(完整word版)基于MATLAB的电力系统仿真
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。
(完整word版)基于matlab的单相交流调压电路的设计与仿真
目录前言 (2)1。
主电路设计 (4)1。
1.设计目的及任务 (4)1.2。
设计内容及要求 (4)1.3。
设计结果 (4)1.4。
设计原理 (4)1。
5。
建模仿真 (8)2开环仿真 (11)2。
1.电阻性负载仿真波形 (11)2。
1.1。
波形分析 (12)2。
2。
阻感性负载 (13)2.2.1。
波形分析 (13)2.3.阻感性负载 (14)2。
3.1。
波形分析 (14)3.闭环控制的仿真 (14)13。
1闭环控制的实现步骤 (14)3.2闭环控制下的仿真电路图 (15)3.2。
1输出波形 (15)3.3谐波分析 (18)4．设计体会 (20)参考文献 (21)摘要本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计.由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系,交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载等。
交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路，通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间.在电源的每半个周期内触发一次晶闸管，使之导通。
与相控整流电路一样，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。
其晶闸管可以利用电源自然换相,无需强迫关掉电路，并可实现电压的平滑调节，系统响应速度较快，但它也存在深控时功率因数较低，易产生高次谐波等缺点.以对单相交流调压电路的MATLAB闭环控制的仿真为例,介绍了基于MATLAB的Simulink仿真中建立仿真模型的方法，以及如何利用仿真模型进行实际调压电路波形分析.通过对比电路仿2真结果和理论计算结果,二者完全吻合, 论证了MATLAB中的Simulink仿真工具可以很方便地创建和维护一个完整的模型，评估不同算法和结构并验证系统性能.关键词:交流；调压；晶闸管；闭环控制；仿真引言MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算工具，作为强大的科学计算平台，它几乎可以满足所有的计算要求。
基于matlab的电力系统故障分析与仿真(毕业论文毕业设计)[管理资料]
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毕业设计（论文）基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真学号：姓名：专业：电气工程及其自动化系别：指导教师：二〇一三年六月毕业设计（论文）基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真学号：姓名：专业：电气工程及其自动化系别：指导教师：二〇一三年六月北京交通大学毕业设计（论文）成绩评议题目：基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真系别：专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导教师建议成绩：84评阅教师建议成绩：86答辩小组建议成绩：82总成绩：84答辩委员会主席签字：年月日北京交通大学毕业设计（论文）任务书北京交通大学毕业设计（论文）开题报告北京交通大学毕业设计（论文）指导教师评阅意见北京交通大学毕业设计（论文）评阅教师评阅意见北京交通大学毕业设计（论文）答辩小组评议意见毕业设计（论文）诚信声明本人声明所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
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本人签名：日期：摘要本设计分析了电力系统短路故障的电气特征，并利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真，进一步研究短路故障的特点。
通过算例对电力系统短路故障进行分析计算。
然后运用Matlab/Simulink对算例进行电力系统短路故障仿真，得出仿真结果。
并将电力系统短路故障的分析计算结果与Matlab仿真的分析结果进行比较，从而得出结论。
基于Matlab 的电力系统故障的仿真分析
基于Matlab 的电力系统故障的仿真分析计算机仿真技术已成为电力系统研究、规划、设计和运行等各个方面的重要方法和手段,由于Matlab 具有很良好的开发性、高效的数据仿真分析, 特别是信号处理和直观的图形显示功能,且Matlab/ Simulink 环境下的PSB 模型库及Simulink强大的二次开发功能和丰富的工具箱,能快速而准确地对电路及更复杂的电气系统进行仿真、计算. 因此,它已成为电力科研工作者和工程技术人员应用它来进行电力系统有关问题的仿真分析和辅助设计的理想工具.文章介绍了Matlab/ Simulink 的基本特点及应用Matlab 进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤,探讨了综合利用其Simulink 环境、电力系统模块库和相关工具进行电力系统的控制设计和仿真分析,通过对具有同步发电机光控励磁系统的电力系统故障仿真分析,说明了Matlab 在电力系统仿真中强大的功能.1 应用Matlab/ Simulink 进行电力系统仿真分析的基本方法1. 1 Simulink 环境下仿真工具图形编辑器( Power System Blockset 以下简称PSB) 是一个图形编辑器工具,在Simulink 环境下能建立电力系统原理并进行仿真计算. PSB 库提供了电力系统仿真通用的元件和装置,包括RLC支路和负载、变压器、传输线、避雷器、电机、电力电子装置等. 只需通过点击和拖放PSB 库内的模型即可建立用户所需要的电力系统仿真原理图,并利用模型元件的对话框来设置相关参数. 使用Simulink 提供的示波器模型,可显示观测点处的仿真结果及其波形.1. 2 模型库根据电力系统各种电气设备特性,可将PSB 库内的模型分为电源、元件、电力电子器件、电机、连接器和测量等部分. 元件包括单相RLC 支路和和负载模块、变压器、互感器、π型传输线、避雷器、断路器、n 相分布参数线路模型等. 利用Simulink 二次开发功能,可方便地编辑出更复杂的元件模型和集成参数对话框. 电力电子包括通用的半导体元件,每个元件(除二极管外) 都有门极控制输入端和Simulink 输出端,可显示开关的电压和电流值. 电机包括简化的和详细的同步电机、异步电机、励磁机、永磁同步电机和涡轮机等. 每个模块有一个Simu2link 输出来显示内部变量状态值.1. 3 仿真方法和步骤Matlab 实现对电力系统的仿真和分析至少有二种独立的方法.1) 传统的编程方法,即通过大量的代码来实现电力系统的建模、稳态计算和暂态分析等等;但由于Matlab 提供了用户可以直接调用已有的高性能数值计算. 如矩阵求逆、数值微积分等等,较使用C 或Fortran 语言开发其源程序却要简洁得多,可节省大量内存空间和开发时间.2) Simulink 平台上进行仿真分析,按建模方法分为器件级仿真(又称为物理建模) 和系统仿真(又称为数学建模) . 其中器件级仿真是利用Mat2lab 的PSB 中固有元件模型构建新元件的物理模型,该方法一般适用于探讨元件的内部性能;系统仿真是利用MatlabPSimulink 中的控制模块来构建新元件的数学模型,该方法是研究元件的外部特性. 在MatlabPSimulink 平台上,借助于鼠标点击和拖放以及一些必要的参数设置即可实现对电力系统的稳态和暂态分析,并可方便地研究各种先进的控制方法对电力系统的控制效果. 实际上,在实际应用中,特别是对复杂电力系统的仿真分析,两种方法通常交替融合使用.应用Matlab 进行电力系统仿真的主要步骤为:a 系统模型的建立;b 设置仿真参数和控制算法的实现;c 进_______行动态仿真(包括稳态分析和暂态仿真) ;d 结果分析.2 仿真实例使用Matlab6. 