MATLAB在电力系统仿真中的运用汇总
MATLAB-SIMULINK在电力系统工程仿真中的应用
MATLAB-SIMULINK在电力系统工程仿真中的应用MATLAB/SIMULINK在电力系统工程仿真中的应用随着电力系统的规模日益庞大和复杂性的增加，为确保电力系统的安全可靠运行，电力系统工程仿真成为了工程设计和运维过程中的重要环节。
MATLAB/SIMULINK作为一种强大的仿真工具，可以有效地模拟电力系统的各种电路、设备与系统，为电力系统工程提供精确的仿真分析与设计。
电力系统工程仿真是一种通过计算机模拟的方法，用以预测和分析电力系统的运行状况和特性。
在传统的电力系统工程中，工程师们常常使用基于经验公式和简化模型的手工计算方法进行设计和评估。
然而，由于电力系统的复杂性和不确定性，采用手工计算方法不仅效率低下，而且容易出现误差。
相比之下，MATLAB/SIMULINK具有更高的仿真精度和灵活性，能够更准确地模拟电力系统的各个方面。
首先，MATLAB/SIMULINK可以用来模拟电力系统的电路和设备。
在电力系统中，包括变压器、发电机、电动机等各种电器设备都是电路连接的要素。
MATLAB/SIMULINK提供了丰富的电路模型和元件库，可以很方便地构建各种电路模型。
例如，我们可以根据电路拓扑结构和参数数据构建一个发电机的模型，通过输入不同的工作条件和控制信号，可以模拟发电机在各种负载情况下的工作状态。
其次，MATLAB/SIMULINK还可以用来模拟电力系统的控制策略。
在电力系统中，各种控制策略被用来保持电力系统的稳定运行。
例如，电力系统中常用的电压控制和频率控制都是通过调节发电机和变压器的控制信号来实现的。
在MATLAB/SIMULINK中，我们可以根据电力系统的实际控制策略，构建相应的控制模型，通过输入系统的状态量和反馈信号，并根据设计的控制逻辑进行仿真分析。
这使得工程师们可以在设计阶段对控制策略进行优化，以提高电力系统的稳定性和鲁棒性。
此外，MATLAB/SIMULINK还可以用于电力系统的故障分析和可靠性评估。
第6章电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用汇总
第6章 电力系统稳态与暂态仿真
4) “LTI视窗”(Use LTI Viewer)按键
打开窗口，使用“控制系统工具箱”(Control System Toolbox)的LTI视窗。 5) “阻抗依频特性测量”(Impedance vs. Frequency Measurement)按键 打开窗口，如果模型文件中含阻抗测量模块，该窗口中 将显示阻抗依频特性图。 6) “FFT分析”(FFT Analysis)按键 打开FFT分析窗口。 7) “报表生成”(Generate Report)按键 打开窗口，产生稳态计算的报表。
相关信息。
第6章 电力系统稳态与暂态仿真
2. 分析工具
1) “稳态电压电流分析”(Steady-State Voltages and Currents)按键打开稳态电压电流分析窗口，显示模型文件的 稳态电压和电流。 2) “初始状态设置”(Initial States Setting)按键 打开初始状态设置窗口，显示初始状态，并允许对模 型的初始电压和电流进行更改。 3) “潮流计算和电机初始化”(Load Flow and Machine Initialization)按键 打开潮流计算和电机初始化窗口。
“频率”(Frequency)文本框中输入指定的频率，
进行相量法分析。若未选中该单选框，“频 率”文本框显示为灰色。
图6-2 Powergui模块主窗口
第6章 电力系统稳态与暂态仿真
2) “离散系统仿真”(Discretize electrical model)单选框
点击该单选框后，在“采样时间”(Sample time)文本框 中输入指定的采样时间(Ts>0)，按指定的步长对离散化系统 进行分析。若采样时间等于0，表示不对数据进行离散化处 理，采用连续算法分析系统。若未选中该单选框，“采样 时间”文本框显示为灰色。 3) “连续系统仿真”(Continuous)单选框 点击该单选框后，采用连续算法分析系统。 4) “显示分析信息”(Show message during analysis)复选 框 选中该复选框后，命令窗口中将显示系统仿真过程中的
MATLAB在电力系统仿真中的应用
MATLAB在电力系统仿真中的应用摘要：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，对其稳定运行和优化管理具有重要意义。
本文旨在探讨MATLAB在电力系统仿真中的应用，包括电力系统建模、稳态分析和暂态分析。
通过MATLAB提供的丰富工具和函数，研究人员可以有效地进行电力系统仿真，以评估系统性能、优化运行策略，并研究新技术的应用。
第一部分：电力系统建模电力系统建模是仿真工作的基础，它包括对发电机、变压器、输电线路等各个组件进行电气和机械特性的建模。
