入信号N=12');a=1;i=1:N;bs=sin(2*pi*i/N);bc=cos(2*pi*i/N);ys=filter(bs,a,y);yc=filter(bc,a,y);ym=2*abs(complex(ys,yc))/N;subplot(3,2,2);hold onplot(t,ym)xlabel('t/ms');ylabel('ym');title('傅里叶算法计算的有效值N=12'); hold onT=0.02;t1=0.02;N=16;Ts=T/N;t=0:Ts:4*T;y=(exp(-t/t1)-cos(2*pi*50*t));subplot(3,2,3);plot(t,y,'.r');xlabel('t/ms');ylabel('y(t)');title('输入信号N=16');a=1; i=1:N;bs=sin(2*pi*i/N);bc=cos(2*pi*i/N);ys=filter(bs,a,y);yc=filter(bc,a,y);ym=2*abs(complex(ys,yc))/N;subplot(3,2,4);plot(t,ym)xlabel('t/ms');ylabel('ym');title('傅里叶算法计算的有效值N=16'); T=0.02;t1=0.02;hold onN=24;Ts=T/N;t=0:Ts:4*T;y=(exp(-t/t1)-cos(2*pi*50*t));subplot(3,2,5);plot(t,y,'.r');xlabel('t/ms');ylabel('y(t)');title('输入信号N=24');a=1;i=1:N;bs=sin(2*pi*i/N);bc=cos(2*pi*i/N);ys=filter(bs,a,y);yc=filter(bc,a,y);ym=2*abs(complex(ys,yc))/N;subplot(3,2,6);plot(t,ym)xlabel('t/ms');ylabel('ym');title('傅里叶算法计算的有效值N=24');（2）仿真出的波形（3）流。
MATLAB及其在电气工程中的应用第七章
在MATLAB命令窗中，执行 >> num=[12 24 12 20];den=[2 4 6 2 2]; % 建立分子多项式、 分母多项式 >> G=tf(num,den); % 建立系统的传递函数模型 >> [nn,dd]=tfdata(G,’v’) % 从模型对象中提取分子分母多项 式系数 运行结果为： nn =
从Simulink模块库的Continuous子库中，将State-Space模块(状态 空间模块)复制到模型窗中，双击该模块，打开其参数设置对话框，在 参数A、B、C、D框中输入状态方程对应的常数矩阵，按Ok或Apply按钮 即建立起对应系统的状态方程模型。
【例7-2】已知某系统的状态方程和输出方程如下：
第7章 MATLAB在控制系统分析与设计 中的应用
1 线性控制系统的数学模型
2
线性控制系统分析
3
控制系统的校正与设计
4
Hale Waihona Puke 小结自动控制系统是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系 统，它一般由控制装置和被控对象组成。自动控制系统按照组成系统 的元件特性，分为线性系统与非线性系统；按照系统内信号的传递形 式，分为连续系统和离散系统；按照输入输出量的数目，分为单输入 单输出系统(SISO)和多输入多输出系统(MIMO)；按照参考输入形式， 分为恒值系统和随动系统。对于自动控制系统的工作主要涉及到系统 建模、系统分析和系统设计(综合)三个过程。本章将应用 MATLAB/Simulink进行线性控制系统的建模、分析和设计，主要介绍 MATLAB在线性控制系统建模、分析和设计中应用的基本方法和技术。
基于Matlab软件的水电站继电保护仿真研究
基于Matlab软件的水电站继电保护仿真研究如今随着风力发电迅速发展和风电场规模不断的扩大，风电场已经成为电力系统的重要组成部分，但是风力发电的随机性和间歇性对接入电力系统的影响也越来越大，因此建立符合实际情况的实用风电场模型非常重要。
本文分析了双馈异步风力发电机组各个环节的数学模型，包括风速、风力机、传动系统、变桨距控制和发电机等数学模型，从而构建基于双馈异步风力发电机组的风电场详细模型。
根据假设风电场整体风速变化和尾流效应造成风速差异两种情况分别对风电场进行分析，对风力发电机组进行组合并简化，从而构建风电场的两种简化模型。