0 的Simulink 建立单机对无穷大系统的仿真模型如图(1) 所示.单机即光控励磁图1 光控励磁同步发电机系统故障模型系统同步发电机[1 ] ;无穷大系统模型,用powerlib中inductive source with neutral 模块表示;发电机模型(synchronous machine) 、变压器模型(linear trans2formerd ,yg) 以及调速系统模( hydraulic turbineand governor 即HTG) ;系统负荷10mV;故障时间由Timer 模块控制. powergui 模块中的machine loadflow ;Bus type 为pv generator ;仿真参数如下:同步发电机容量200MW ;UAB = 15. 75kV;变压器容量240MVA;电压变比15. 75kVP230kV.其仿真结果:当Fault 模块为单相故障时,模块内部构成如图2 (a) 所示,以A 相故障为例.其中负荷为10MW, 选择SimulationPStart 按钮,开始仿真. 在t = 1s 发生故障切除后母线电流、电压波形,用Matlab6. 0 中Subplot 及Plot 命令绘出仿真结果,如图3 (a) 所示.当Fault 模块为两相接地故障时,见图2 (b) ,以A、B 两相短路,测得A 相电压、电流波形,如图3 (b) 所示.当Fault 模块为三相接地故障时,见图2 (c) ,测得A 相电压、电流波形,如图3 (c) 所示.由上述三种短路故障时的仿真波形图可看出光控励磁系统同步电机- 无穷大系统在故障过程中的动态响应过程,恢复正常运行时的电压基准值相对稳定.图2 Fault 模块故障模型图3 故障电压波形图压力锅的强度就由该部位控制. 从计算结果可以看到,当锅内压力为80KPa 时,牙边缘处的应力是88. 7MPa ,而当锅内压力达到泄压压力160KPa 时,该处的应力达到177. 4MPa. 因此,如何降低锅牙处的应力成为压力锅设计与分析的一个焦点.3) 压力锅其余部位的应力在表1 中均不大.如,当锅内压力达到160KPa 时,锅底部分的应力是34. 3MPa ,牙槽部分是47. 4MPa ,离材料的极限应力较远,具有较多的安全储备. 但若考虑到压力锅长期使用下的疲劳以及锅底受热部分在高温下材料性质的降低,则该应力也就是恰当的应力水平了.4 结论利用有限元软件ANSYS 对压力锅进行了三维应力分析,部分数据与薄壁圆桶计算结果对比,本文计算结果是可靠的. 牙体及附近是压力锅的最大应力所在部位,其最大应力在报警压力时达到177MPa ,当锅内压力进一步增大时,该应力还将增加,直至达到屈服应力和破坏应力而造成压力锅“爆锅”. 因此,在压力锅设计时,应对牙部仔细分析,以降低牙部的应力,增加压力锅的安全性.参考文献:[1 ] GB13623～2003 ,铝压力锅安全及性能要求[ S] .[2 ] 王勖成,邵敏. 有限单元法基本原理和数值方法[M] 北京:清华大学出版社. 1997. 97～98.[3 ] 刘鸿文. 材料力学[M] . 北京:高等教育出版社,1992.285～289.[4 ] 龚曙光. ANSYS 工程应用实例解析[M] 北京:机械工业出版社,2003. 103～117.(上接第47 页)结论通过对整个系统的仿真,可以得到以下结论:1)Matlab6. 0 中的PSB 是一种专门应用于电力系统动态仿真的工具箱,其中的电力系统的元件模型相当丰富,模糊逻辑控制可通过工具箱中用户界面建立的模糊推理系统FIS(Fuzzy InferenceSystem) 来实现,用户还可以利用Matlab 本身的一些工具来建立自定义模型.2) 当改变元器件本身的参数,如电机的功率、转子和定子的电阻、电感,负载的功率、变压器的容量等,就能实现对电力系统不同工况下运行过程的仿真分析,便于对不同参数和负载情况进行比较.3) 利用Matlab 可以方便地进行电力系统潮流计算、稳态分析、暂态仿真和新元件的设计及测定. 界面灵活、开放直观、互动性强等优点.4) 由于PSB 简化了开关元件的处理,认为是理想模型,在提高仿真速度、简化电路设计的同时,对系统的暂态过程描述不够精确.参考文献:[1 ] 盛义发,邓国扬,王浩宇,等. 同步发电机新型励磁系统的研究[J ] . 南华大学学报,2002 (4) :24～27.[2 ] 邓国扬,盛义发. 基于MatlabPSimulink 的电力电子系统的建模与仿真[J ] . 南华大学学报,2003 (1) :1～6.[3 ] 清源计算机工作室.Matlab6. 0 基础及应用[M] . 北京:机械工业出版社,2001.[4 ] 何仰赞,温增银,汪馥英,等. 电力系统分析[M] . 武汉:华中理工大学出版社,1996.。
(完整word版)基于MATLABSimulink的电力系统仿真实验
基于MATLAB/Simulink 的电力系统故障分析10kv 系统三相短路分析三相短路（以中性点不接地系统模型为类）模块搭建：三相短路各元件参数设置如下：g BlOCk Parameters: Th「ee・P hase SoUrCeThree-Phase SOllrCe (nask} ζlink；7hrGG-phas≡ VOItaZG SoUrCG in SGrieK With RL bxanch.Par>∑n ∙t ∙rsPhase—tO-PhaSG τ≡s volta≡G (V):110. 5e3Phase anrl⅛ Gf chase A (degreGs):lθFrtQutncy (HX):InternaI Conn.action: ∣ Y厂SPeCifr iaped&nce USXnS Sh^Xt V CirCUit IeVeISoUree resistance (Oh=Si:I O. 009SoUrCe inductance (H):116. 58e-5APPIr JOK Cancel Helpt∣∣ BlOCk Parameters; Linel-Three-Phase PZ SeCtion Lin已□a5⅛) (Iink)ThiB block inpleaents a thr«t-phi.i∙ PI section lin∙ to XePreS∙nt a thiGG-phasG transaision line. Thig block iGDresents OnIy OnG Pl section. TO Inplenenteyou si□Dlr need to CanneCt COPiea Qf this block in2>ore that One PI secti∙onjsexies・ParaaQtQTS ---------------------------------------------------------------------FreQUenCy Ueecl for RLC specification (Hz):F5PoIitiVe- Ind z⅜ro-seau⅜nce resiβtances (Ohas/ka) [ K： RO ]:I [ 0.01273 O. 3SG4：Positive* and Zero e SGauenc© inductances ⅛∙,lαι) [ LI LO ]:IT O. 9327e-3 4. 1264e-3]PCSitiV⅛- and ∑4ro∙-ssau4nee ca-pacitanees (FJka；IeICOI :I [12. 74e-9 7. 751e-9ΓLine SeetiOn IGnSth (ka√ :1130OK CanCeI KeIP Apply■OK CanCaI I EelD 厂 删 FUnCtiOn BIOCk Parameters; AddlCu s Acld c ∙r subtract XnPUtS- S^CIfT Cne Oi the fol.ovιng:a. string COntaining ∙ or - for each InPLt port, for SPaCer tetτem PortS (e. c.