基于Simulink的简单电力系统仿真

实验六 基于Simulink 的简单电力系统仿真

实验目的

1) 熟悉Simulink 的工作环境;

2) 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用;

3) 掌握在Simulink 的工作环境中建立简单电力系统的仿真模型

实验内容

输电线路电路参数建模时采用电力系统分析中常用的π型等值电路,搭建如图１所示的一个简单交流单相电力系统,在仿真进行中,负载通过断路器切除并再次投入。π型等值电路具体元件参数如下:Ω=2.5R ,H L 138.0=,F C C μ967.021==。

π型等值电路

图1 简单电力系统仿真示意图

1) 在Simulink 中建立简单交流单相电力系统模型,并进行仿真,观测负载电流与输电线路末端电压;

2) 结合理论知识分析上述观测信号变化的原因;

3) 比较不同功率因数,如cos φ=1、cos φ=0、8(感性)、cos φ=0、8(容性)负载条件下的仿真结果 实验原理与方法

1、系统的仿真电路图

实验步骤

根据所得建立模型,给定参数,得到仿真结果

cosφ=1

cosφ=0、8(感性)

cosφ=0、8(容性)

实验结果与分析

cosφ=1

cosφ=0、8(感性)

cosφ=0、8(容性)

仿真结果分析

(1)在纯阻性负载电路中,电压相位与电流相位相同;与感性负载相比,断路器重新闭合后电流没有额外的直流分量。

(2)在感性负载中,电压相位超前电流相位;断路器重新闭合时,交变的电流瞬间增加了一个直

流分量,随后逐渐减小。

(3)在容性负载中,电压相位滞后于电流相位;断路器重新闭合时,电流瞬间突变至极大;与感性负载与纯阻性负载相比,断路器断开时的末端电压由于有电容放电作用,电压波形畸变很小。

(4)当断路器断开时,线路断路,电流突变为0,但电压行波仍在进行,因此在末端能够测量到连续的电压波形,但断路器断开对电压波形造成了影响,产生了畸变。这就是由于能量就是通过电磁场传递的,线路断开时电压继续向前传递。

总括:L与C对输出波形振荡的频率与幅度影响程度不同,当变化相同幅度时,电容对振荡频率与幅度的影响要比电感的大。

感想:Matlab中Simulik通过拖拉建模方式对电路进行仿真,具有快捷、方便、灵活的特点。Simulink的仿真电路简洁、参数调整方便。仿真结果直观。

通过本次实验,我认识到了建模与仿真的一般性方法,收获甚多,也更进一步了解了Matlab,Matlab不仅仅在平时的编程方面功能强大,在仿真方面也熠熠生辉。