在MATLAB中，可以利用Simulink进行建模，通过连接不同的模块组成电力系统，实现各个节点之间的物理连接。
在建立模型时，需要考虑到系统的不确定性和复杂性，以准确地模拟实际情况。
此外，还可以利用MATLAB的Power System Toolbox进行系统参数的估计和校正，提高模型准确度。
第二部分：稳态分析稳态分析是对电力系统在稳定运行状态下进行评估和优化的过程。
在MATLAB中，可以利用Power System Toolbox提供的函数来计算节点电压、功率潮流和等效电路参数等。
通过对节点电压和功率潮流进行计算和分析，可以评估电力系统的稳定性和可靠性，并寻找优化策略，例如调整发电机容量、优化输电线路布局和控制变压器的调压。
第三部分：暂态分析暂态分析是对电力系统在瞬时状态下进行评估和优化的过程。
在MATLAB中，可以利用Simulink进行暂态仿真，模拟电力系统在短路、开关操作和故障等异常情况下的响应。
通过设定不同的故障模式和参数，可以评估电力系统的稳定性和保护装置的性能。
此外，还可以利用MATLAB的Simscape工具箱建立更精确的组件模型，以获得更准确的仿真结果。
结论：MATLAB在电力系统仿真中的应用广泛而有效。
通过利用MATLAB提供的工具和函数，可以对电力系统进行建模、稳态分析和暂态分析，以评估系统性能和优化运行策略。
此外，MATLAB还提供了友好的用户界面和丰富的可视化功能，帮助研究人员轻松地进行数据处理和结果分析。
MATLAB-8-Simulink在电力系统中的应用精选全文
电力系统仿真初探
➢ 三相可编程电压源
其幅值、相位、频率和谐波可以随时间变化。 其主要作用如下： (1) 三相可编程电压源可以对三相电源的幅值、 相位和电源基频分量进行时变性编程。 (2) 三相可编程电压源提供两个谐波分量，施 加于基频信号。 (3) 三相可编程电压源可以用来控制受控电压 源和受控电流源。
Measurements (测量)
None, Voltage
电力系统仿真初探
➢ 受控电流源
由激励信号源控制的受控电流源. 参数设置: Initialize (初始化选项) Source type (激励源类型:AC, DC） Initial amplitude (初始化振幅, A) Initial phase (初始化相位,度） Initial frequency (初始化频率,Hz)
None: 对交流电压源不进行相关量的测量. Voltage: 对交流电压源两个终端进行测ห้องสมุดไป่ตู้,
电力系统仿真初探
➢ 例如
u1
u2
V Rs
u1+u2 C
R
L
Multimeter
u1/u2
已知: u1=75sin(100t+20 /180); u2=30sin(120t+75 /180); Rs=100W; R=100 W; L=100mH; C=150mF. 选择测量u1,u2和u1+u2,并观察电压波形. 仿真时间为0.4秒;求解程序类型为变步长的ode45.
➢电力系统元件库
(1) 电源元件(Electrical Sources) (2) 线路元件(Elements) (3) 电力电子元件(Power Electronics) (4) 电机元件(Machines) (5) 连接器元件(Connectors) (6) 电路测量仪器(Measurements) (7) 附加元件(Extras) (8) 电力图形用户接口(powergui)
电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用_第7章汇总
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 图7-2 串联补偿装置结构
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 打开SimPowerSystems库demo子库中的模型文件power_ 3phseriescomp，可以直接得到图7-1的仿真系统如图7-3所示， 以文件名circuit_seriescomp另存，以便于修改。
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 图7-15 等效三相电源参数设置
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
从SimPowerSystems/Measurements子库中复制“阻抗测 量”模块到本模型文件中，将该模块连接到母线B2的a相和 b相线路上，得到a相和b相的阻抗之和。将阻抗测量模块参 数对话框中的“增益参数”(Multiplication factor)改为0.5， 即可得到一相阻抗。
Vprot 2.5 2In XC 2.5 2 2 42.24 298.7 kV
(7-4) 其中，In为线电流有效值，取值为2 kA。
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