—・Db) SCaIar >≡ 】・ A value > 1 SUal all inputs: 1 SUnI ∙lts ⅜nts Of a tingle InPLt v ,∙ctorMain ∣ SifnftI data typaκICOn sha□e: ∣ re:t&ngulax▼]LISt Of KXeni:I 4**SaSDle t-n≡ βl for IEherXted):∣∙χ X I Cancel I HeID I Appl ∙BJ c5s3βN∕MUItimeterlHdPAaIbb Q ∖te ∂⅛ufementsU ∆Λ r βbr. LCAd3 LO a ∙133 Uan: TTbri VCΛ Lc&d3i U H : Ub Tht*∙Pb ⅛m F ⅛JlCl/fault. B» α>: IhrCQ-Pbazc fαulτl∕iαu^r C_l Cb- IHLeC ?hase Γa^lvl∕FAulV AI AT. Lo AdiIbU Lcαd3ICn GOad3lb: Ib"Q ∙7hα" I>αultl/fault Blb: Ih^ec _?hasc F aulVl∕Γau2V CUC lb: IhtraA ・7乃a=a FArJItI/FAult A—Σ-J Cown IR«rf)ve*f -IUPMe ⅝⅛∣ SOUrCe BIQCk Parameters; FromF∑o□Keceive SiEnaIC frσ≡ the GOtO block Irith the SDeClfiGd :as ・ If the tae is definedas r scoped , in the GOtO block, then a GOtO TaE ViSlbility bl ∙ock aust te used to definethe VieibiIity Of tht tac ・ After ： UPdat ∙ DiaCraa I the block icon displays theSeleCted tag nase >Local taes are encIOSed in brackets. .], and SeODed tag na=es areSneIOSed in braees ; J).L ΦQ 43 Lθft<13 ≥p∣e 匚IEd MeaSU Ξ小 PIOt SdAe ⅛<igpαg Ie wI PiCX制SOUrCe BlOCk Parameters; FrOm4 「町〕一Fro□----------------------------R<c∙iv∙ SdKnalS froa the Goto bl>ck With the specified tar- If tht tae is d<ιfi∏4dseoped, in the Go∙tc Mcelt then a GOtO 7ar Vigibility blσek ≡ust be USGCl to definethe block icon displays the the Vigibility Of the tag. After , Update DiaeraID JISeIeCted tag nazιe (IOCaI tags are enclosed in brackets. and SCQPed tag nazes axeenclose! in braces：：｝〉・OK Cancel I Help FUnCtiOn BlOCk Parameters: DiSCrete 3・PhaSe SeqUeflCe AnalyZer三相短路仿真波形如下：如图1——a、b、c 三相短路电流仿真波形图分析：正常运行时，a、b、c 三相大小相等，相位相差120 度。
完整word版,BOOST电路设计及matlab仿真
Boost升压电路及MATLAB仿真一、设计要求1.输入电压（VIN）:12V2.输出电压（VO）：18V3.输出电流（IN）:5A4.电压纹波：0.1V5.开关频率设置为50KHz需设计一个闭环控制电路，输入电压在10—14V或负载电流在2—5A范围变化时，稳态输出能够保持在18V 。
根据设计要求很显然是要设计一个升压电路即Boost电路。
Boost电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。
二、主电路设计图1主电路2.1 Boost电路的工作原理Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。
Boost升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极的电压低，此时二极管反向截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。
闭合开关会引起通过电感的电流增加。
打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容因储存来自电感的电流，多个开关周期以后输出电容的电压升高，结果输出电压高于输入电压。
接下来分两部分对Boost电路作具体介绍即充电过程和放电过程。
充电过程在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如图二，开关（三极管）处用导线代替。
这时，输入电压流过电感。
二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。
基于MATLAB的电力系统仿真[汇编]
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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MATLAB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MATIAB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。
MATLAB与电力系统仿真全
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• （1）直流电压源元件（DC Voltage Source）
• 直流电压源元件在电力系统中可以用来实现一个直流的电 压源，如操作电源等。MATLAB软件提供的直流电源为理 想的直流电压源。
• （2）交流电压源元件（AC Voltage Source） • 交流电压源可以用来实现理想的单相正弦交流电压。 • （3）交流电流源元件（AC Current Source） • MATLAB软件提供的交流电流源为一理想电流源 • （4）受控电压源元件（Controlled Voltage Source） • MATLAB软件提供的受控电压源是由激励信号源控制的，
• (2)利用开始（Start）导航区启动：
单击开始按钮，选择仿真（Simulink）命令，再选择电力 系统仿真命令（SimPowerSystem）,在弹出的对话框中选择 电力系统元件库（Block Library）命令即可
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采样时间（Sample time）：0
测量选项（Measurements）：选择不测量电气量
步骤1：复制交流电压源元件并改名为U2
u1 100sin(120t )
6
步骤2：双击交流电压源元件，对交流电压源元件的参数进行如下设置：
峰值振幅（Peak Amplitude）：75
初始相位（Phase）：60
• •
步骤1：将电压源元件改名为U1 步骤2：双击交流电压源元件，对交
图5-20
交流电压源的叠加电路图
流电压源元件的参数进行如下设置：
电力系统MATLAB仿真1精选全文
通过降压变压器连接高压变电所和配电变电所的输电系统部分被称为次高压网络。这 里没有明确划分高压输电和次高压输电的电压等级。典型的次高压输电电压等级为69kV至 138kV。一些大的工业用户也可能由次高压输电系统供电。为了维持输电电压水平，通常 在变电所安装电容器组和电抗器组。
在美国和加拿大，电力传输系统相互连接形成一个大的电网，通称为北美互联电网。 电网被分成数个电力池，每个电力池由数个参与运行、以费用低廉的方式来计划发电的邻 近公用事业组成。北美电力可靠性委员会（NERC-American Electric Reliability），是一个私 人管制机构，负责维持系统的标准和可靠性。NERC促使供电者与配电者协同合作，以确 保系统可靠性。NERC与FERC以及其它组织（如爱迪生电力协会）共同努力协调。目前在 电力上，NERC有四个区域：德州电力可靠性委员会（ERCOT-Reliability Council of Texas）、 西部各州协调委员会（WSCC-Western States Coordination Council）、含洛杉矶以东各州 （除了德州）及加拿大各省的东部互联（Eastern Interconnect）、及与东北部直流互联的 魁北克水力（Hydro-Quebec）。这些在电力上分开的区域互相输入及输出电能，但电气上 并不同步。