利用MATLAB仿真工具建立风电场的仿真模型，通过仿真分析，对比风电场详细模型和简化模型来说明不同情况下简化模型的准确性与适用性。
标签：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：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。
Matlab技术在电力系统保护中的应用指南
Matlab技术在电力系统保护中的应用指南一、引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，而保护装置是确保电力系统运行安全可靠的关键组成部分。
随着科技的不断进步，传统的电力系统保护方式已经不能满足日益复杂的电力系统需求。
在这种情况下，Matlab技术作为一种功能强大的工具，被广泛应用于电力系统保护领域。
本文将介绍Matlab技术在电力系统保护中的应用指南，旨在帮助工程师们更好地利用Matlab技术提升电力系统保护的效率和可靠性。
二、Matlab技术在电力系统保护中的基本原理1. Matlab在数据处理和分析方面的优势Matlab具备高效、强大的数据处理和分析能力，可以快速处理电力系统的大量数据。
通过Matlab的函数和工具箱，可以进行数据预处理、数据清洗、异常值检测等操作，从而提高电力系统保护的准确性和可靠性。
此外，Matlab还可以进行数据可视化，通过绘制图表和图像，更直观地展示电力系统的数据特征，帮助工程师更好地理解和分析电力系统运行情况。
2. Matlab在故障诊断和分析方面的应用电力系统故障是保护装置设计中需要重点考虑的问题。
通过Matlab技术，可以对电力系统的故障进行模拟和分析，找出故障的原因和位置。
Matlab提供了丰富的数学和仿真工具，可以建立电力系统的数学模型，模拟故障情况，并通过数值计算和仿真分析，找出故障的根源。
除此之外，Matlab还支持基于机器学习的故障诊断方法，通过训练模型，实现对电力系统故障的自动诊断和智能化分析。
三、Matlab技术在电力系统保护中的具体应用1. 电力系统保护装置的算法设计和验证Matlab提供了完善的算法设计和验证工具，可以帮助工程师设计和验证各种电力系统保护装置的算法。
通过Matlab可以实现电力系统的建模和仿真，快速验证算法的准确性和可靠性。
此外，Matlab还支持多种优化算法，可以对保护装置的参数进行自动优化，提高保护装置的性能。
2. 电力系统保护装置的性能评估和优化保护装置的性能评估和优化是电力系统保护中的重要环节。
MatLab在微机保护课程实践教学中的应用
1432021年6月总第363期ISSN1672-1438CN11-4994/TMatLab 在微机保护课程实践教学中的应用高爱云广东水利电力职业技术学院 广东广州 510635摘 要：实践教学是高职教育培养高素质技术技能人才的重要环节，电力专业可采用仿真和实物两种方式开展实践教学。
运用MatLab 仿真软件分析了模拟低通滤波和数字滤波。
结果表明，运用MatLab 可以进行微机保护课程实践教学，使得学生直观理解抽象的理论知识，提高了学生运用仿真软件分析解决微机保护相关问题的能力。
关键词：实践教学；MatLab ；模拟低通滤波；数字滤波作者简介：高爱云，工学硕士，副教授。
1 研究背景微机保护课程是电力专业的核心课程，与继电保护课程相比，由于微机保护课程涉及微机技术的相关知识，因此，对于高职学生而言，微机保护课程学习难度较大。
其教学内容可分为通用模块和保护原理模块，通用模块主要包括微机保护硬件和软件，而保护原理模块则具体介绍线路保护、变压器保护、发电机保护等的原理、整定、逻辑、调试等内容。
根据专业人才培养方案和课程特点，微机保护课程的教学方法包括理论讲授和实践两部分。
高职学生大多数逻辑思维能力和抽象思维能力较弱，但动手能力较强，所以实践教学就变得尤为重要，既可以培养学生的技能，又可以加深学生对理论知识的理解。
实践教学是培养学生电力安装、运维、检修、调试等生产技能的重要环节，而目前高职院校实践教学普遍存在实践课时多、学生数量多、实验实训设备少、场地有限等问题[1]，因此，仿真实践教学成了实物实践教学的有力补充。
对于保护原理模块而言，学生可通过继电保护调试仪对保护进行调试而理解保护的动作逻辑和原理；但对于通用模块而言，调试仪优势不明显或无法直观体现，而运用MatLab 等专业仿真软件，则可以很好地将抽象的理论知识直观化[2]。