为了保护MOV，在MOV上并联了由断路器模块等效的 放电间隙Gap，当MOV上承受的能量超过阈值时，间隙放电。 与放电间隙串联的RL支路是用来限制电容电流上升率的阻 尼电路。“能量和放电间隙触发”(Energy & Gap firing)子系 统完成对放电间隙Gap的控制，仿真系统模型如图7-6。该系 统对MOV中的能量进行积分计算，当能量值大于30 MJ时发 送合闸信号到断路器模块Gap中，断路器合闸，实现间隙放 电。
相角1 为 18.22°，母线 B1 的 a 相电流幅值 2Ia 为 1.56 kA，
matlab在电力系统线路故障仿真中的应用
一、概述1. 电力系统在现代社会中扮演着至关重要的角色，而线路故障是影响电力系统稳定性和可靠性的重要因素之一。
2. 仿真技术在电力系统线路故障研究中起着至关重要的作用，而matlab作为一种强大的数学工具，被广泛应用于电力系统仿真中。
二、matlab在电力系统仿真中的基本原理1. matlab作为一种数学建模与仿真工具，在电力系统仿真中可利用其强大的计算和可视化功能。
2. 电力系统仿真中的基本原理包括系统建模、参数设置、仿真算法选择等。
三、matlab在电力系统线路故障仿真中的具体应用1. matlab上线路故障模拟中的原理与方法1.1 研究线路故障对电力系统的影响需要进行故障模拟，而matlab可通过建立系统模型来模拟不同类型的线路故障。
1.2 matlab可通过编程实现故障过程中的系统参数变化、电压电流波形变化等仿真过程。
2. matlab上线路故障分析中的应用2.1 通过matlab进行线路故障仿真后，可利用其数据分析和可视化功能对故障过程进行分析，包括电压、电流、功率等参数的变化规律。
2.2 matlab可绘制出故障瞬态过程中的波形图、相量图等，为故障分析提供直观的数据支持。
3. matlab上线路故障处理与优化中的应用3.1 通过matlab仿真分析线路故障后，可对电力系统的保护装置和故障处理方案进行优化，提高系统的可靠性和稳定性。
3.2 matlab可通过仿真结果对系统的故障处理方案进行验证和优化，为现场操作提供科学依据。
四、matlab在电力系统线路故障仿真中的发展趋势1. 面向大规模电力系统的仿真1.1 matlab在电力系统仿真中的应用已经逐渐向着大规模和复杂系统发展，如超高压输电系统的仿真研究。
2. 面向多元化仿真需求2.1 随着电力系统技术的不断创新，matlab在电力系统线路故障仿真中的应用也将面临更多元化的仿真需求，如新能源系统的仿真研究。
五、结论1. matlab作为一种强大的数学工具，在电力系统线路故障仿真中发挥着重要作用。
Matlab模拟与仿真在电力系统中的应用
Matlab模拟与仿真在电力系统中的应用电力系统是现代社会的重要基础设施之一，它的稳定运行对于保障工业生产和生活维持起着至关重要的作用。
然而，电力系统的复杂性和不确定性给运行和维护带来了巨大挑战。
为了更好地理解和优化电力系统的运行，Matlab模拟与仿真成为了电力工程师们必备的工具之一。
首先，Matlab提供了丰富的数学和计算工具，可以准确地描述电力系统的各个组成部分。
例如，电力系统中的电源可以通过Matlab中的信号处理工具进行建模和分析。
通过Matlab的傅立叶变换和滤波函数，我们可以对电源频率和幅值进行准确的计算和预测。
另外，电力系统中的传输线路可以使用Matlab中的微分方程求解函数进行建模和仿真。
这些数学工具的应用使得我们能够更全面地了解电力系统中不同部件的相互作用和影响。
其次，Matlab提供了强大的仿真和优化功能，有助于电力系统的稳定性和可靠性分析。
通过建立电力系统运行的数学模型，并利用Matlab的仿真工具，我们可以模拟不同的运行情景，评估系统的稳定性和可靠性。
这些仿真结果可以帮助我们确定系统存在的问题，并提出相应的解决方案。
同时，Matlab还提供了优化工具箱，可以帮助我们对电力系统进行最优规划和调度。
通过分析各种参数和约束条件，我们可以得到最佳的系统操作策略，从而实现能源的高效利用和系统的经济性。
第三，Matlab还提供了强大的数据可视化和分析工具，帮助我们更加直观地理解电力系统的运行状况。
通过使用Matlab中的绘图函数和图表工具，我们可以将电力系统的运行数据以直观的图形形式呈现出来。
这不仅有助于发现数据中的模式和趋势，还可以帮助我们识别系统异常和故障。
此外，Matlab还支持对大量数据的快速处理和分析，可以帮助我们从复杂的数据中提取有用的信息和洞察力。
综上所述，Matlab模拟与仿真在电力系统中具有广泛的应用和重要的作用。
它为电力工程师们提供了强大的数学和计算工具，帮助他们准确描述电力系统的各个组成部分。
Matlab技术在电力系统仿真中的应用指南
Matlab技术在电力系统仿真中的应用指南I. 引言电力系统仿真是电力领域中重要的研究工具之一。
它能够帮助电力工程师、研究人员和决策者分析电力系统的运行情况，评估系统的稳定性和可靠性，并进行优化和规划。
在电力系统仿真中，Matlab技术被广泛应用，本文将探讨Matlab在电力系统仿真中的具体应用指南。
II. 电力系统建模与仿真在电力系统的仿真过程中，建模是关键。