一个区域迅速地传输到另一个区域，所以互联系统使发电和输电更
加经济可靠。有时，公司购买邻近电厂的大量电能反而比自己的老 发电厂发电要便宜很多。
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
(完整word版)基于Matlab计算程序的电力系统运行分析
课程设计课程名称：电力系统分析设计题目：基于Matlab计算程序的电力系统运行分析学院：电力工程学院专业：电气工程自动化年级：学生姓名：指导教师：日期：教务处制目录前言··1第一章参数计算··2一、目标电网接线图··2二、电网模型的建立··3第二章潮流计算··6一．系统参数的设置··6二．程序的调试··7三、对运行结果的分析··13第三章短路故障的分析计算··15一、三相短路··15二、不对称短路··16三、由上面表对运行结果的分析及在短路中的一些问题··21心得体会··26参考文献··27前言电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。
潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。
即节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷.各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。
对现有电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础。
潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。
在电力系统中可能发生的各种故障中，危害最大且发生概率较高的首推短路故障。
产生短路故障的主要原因是电力设备绝缘损坏。
短路故障分为三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。
其中三相短路时三相电流仍然对称，其余三类短路统成为不对称短路。
短路故障大多数发生在架空输电线路。
电力系统设计与运行时，要采取适当的措施降低短路故障的发生概率。
短路计算可以为设备的选择提供原始数据。
第一章参数计算一、目标电网接线图系统参数表1. 线路参数表线路编号线路型号线路长度（km）线路电阻{Ω/km}线路正序电抗{Ω/km}线路容纳之半{S/km}4-5LGJ-240/301130.0470.41.78×610-4-6LGJ-120/701200.074 1.47×610-说明：线路零序电抗为正序电抗3倍。
完整word版,BOOST电路设计及matlab仿真
Boost升压电路及MATLAB仿真1. 输入电压（VIN）:12V2. 输出电压（VO）：18V3. 输出电流（IN）:5A4. 电压纹波：0.1V5. 开关频率设置为50KHz 需设计一个闭环控制电路，输入电压在10—14V或负载电流在2—5A 范围变化时，稳态输出能够保持在18V 。
根据设计要求很显然是要设计一个升压电路即Boost电路。
Boost 电路又称为升压型电路,是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。
其工作过程包括电路启动时的瞬态工作过程和电路稳定后的稳态工作过程。
、主电路设计图 1 主电路2.1 Boost 电路的工作原理Boost升压电路电感的作用：是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS 断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，既升压过程的完成。
Boost 升压电路的肖特基二极管主要起隔离作用，即在MOS 开关管闭合时，肖特基二极管的正极电压比负极的电压低，此时二极管反向截止，使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电；因在MOS 管断开时，两种叠加后的能量通过二极向负载供电，此时二极管正向导通，要求其正向压降越小越好，尽量使更多的能量供给到负载端。
闭合开关会引起通过电感的电流增加。
打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容因储存来自电感的电流，多个开关周期以后输出电容的电压升高，结果输出电压高于输入电压。
设计要求接下来分两部分对 Boost 电路作具体介绍即充电过程和放电过程。
充电过程在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如图二，开关（三极管）处用导线 代替。
这时，输入电压流过电感。
二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电，所以电感 上的电流以一定的比率线性增加， 这个比率跟电感大小有关。
基于MATLAB的电力系统仿真
基于MATLAB的电力系统仿真之五兆芳芳创作摘要：目前，随着科学技巧的成长和电能需求量的日益增长，电力系统范围越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各类新型控制装置得到了普遍的应用，这对于公道利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和庇护情况都有重要意义.另一方面，随着公民经济的高速成长，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任务中担任重要角色，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成长和电网的日益扩大以及自动化程度的不竭提高，电力系统中许多计较和控制问题日益庞杂，从技巧战争安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，可以帮忙人们通过计较机手段阐发实际电力系统的各类运行情况,从而有效了解电力系统概略.本文按照电力系统的特点，利用MATLAB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产生三相短路接地毛病并由毛病器自动跳闸隔离毛病的仿真结果，并阐发了这一暂态进程.通过仿真结果说明MATIAB电力系统东西箱是阐发电力系统的有效东西.关头词：电力系统；三相短路；毛病阐发；matlab仿真Electric Power System Simulation Base on MATLAB Abstract：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 direct This paper base on the characteristics of the power system, using thesoftware 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.Keywords: 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.而电力负荷则是该系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率的总称，有时也包含将这些用电设备连接起来的配电网.目前，我国正处于经济快速成长的时期，电力系统也步入了大电网、超高压、大机组、远距离的时代，但由于目前的经济成长速度远远超出了国度的预期，导致近些年来出现全国范围内电力扶植落后于公民经济成长水平的局面，电力系统运行在接近电网极限输送能力状态的概率大大增加，从而较大程度上存在着产生电压解体事故的威胁.我国电力系统是随着我国电力产业的成长而逐步形成的.公民经济的迅速成长，我国的电力产业得到相应的增长，逐步形成以大型发电厂和中心城市为焦点、以不合电压等级的输电线路为骨架的各大区、省级和地区的电力系统.