学生运用MatLab 的Simulink 或者简单的编程语句就可以对通用模块进行仿真，既加深了学生对硬件和软件的认知，又提高了学生的计算机能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
近保护范围末端故障 A相 -178．9 -28．9 -10．0 B相 -178．9 -28．9 -10．0 C相 -178．9 -28．9 -10．0
保护范围外部故障 A相 -1．0 -8．9 3．1 B相 -1．0 -8．9 3．1 C相 -1．0 -8．9 3．1
表7-3 采用“相电压和具有K3补偿的相电流接线”时的仿真计算结果表
A相 -17 7．8 -9 5．17 -8 6．9 -17 7．8 -9 5．17 -8 6．9 B相 -17 7．8 -9 5．17 -8 6．9 86．3 12 1．1 12 9．3 C相 -17 7．8 -9 5．17 -8 6．9 -6 0．9 -2 8．8 -1 2．35
近保护范围末端故障
图7-17
设置整定阻抗界面
图7-18“0°接线”用相位比较方式构成方向阻抗继电器的模块
图7-19
采用“相电压和具有K3补偿的相电流接线”的方向阻抗继电器模块
图7-20
继电器模块的内部结构
表7-2 采用“0°接线”时的仿真计算结果表
故障 类型
三相 短路
过渡 电阻
0 10 20
正方向出口故障
五次 2 谐波 3．5 （h5）
2 3．3
2 2．2
6．3
7．2
3 3．5
2 3．0
2 1．3
3．8
7．3
4 0．5
6．0
THD
11 5．2
5 7．2
11 5．3
9 2．2
9 1．7
9 2．9
5 6．9
11 4．4
11 5． 3
9 0．9
10 5．5
9 2．3
图7-31
变压器采用“D11”接线方式时的空载合闸励磁涌流
EN
QF1
A B C
A B C
A B C
Load 5 MW 1 Mvar
A B C
Fault2
Load 5 MW 1 Mvar1
Ib_m Iabc_M From Ic_m Terminator
Ia_n
图7-35
Id
Terminator1 0.5 Gain Ib_n Ires
7.2.1 基于正弦函数模型的微机继电保 护算法
1. 两点乘积算法简介 2. 两点乘积法计算举例
1. 两点乘积算法简介
图7-4
两点乘积算法采样示意图
图7-5 例7-������ 2电路图
图7-6
利用两点乘积法计算得到的输入信号有效值、相位差及电路的电阻、电抗
7.2.2 全波傅里叶算法
1. 全波傅里叶算法简介 2. 全波傅里叶算法的频率特性分析 3. 利用全波傅里叶算法计算信号幅值的算例
100
表7-4 不同合闸初相角下空载合闸时励磁涌流谐波分析表
二次 5 谐波 9．3 （h2）
11
3 0．6
7 5．8
5 7．3
7 6．2
8 4．5
8 3．3
4 3．7
5 5．9
7 5．7
7 5．6
三次 2 谐波 2．2 （h3）
5．7
3
4 7．8
3 4．7
4 8．6
6 3．9
6 3．8
6．7
2 8．8
4 7．8
4 7．4
四次 5．2 谐波 （h4）
1．0
4．7
2 4．1
5 2．5
24
4 1．9
4 3．2
2 8．6
5 3．7
2 3．3
2 3．5
表7-4 不同合闸初相角下空载合闸时励磁涌流谐波分析表
五次 3 谐波 （h5）
2．9
1．8
8．0
3 4．6
7．0
2 2．9
2 4．3
2 4．2
3 1．7
6．7
83．9
83．0
74．7
64．1
75．6
63．4 三次 谐波 （h3）
6．9
63．4
47．4
46．7
33．2
7．2
62．8
63．4
46．0
43．9
47．4
42．5 四次 谐波 （h4）
28．2
41．1
22．7
22．9
55．1
28．0
40．4
42．7
22．7
57．9
22．7
表7-4 不同合闸初相角下空载合闸时励磁涌流谐波分析表
5 5．4
1 0．1
6 2．4
5 2．8
5 1．9
5 5．5
1 8．5
5 4．4
表7-4 不同合闸初相角下空载合闸时励磁涌流谐波分析表
基波 （Fun d）
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
83．1 二次 谐波 （h2）
43．3
84．3
75．5
75．2
58．2
43．2
图7-26
示波器模块
图7-27
示波器模块的参数设置
图7-28
空载合闸后的三相励磁涌流的波形
图7-29