目前，全国电网已经根本上形成了500 kV和330 kV 的主干网架.大电网已笼盖全部城市和大部分农村；以三峡为中心的全国联网工程开始启动，我国电网进入了远距离、超高压、跨大地区输电的新阶段.1987 年全国发电装机容量跃上了1 亿kW的台阶；从1978 年起到1999年，我国装机容量平均每年增加近10GW，1997 年年底全国装机容量达到了254GW的水平，年发电量也超出了1100TWh，成功地实现了持续高速增长.自1981年中国的第一条500kV 输电线路投入运行以来，500kV的线路已逐步成为各大电力系统的骨架和跨省跨地区的联络线.1.2 本课题研究的前景和意义随着电力产业的成长，电力系统的范围越来越大，在这种情况下，许多大型的电力科研实验很难进行，一是条件难以满足；二是从系统的平安角度来讲也是不允许进行实验的；三是最初的一个新的设计构想、到通过软件进行实际情况的模拟、在应用到具体的工程中，其任务量往往消耗大量的财力物力和人力，其进程中稍有失误都有可能前功尽弃.考虑到以上情况，寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数字仿真东西十分重要，目前比较流行的电力系统仿真东西由以下几种：（1）邦纳维尔电力局开发的BPA程序和EMTP程序；（2）曼尼托巴高压直流输电研究中心开发的PSCAD/EMTDC程序；（3）德国西门子公司研制的电力系统仿真软件NETOMAC；（4）中国电力科学研究院开发的电力系统阐发综合程序PSASP；（5）MathWorks公司开发的科学与工程计较软件MTATLAB.本文主要采取MTALTB进行电力系统的仿真，MATLAB是有效的电力系统仿真东西,它提供了简练的东西，通过电力系统电路图的绘制，MATLAB自动生成数学模型，可以节省成立电力系统数学模型的成立.目前电力系统实验技巧尚未完善，通过运用MATLAB对电力系统进行仿真阐发，阐发结果证明仿真的有效性，从中得出仿真的办法和意义，从而将这种仿真运用到电力系统的各个方面.1）首先理论阐发电力系统运行中短路的危害和产生短路时电气设备的状况及系统的状况，并成立发电机和变压器的数学模型.2）运用simulink成立复杂的单机-无穷大系统进行仿真，对系统运行出现短路情况时的仿真结果进行详细的阐发.3）成立带励磁系统的发电机系统，通过仿真结果阐发带上励磁系统时电压和电流的变更情况.第二章电力系统理论阐发在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能产生的毛病和不正常运行情况，因为它们会破坏电气设备的正常任务和影响对用户的供电.运行经验指出，毛病大多是由短路引起的.电力系统中产生的短路有三相短路、两相短路、一相接地短路和两相接地短路等四种.短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大得多.在电力系统中，短路电流可达几万到几十万安，对系统产生极大的危害：1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，使毛病元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏.2）短路时的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行.3）严重的短路影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列.由此可见，短路的结果十分严重，因此对于大容量电力系统产生三相短路的阐发是需要的.同步发电机产生短路的暂态进程阐发同步发电机在电力系统中处于重要的地位.用户与发电厂的距离越来越远，发电机三相突然短路的概率增大.由于同步发电机内部结构庞杂，由多个具有电磁耦合关系的绕组组成.同步发电机突然短路的暂态进程所产生的冲击电流可能达到额外电流的十几倍,对电机自己和相关的电气设备都可能产生严重的影响,因此对同步发电灵活态特性的研究历来是电力系统中的重要课题之一 .而同步电机的突然三相短路,是电力系统的最严重的毛病，它是人们最为关怀、研究最多的过渡进程，虽然短路进程所经历的时间是极短的（通常约为0. 1～0. 3 s ），但对电枢短路电流和转子电流的阐发计较，却有着很是重要的意义.本文研究的是转极式的凸极同步发电机，除a 、b 、c 三相定子绕组外还有转子上的一个励磁绕组和两个阻尼绕组.在阐发同步发电机的数学模型时，作如下假定：①发电机参数恒定；②磁饱和、磁滞、涡流影响疏忽不计；③定子三相对称；④疏忽磁场高次谐波；⑤不计涡流和磁滞损耗.发电机六个绕组存在相互的电磁耦合关系.同步发电机的d 轴和q 轴等值电路图如图2-1所示.图2-1 同步发电机的d 轴和q 轴等值电路图按照电路定律，发电机六个绕组可以成立六个回路电压平衡方程，如下：按照六个绕组之间的磁链耦合关系，得到发电机模型dq0 坐标系中的磁链方程可表述为：其中：d 、q ——暗示直轴和交轴份量；R 、s ——暗示转子和定子份量；l 、m ——暗示漏抗和激磁电抗；f 、k ——励磁绕组份量、阻尼绕组份量； q d ϕϕ——暗示轴定子绕组、轴定子绕组；fd ϕ—— 暗示励磁绕组的磁链.机械部分表达式如下：其中ω∆——相对额外运行点的速度变更；H ——转动惯量；m T ——机械转矩；e T ——电磁转矩；dK ——阻尼系数；()t ω——转子机械角；0ω——额外运行点的速度（标幺值为1）.2.1.2 同步发电机突然短路理论阐发1. 定子电流的计较在阐发突然三相短路时，可以利用叠加原理，认为不是产生了突然短路，而是在电机的端头上突然加上了与叠加突然短路前的端电压大小相等但标的目的相反的三相电压.这样考虑时，同步电机的突然三相短路问题就酿成了下述两种任务情况的综合问题了，即：①与短路前一样的稳态运行状态；②突然在电机端头上加上与突然短路前的端电压大小相等但标的目的相反的三相电压.将电机突然三相短路后的定子电流分为两部分来计较.将它们归并后，即得同步发电机突然三相短路后的实际电流为：d、q轴同步电抗；.2转子电流的计较突然三相短路后,电机转子中的电流,也象计较定子电流一样，可以分红两部分来计较，即：①原来稳态三相对称运行时的转子电流.②突然在电机端头上加上与突然短路前的端电压大小相等但标的目的相反的三相电压所引起的转子电流.将电机突然三相短路后的转子电流分为两部分来计较，将它们归并后，即得同步发电机突然三相短路后的实际电流为：①当转子上没有阻尼绕组时，则：②当转子上有阻尼绕组时，则：阻尼绕组中的实际电流，在短路前，即稳态对称运行时，阻尼绕组的电流为零，因此，突然三相短路后的阻尼绕组的实际电流为：d、q轴电枢反响电抗；d、q轴阻尼绕组电抗.变压器短路阐发电力变压器是电力系统的焦点设备之一，其稳定、可靠运行对电力系统平安起到很是重要的作用.然而，由于设计制造技巧、工艺以及运行维护水平的限制 ,变压器的毛病仍是时有产生，尤其是近年来逐步引起人们重视的变压器近区或出口短路毛病，大大影响了电力系统的平平稳定运行.统计资料标明，在变压器损坏的原因中，70%以上是由于变压器产生了出口短路的大电流冲击导致低压绕组变形造成的.因此，采纳切实有效措施提凹凸压绕组强度，对确保变压器的平平稳定运行有重要的意义.电力变压器在产生出口短路时的电动力和机械力的作用下，绕组的尺寸或形状产生不成逆的变更，产生绕组变形.绕组变形包含轴向和径向尺寸的变更，器身位移，绕组扭曲、匝间短路等，是电力系统平安运行的一大隐患.变压器绕组经受短路毛病后，有的虽未立即产生损坏，但对变压器造成的潜在危害值得引起重视：1)绕组机械性能产生变更.由于短路的累积效应作用，当再次遭受短路电流冲击时，将可能使绕组承受不住巨大电动力的作用而失稳.2)绝缘强度下降.一旦遭受过电压，有可能产生绕组短路，致使变压器绝缘被击穿；或在正常运行工况下，因局部放电的持续作用，使已有的绝缘损伤逐渐减轻，从而导致变压器绝缘被击穿.3)累积效应.运行经验标明，运行变压器一旦产生绕组变形，将导致累积效应，出现恶性循环.从计较阐发和生产实践可知，一至二次电流峰值的冲击就导致变压器损好事故的概率是很小的，但遭受太短路电流冲击的变压器已经存在一定的平安隐患.对绕组已产生变形但仍在运行的变压器而言，虽然其实不一定会立即产生绝缘击穿事故，但当再遭受也许其实不大的过电流或过电压，甚至在正常运行的电磁动作用下，也可能导致变压器绝缘击穿.影响系统的稳定运行.2.2.1 变压器数学模型成立电力系统中的变压器通常是三相的，而三相变压器的磁路结构型式、绕组接线方法（主要包含Y型和D型）、中点接地与否等多种因素对励磁涌流、每相输出电流有着较大影响.首先描述单相双组变压器数学模型，然后按照绕组接线方法推导出三相之的连接关系方程，成立三相变压器数学模型.1. 单相变压器的数学模型1）磁链方程假定单相变压器一、二次绕组匝数辨别为和，考虑绕组漏磁通，一、二次绕组的磁通暗示为：..方程（3）的右端另作暗示：类似地，二次绕组磁链为：.其中2）电压方程 用11m l L L +替换11L ，用1212/N I N m L 替换212I L ，一次绕组感应电压可以写为：式中： '2I 为二次侧电流折合到一次侧的折算值.绕组端电压为感应电压和阻抗压降之和，对于一次绕组，即类似地，二次绕组端电压可以写为：3）连接关系方程变压器等效电路如图2-2所示，一次侧三相绕组相电压可直接由输入交换电压计较得到：式中： 000C B A u u u ——每相输入交换电压.图2-2 变压器等效电路图二次绕组中点接地，接地点为G ，二次侧三相绕组线电压为：式中：nG u ——中点对地电压，n c b a nG R i i i u )(++=；n R ——接地阻抗；aG u 、bG u 、cG u ——辨别为每相对地电压.其中，一次侧三相绕组线电流：式中：AB i 、BC i 、CA i ——辨别为一次侧三相绕组的输出电流.2.2.2 变压器短路阐发电力变压器短路毛病主要是指副边输电线路上的短路.假定电网的容量很大，短路电流不至于引起电力电网电压下降，疏忽空载电流，突发短路时一次侧电路的微分方程为：解此常系数微分方程有式中：'K i ——突发短路电流稳态份量的瞬时值，)sin(2'K K K t I i ϕω+=；K I 2——突发短路电流稳态份量的幅值，22122K K K X R U I +=；K ϕ——'K i 与1u 的相位差，2πϕ≈K ； ''K i ——突发短路电流暂态份量的瞬时值，K T t e K C i -=''； K T ——暂态电流衰减的时间常数，K K K R L T =；.是空载情况下产生，即t=0突发短路电流为：由此可见，短路产生的冲击电流最大值可达额外电流的10~20倍.第3章基于MATLAB的单机-无穷大系统模型成立MATLAB简介MATLAB 是由美国Mathworks公司开发的一套高性能的数值计较和可视化大型软件，它是以矩阵运算为根本，把计较、可视化、程序设计融合在一个交互的任务情况中，在此情况中可以实现工程计较、算法研究、建模和仿真、应用程序开发等，其在科学计较、工程设计和系统仿真中运用很普遍.在MATLAB中包含了两大部分，数学计较和工程仿真，其中在工程仿真方面，MATLAB 提供的软件支持涉及到各个工程领域，并且在不竭完善.MATLAB 所具有的程序设计灵活，直不雅，图形功效强大的优点使其已经成长成为多学科，多平台的强大的大型软件.MATLAB提供的Simulink东西箱是一个在MATLAB情况下用于对动态系统进行建模、仿真和阐发的软件包，它提供了用方框图进行建模的接口，与传统的仿真建模相比，加倍直不雅、灵活.Simulink的作用是在程序块间的互联根本上成立起一个系统.每个程序块由输入向量，输出向量以及暗示状态变量的向量等3 个要素组成.在计较前，需要初始化并赋初值，程序块依照需要更新的次序分类，然后用ODE计较程序通过数值积分来模拟系统.MATLAN含有大量的ODE计较程序，有固定步长的，有可变步长的为求解庞杂的系统提供了便利.MATLAB在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块 SimPowerSystem 来完成的.MATLAB是将计较、可视化、程序设计融合在一起的功效强大的平台，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，由于电力系统是个庞杂的系统，运行方法也十分庞杂，因此采取传统的方法进行仿真计较任务量大，也不直不雅.MATLAB 的出现给电力系统仿真带来了新的办法和手段.通过MATLAB 的SimPowerSystem的模块对电力系统中的应用进行仿真，从而说明其在电力系统仿真中的运用电力系统的仿真可以帮忙人们通过计较机手段阐发实际电力系统的各类运行情况，通过毛病仿真得出了相关的电压稳定性方面的结论，从而证明了这种仿真的正确性和在阐发应用中的可行性.中电力系统模块库简介Simulink是一种用来实现计较机仿真的软件东西.它是MATLAB的一个附加组件，可用于实现各类动态系统（括连续系统、离散系统和混杂系统）的建模、阐发和仿真.Simulink对仿真的实现可以应用于动力系统、信息控制、通信设计、金融财会及生物医学等各个领域的研究中.Simulink实际上提供了一个系统级的建模与动态仿真的图形用户情况，并且凭借MATLAB在科学计较上的天然优势，成立了从设计构想到最终要求的可视化桥梁，大大弥补了传统设计和开发东西的缺乏.它可以使系统的输入变得相当容易且直不雅，同时可以容易地改动输入信号的形式，对仿真算法和仿真参数的选择以及对输出结果的处理上也加倍灵活自由.由于Simulink可以很便利地创建和维护一个完整的模型，评估不合算法和结构并验证系统性能，另外Simulink还可以与MATLAB中的DSP东西箱、信号处理东西箱以及通讯东西箱等联合使用，进而实现软硬件的接口，从而成为实用的控制软件.在MATLAB命令窗口键入Simulink命令，或单击MATLAB东西栏中的Simulink图标，则可以打开Simulink模型库窗口.如图3-1所示.这一模型库包含以下各个子模型库:Sources(输入源)、Siuk(输出方法)、Discrete(离散时间模型)、Function & Tables(功效列表)、Math(数学办法)、Signals&System(信号或系统)、Linear(线性环节)、Nonlinear(非线性环节)、Connections(连接及接口)等.图3-1 simulink模型库在MATLAB命令窗口中键入powerlib命令，则打开电力系统模块库，如图3-2所示.还可以从Simulink模块浏览窗口直接启动.该模块库中有良多模块组，主要有电源元件（Electricial sources）、线路元件(Elements)、电力电子元件(Power Electronics)、电机元件(Machines)、连接器元件（Connectors）、电路丈量仪器（Measurements）、附加元件（Extras）、演示(Demos)、电力图形用户接口（Powergui）等，双击每一个图标都可以打开一个模块组.图3-2 电力系统模块库1) 电源模块电源元件库中包含7种电源元件，如图3-3所示，辨别是直流电压源（DC Voltage Soures）元件、交换电压源（AC Voltage Soures）元件、交换电流源（AC Current Soures）元件、受控电压源（Controlled Voltage Soures）元件、受控电流源（Controlled Current Soures）元件、三相电源（3-phase Soures）元件和三相可编程电压源（3-phase Programmable Voltage Soures）元件.图3-3 电源元件库2) 线路元件模块线路元件库中包含了各类线性网络电路元件和非线性网络电路元件.双击线路元件库图标，弹出线路元件库对话框，如图3-4所示，图中包含了4类线路元件，辨别是支路（Elements）元件、输配电线路（Lines）元件、断路器（Circult Breakers）元件和变压器（Transformers）元件.图3-4 线路元件库3 ) 电力电子元件库电力电子模块库包含理想开关（Ideal Switch）、二极管（Diode）、晶闸管（Thyristor）、可关断晶闸管（GTO）、功率场效应管（MOSFET）、绝缘门极晶体管（IGBT）等模块，此外还有2个附加的控制模块组和一个整流桥，如图3-5所示.图3-5 电力电子元件4 ) 电机元件库电机元件库包含同步电机（Synchronous Machines）、异步电机（Asynchronous Machines）、直流电机（DC Machines）、调节器（Prime Movers and Regulators）和电机输出丈量分派器（Machines Measurements）等.如图3-6所示.图3-6 电机元件库5) 连接器元件连接器模块库包含10个经常使用的连接器模块，如图3-7所示.