利用Powergui模块中的FFT Analysis对励磁涌流波形进行谐波分析界面
图7-30
空载合闸时的励磁涌流与短路电流的比较图
表7-4 不同合闸初相角下空载合闸时励磁涌流谐波分析表
合闸 初相 角α
图7-34
变压器保护区外故障时的电流波形图
2 1 3 Transformer_A
A B C aA bB cC A B C a b c
A B C
a b c
aA bB cC
A B C
2 1 3 Fault1 Transformer_B 2 1 3 Transformer_C Ia_m
EM
UM
QF2
UN
模块构造
图7-10
方向阻抗继电器仿真所用的电力系统接线
图7-11
电力系统Simulink仿真模型
图7-12
电源EM的参数设置
图7-13
输电线路的参数设置
图7-14
三相电压电流测量模块UM的参数设置
图7-15
采用“0°接线”的方向阻抗继电器模块
图7-16
子系统“U_convert”的组成
保护范围外部故障 43．6 22．8 30．1 32．7 34．5 C相 35．9 35 35．1 42．3 41．8 40．3
A相接 地
0 10 20
7.4 Simulink在变压器微机继电保护中 的应用举例
7.4.1 变压器仿真模型构建 7.4.2 变压器空载合闸时励磁涌流的仿真 7.4.3 变压器保护区内、外故障时比率制动的仿真
7.1.1 减法滤波器(差分滤波器)简介 7.1.2 减法滤波器设计分析举例
7.1.1 减法滤波器(差分滤波器)简介
图7-1 减法滤波器幅频特性
图7-2
滤波器的幅频特性
图7-3 滤波效果的仿真波形
7.2 微机继电保护算法的MATLAB辅助 设计和分析方法
7.2.1 基于正弦函数模型的微机继电保护算法 7.2.2 全波傅里叶算法
A相 -17 8．2 -2 3．6 -3．8 -17 8．2 -2 3．6 -3．8 B相 -17 8．2 -2 3．6 -3．8 67．7 63．1 53．9 C相 -17 8．2 -2 3．6 -3．8 11．3 16．1 21．2
保护范围外部故障
A相 -2 -0．1 11．8 -2 0 11．8 B相 -2 -0．1 11．8 64．1 53．5 44．9 C相 -2 -0．1 11．8 15．2 21．7 26．9
Ian(A)
5000 0 -5000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Id(A)
5000 0 -5000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Ires(A)
5000 0 -5000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 t/s 0.5 0.6 0.7 0.8
图7-9 方向阻抗继电器的特性 a)幅值比较方式分析 b)相位比较方式分析
表7-1 阻抗继电器采用不同接线方式时，接入的电压和电流关系
7.3.2 方向阻抗继电器的仿真模型
1. 电力系统Simulink仿真模型 2. “0°接线”的方向阻抗继电器模块构造 3. “相电压和具有K30补偿的相电流接线”的方向阻抗继电器
Id(A)
5000 0 -5000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Ires(A)
5000 0 -5000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 t/s 0.5 0.6 0.7 0.8
图7-33
变压器保护区内故障时的电流波形图
Iam(A)
5000 0 -5000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
A B C
Continuous pow ergui
Fault1
Fault2
Load 5 MW 1 Mvar1
图7-22
Ia
图7-23
电源EM的参数设置
图7-24
变压器T的参数设置
图7-25
UM模块的参数设置
7.4.2 变压器空载合闸时励磁涌流的仿 真
1)包含很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于时间轴的一侧。 2)包含大量的高次谐波。 3)波形之间出现间断。
AB相 短路
0 10 20
表7-2 采用“0°接线”时的仿真计算结果表
A相接 地
0
10 20