图3-7 连接器元件6) 丈量元件丈量元件库包含电压表、电流表、万用表和各类附加的子模块等，如图3-8所示.图3-8 丈量元件库7）附加和演示模块附加模块包含了上述各元件库中的附加元件，演示模块主要提供一些演示实例.8）电力系统阐发元件电力系统阐发元件模型是用来阐发电路和电力系统的东西.MATLAB 软件提供的电力系统阐发元件是一种功效强大的电力系统阐发东西，如图3-9所示，使用电力系统阐发东西可以进行稳态和暂态的频域阐发，主要包含：图3-9 电力系统阐发元件①Powergui 模块可以显示系统稳定状态的电流和电压及电路所有的状态变量值；②为了执行仿真，Powergui 模块允许修改初始状态；③Powergui 可以执行负载潮流的计较，并且为了从稳态时开始仿真可以初始化包含三相电机在内的三相网络，三相电机的类型为简化的同步电机、同步电机或异步电机模块；④当电路中出现阻抗丈量模块时，Powergui也可以显示阻抗随频率变更的波形；⑤如果用户拥有控制东西箱，Powergui模块可以产生用户自己系统的空间模块，自动打开 LTI 相对于时域和频域的不雅测器接口；⑥Powergui 可以产生扩展名为 .rep 的结果陈述文件，这个文件包含丈量模块、电源、非线性模块等系统的稳定状态值.3.3 系统模型的成立系统模型如图3-10所示.图3-10 单机-无穷大系统3.4 基于simulink的模型成立simulink模型成立主要包含以下元件：简化发电机、电压-电流丈量元件、断路器、变压器、输电线路、负载、短路毛病产生器等，搭建仿真模型如图3-11所示.图3-11 单机-无穷大系统仿真图设计流程模块选择1）从电机元件库中选择简化的同步电机元件，复制后粘贴在电路图中，如图3-12所示.步调一：将简化的同步电机元件名称改成：简化发电机.步调二：双击简化的同步电机元件，在简化的同步电机（Simplified Synchronous Machine SI Unit）元件参数对话框中进行设置，如图所示.图3-12 简化同步电机模型及其参数对话框设置参数如下：连接类型（connection type）：[3-wire Y]电机额外参数（nominal power,L-Lvolt and freq）：[1000e6 315e3 50]机械参数（mechanical）：[56290 0 2]内部电阻（Internal impedance）：[1.9845, 263.15e-3]初始状态（Initial condition）：[0 0 0 0 0 0 0 0 ]步调三：设置施于简化的同步电机上的功率.该机械功率使用一个常数产生器来设置，如图3-13所示将常数产生器元件名称改成：机械功率.双击常数产生器元件，在参数对话框中将数值设为700e6，作为机械功率值.步调四：设置电压幅值电压幅值使用一个常数产生器来设置，如图3-13所示，将常数产生器的名称改成：电压幅值.将常数产生器数值改成156e3作为电压幅值.图3-13 常数产生器元件及参数对话框2）从丈量元件库中选择三相电压-电流丈量（3-phase V-I Measurements）元件，复制后粘贴在电路图中，如图3-14所示，将三。
Matlab与电力系统仿真的结合应用方法
Matlab与电力系统仿真的结合应用方法电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而仿真技术在电力系统的设计、运行和控制中扮演着重要的角色。
作为一种强大的科学计算工具，Matlab在电力系统仿真中的应用不断被探索和拓展。
本文将介绍Matlab与电力系统仿真的结合应用方法，并探讨其中的一些关键问题。
一、Matlab在电力系统仿真中的基础应用Matlab作为一种强大的数值计算工具，可以方便地进行电力系统仿真。
首先，Matlab具有丰富的数学函数和工具箱，可以对电力系统的各种电气特性进行建模和分析。
其次，Matlab支持矩阵运算，能够高效地处理电力系统中的复杂运算和求解过程。
最后，Matlab还提供了友好的界面和图形化工具，方便用户进行结果的可视化和分析。
在电力系统仿真中，Matlab可以用来模拟电力网络的节点和支路，构建潮流计算模型，进行稳态和动态分析。
例如，可以通过Matlab编写代码，求解节点电压、线路功率以及发电机输出功率等参数，分析电力系统的潮流分布和功率平衡情况。
此外，Matlab还可以用于频率响应和电压稳定性等方面的仿真研究。
二、Matlab在电力系统故障分析中的应用电力系统故障是电力系统运行中常见的问题之一，故障分析对于保障电力系统的安全和可靠运行至关重要。
Matlab提供了许多故障分析的工具和方法，可以方便地进行故障模拟和分析。
首先，可以使用Matlab编写故障计算程序，模拟电力系统中的各种故障情况，包括短路故障、开路故障等。
通过仿真分析，可以计算出故障时的电流、电压等参数，进一步分析故障对电力系统的影响。
其次，利用Matlab的数据处理和可视化工具，可以对故障分析结果进行后续处理和展示。
例如，可以通过绘制曲线图、柱状图等方式，展示故障电流的变化趋势和故障时刻的特征。
这有助于工程师和研究人员对故障分析结果进行更深入的研究和理解。
三、Matlab在电力系统优化中的应用电力系统的运行、规划和优化是一个复杂的工程问题，需要综合考虑各种因素，并做出合理的决策。
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。
基于MATLAB的电力系统仿真运行
1．MATLAB 软件介绍 MATLAB 语言是当今国际上科学 界 （尤 其 是 自 动 控 制 领 域 ）最 具
影响力、也是最有活力的软件。 它起源于矩阵运算，并已经发展成一种 高度集成的计算机语言。MATLAB 集科学计算、图像处理、声音处理于 一身，是一个高度的集成系统，有良好的用户界面，并有良好的帮助功 能。MATLAB 不仅流行于控制界，在机械工程、生物工程、语音处理、图 像处理、信号分析、计算机技术等各行各业中都有极广泛的应用。
3.2.2 1.2 秒时并网的冲击电流波形图
如 图 所 示 ：在 0.8 秒 并 网 时 ，从 电 压 波 形 图 可 以 看 出 发 电 机 电 压 相位与电网电压在 0.8 秒前有一个相位差，在 0.8 秒合闸时，发电机机 组迅速投入运行，其电压与电网电压波形一致，说明并网成功。
3.1.4 0.8 秒并网时冲击电流的波形图
2．电 力 系 统 运 行
电能不能大量存储。 电能生产与 国民经济各部门的关系密切。 过渡过 程十分短暂。 电是特殊的商品，电能 的生产，变换，输送，分配，使用过程 是一个瞬时的，快速的动态平衡的过 程。
电力系统的上述特点及电力工 业在国民经济中的地位及作用，对电 力系统提出下列基本要求：
2．1 保 证 供 电 的 可 靠 性 。 保 证 良 好的电能质量。 保证导流系统运行的 经济性。 最大限度的满足用户的用电需要。
2．2 在保证电力系统安全发电， 供电以及电能质量达到一定指标 的前提下，应当合理安排各类发电厂的负荷，力求降低能源消耗，发电 厂自身用电的消耗（厂用电率）以及电网的配电功率损耗，以获得最大 的经济利益。
总之，现代电力系统的规模和复杂程度正在显著增加，经济运行 和环境限制对电力系统的功率传输容量，质量等要求愈来愈高。 随着 以大机组，超高压电网为特点的大规模电力系统的迅速发展，进一步 改善系统运行的安全性，稳定性成为日趋重要和紧迫的研究课题。 在 这种情况下，为保证系统安全，稳定和经济运行，必须进行有效的控 制。
MATLAB与电力系统仿真
三、仿真实施
使用MATLAB进行电力系统仿真的步骤如下：
1、导入Simulink模块：打开MATLAB软件，导入Simulink模块，构建电力系 统的仿真模型。
2、建立模型：在Simulink环境中，根据前期准备的电力网络模型，建立相 应的仿真模型。
3、输入数据：将获取的电力系统数据作为输入引入到仿真模型中。
一、MATLAB与电力系统仿真概 述
MATLAB是一种广泛应用于工程和科学领域的计算软件，其内置的Simulink模 块可用于进行系统建模和仿真。电力系统仿真是指通过计算机模型模拟电力系统 的运行和性能，以便对系统进行优化设计和控制。MATLAB在电力系统仿真中的应 用已逐渐成为一种趋势，其优点在于可以快速、准确地对系统进行模拟和预测， 同时可以方便地修改和优化模型。
引言
电力系统潮流仿真是分析和优化电力系统运行的重要手段。通过对电力系统 潮流的仿真，可以有效地预测和规划电力系统的性能，提高电力系统的稳定性和 可靠性。MATLAB作为一种高效的数值计算和仿真软件，已在电力系统潮流仿真领 域得到了广泛应用。
相关技术综述
电力系统潮流仿真的相关技术包括网络拓扑分析、短路电流计算、电压稳定 分析等。网络拓扑分析是电力系统潮流仿真的基础，它通过对电力系统的拓扑结 构进行分析，为潮流计算提供基础数据。短路电流计算是电力系统潮流仿真的重 要组成部分，它用于计算系统在故障情况下的短路电流。电压稳定分析则是研究 电力系统电压稳定性的重要方法，通过对系统电压的监测和分析，可以有效地预 防电压崩溃的发生。
MATLAB与电力系统仿真
目录
01 一、MATLAB与电力系 统仿真概述
02 二、前期准备
03 三、仿真实施
04 四、结果分析
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《电力系统设计》报告
题目: 基于MATLAB的电力系统仿学院：电子信息与电气工程学院
班级: 13级电气 1 班
姓名:田震
学号: 20131090124 日期：2015年12月6日
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，电力系统在人们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着人们的日常生活。
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，从而有效的了解电力系统概况。
本文根据电力系统的特点，利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了无穷大电源的系统仿真模型，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MATLAB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
目录
一．前言 (4)
二．无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 (5)
1.总电路图的设计 (5)
2.各个元件的参数设定 (6)
2.1供电模块的参数设定 (6)
2.2变压器模块的参数设置 (6)
2.3输电线路模块的参数设置 (7)
2.4三相电压电流测量模块 (8)
2.5三相线路故障模块参数设置 (8)
2.6三相并联RLC负荷模块参数设置 (9)
3.仿真结果 (9)
一．前言：电力系统故障分析主要是研究电力系统中由于故障所引起的电磁
暂态过程，搞清楚暂态发生的原因、发展过程及后果，从而为防止电力系统故障、减小故障损失提供必要的理论知识。
电力系统可能发生的故障类别比较多，一般可分为简单故障和复合故障。
简单故障指的是电力系统正常运行时某一处发生短路或断相故障，而复合故障则是指两个或两个以上简单故障组合。
在这些故障中，三相短路故障是电力系统中危害最严重的故障。
本次通过对无穷大功率电源供电系统三相短路仿真，来简要的介绍下MATLAB在电力系统故障分析中的应用。
短路问题是电力技术方面的基本问题之一。
在发电厂、变电站以及整个电力系统的设计和运行工作中，都必须事先进行短路计算和仿真，以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。
为此，掌握短路发生以后的物理过程以及对短路过程的仿真计算方法是非常必要的。
二． 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 1.总电路图的设计
设线路参数为L=50Km ，Km x Ω=4.01，Km r Ω=17.01；变压器的额定容
量
A MV
n S 20=,短路电压
5.1000=s U ，短路损耗kW S P 135=∆,空载损耗
kW P 220=∆，空载电流8.000=O I ,变比11110=T k ,高低压绕组均为Y 形联
接；并设供电点电压为110kV 。
其对应的Simulink 仿真模型如下：
图1 无穷大功率电源供电系统的Simulink 仿真图
表1 仿真电路中各模块名称及提取路径
模块名
提取路径
无穷大功率电源10000MV/A ，110kV Source SimPowerSystems/Eletrical Sources 三相并联RLC 负荷模块5MW
SimPowerSystems/Elements 串联RLC 支路Three-PhaseSeries RLC Branch SimPowerSystems/Elements 双绕组变压器模块Three-PhaseTransformer SimPowerSystems/Elements 三相故障模块 Three-Phase Fault SimPowerSystems/Elements 三相电压电流测量模块 Three-Phase Fault SimPowerSystems/Measurements 示波器模块 Scope
Simulink/Sinks 电力系统图形用户截面 Powergui
SimPowerSystems
2.各个元件的参数设定 2.1供电模块的参数设定
图 2
供
图2 供电模块的参数设置
2.2变压器模块的参数设置
变压器T 采用标幺值，则在Simulink 的三相变压器模型中，一次、二次绕组漏感和电阻的标幺值以额定功率和一次、二次侧各自的额定线电压为基准值，励磁电阻和励磁电感以额定功率和一次侧额定线电压为基准值。
则一次侧的基准值为
Ω=Ω==
⋅605201102211S U N
N
base R
H =H ⨯⨯⨯=∏⨯=⋅927.15014.3220110222
11f
S U N N base
L
二次侧的基准值为
Ω=Ω==
⋅05.620112222S U N
N
base R
H =H ⨯⨯⨯=∏⨯=⋅01927.05014.32201122222f
S U N N
base
L
因此，一次绕组漏感和电阻的标幺值为
0033.0605
08.45.05.011=⨯=⨯⋅=
*R R base
T R
052.0927
.1202.05.05.011=⨯=⨯⋅=
*L R base
T L
同理，
0033.02=*R ，052.02=*L ,09.909=*m R ，3.106=*m L ,则变压
器模块的参数设置如下图3所示：
图3 采用标幺值时变压器模块的参数设置
2.3输电线路模块的参数设置
输电线路L 采用“Three-Phase Series RLC Branch ”模型。
根据给定的参数计算可得：
Ω=Ω⨯=⨯=5.85017.01l r L R Ω=Ω⨯=⨯=20504.01l X L X ，
H =H ⨯⨯=∏=064.050
14.3220
2f X L L
L 输电线路模块的参数设置如下图4所示：
图4 输电线路模块的参数设置
2.4三相电压电流测量模块
三相电压电流测量模块“Three-PhaseV-1 Measurement”将在变压器低压侧测量到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，其参数设置如下图5所示。
图5 三相电压电流测量模块
2.5三相线路故障模块参数设置
仿真时，故障点的故障类型等参数采用三相线路故障模块“Three-Phase Fault”来设置，如图6所示。
该模块参数区域中的主要选项说明如下：
1）Phase A Fault、Phase B Fault和Phase C Fault用来选择短路故障相。
2）Fault resistaances 用来设置短路点的电阻，此值不能为零。
3）Ground Fault 选项用来选择短路故障是否为短路接地故障。
4）Ground resistances 当故障类型是短路接地故障时显示该项，用来设置接地故障时的大地电阻。
5）External control of fault timing可以添加控制信号来控制该模块故障的启动和停止。
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。
6
图6 三相线路故障模块参数设置
2.6三相并联RLC负荷模块参数设置
图7 三相并联RLC负荷模块参数设置3.仿真结果
图中，黄色线电流数据，代表了“A”相闭合，“B、C”相断开；
蓝色线电流数据，代表了“B”相闭合，“A、C”相断开；
紫丝线电流数据，代表了“C”相闭合，“A、B”相断开。