Matlab提供了一系列强大的工具和函数，用于电力系统的建模和仿真。
电力系统通常可以分为三个主要的子系统：发电系统、输电系统和配电系统。
每个子系统都有其特定的建模需求。
1. 发电系统建模发电系统的建模包括发电机、励磁系统和稳定器的建模。
Matlab提供了多种建模方法，如传递函数模型、状态空间模型和非线性模型。
用户可以根据实际情况选择合适的建模方法，并使用Matlab的仿真工具进行系统稳定性和响应性能的评估。
2. 输电系统建模输电系统建模是电力系统仿真中的一个关键环节。
Matlab提供了强大的电力网络建模工具，可以用来建立输电线路、变压器和各种网络拓扑结构。
用户可以通过Matlab的图形用户界面或脚本语言来创建并配置电力网络模型，然后进行仿真分析。
3. 配电系统建模配电系统建模是电力系统仿真的最后一个环节。
Matlab提供了用于建立配电系统的工具和函数。
用户可以使用Matlab的电力系统模块来创建配电网络模型，并进行负载流、短路分析、电能质量评估等仿真计算。
这些模型和仿真分析结果可以帮助用户评估配电系统的可靠性和效益。
III. 电力系统模拟与分析在电力系统仿真中，模拟和分析是非常重要的步骤。
Matlab提供了各种仿真和分析工具，用户可以利用这些工具来模拟电力系统的运行情况，并评估系统的性能。
1. 稳定性分析电力系统的稳定性是电力系统仿真中的一个关键指标。
Matlab提供了用于稳定性分析的工具，可以帮助用户评估电力系统的电压稳定性和频率稳定性。
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收稿日期:2006-08-25
作者简介:曾江华, 女, 长江水利委员会设计院机电处, 工程师, 硕士。
文章编号:1001-4179(2006 11-0041-02
MAT LAB 在电力系统仿真中的运用
曾江华陈晓明金伟江万里李远青
(长江水利委员会设计院, 湖北武汉
摘要:MAT LAB 是将计算、可视化、真中运用很广泛。
, 由于电力系统是个复杂的系统, , 也不直观。
M AT LAB 的M LAB 的POWERSY STE M BLOCK 对避雷器在有电抗器补, 。
关键; ; 仿真; 运用T 文献标识码:A
1概述
M AT LAB 是由美国Mathw orks 公司开发的大型软件, 它是以
矩阵运算为基础, 把计算、可视化、程序设计融合在一个交互的工作环境中, 在此环境中可以实现工程计算、算法研究、建模和仿真、应用程序开发等。
在M AT LAB 中包括了两大部分, 数学计算和工程仿真, 其中在工程仿真方面,M AT LAB 提供的软件支持涉及到各个工程领域, 并且在不断完善。
M AT LAB 所具有的程序设计灵活, 直观, 图形功能强大的优点使其已经发展成为多学科, 多平台的强大的大型软件。
M AT LAB 提供的S imulink 工具箱是一个在M AT LAB 环境下用于对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包, 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, 更加直观、灵活。
S imulink 的作用是在程序块间的互联基础上建立
起一个系统。
每个程序块由输入向量, 输出向量以及表示状态变量的向量等3个要素组成。
在计算前, 需要初始化并赋初值, 程序块按照需要更新的次序分类, 然后用ODE 计算程序通过数值积分来模拟系统。
M AT LAN 含有大量的ODE 计算程序, 有固定步长的, 有可变步长的, 为求解复杂的系统提供了方便。
M AT LAB 在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块(P ower System Blockset 来完成, P ower System Block 是由TE QSI M 公司和魁北克水电站开发的。
PS B 是在S imulink 环境下
使用的模块, 采用变步长积分法, 可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真, 并精确地检测出断点和开关发生时刻,
PS B 程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的S imulink 程
序块, 通过PS B 可以迅速建立模型, 并立即仿真。
PS B 程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与S imulink 程序之间连
接作用。
2电力系统元件库
电力系统元件库包括了电路、电力电子、电机和电力系统等
常用的基本元件和系统的仿真模型。
其包含以下库元件:
(1 电源元件。
包括了交流电压源和电流源、直流电压源、可控电源及三相电源等产生电信号的元件。
(2 线路元件。
包括各种线性网络电路元件和非线性网络电路元件。
(3 电力电子元件。
包括如二级管、晶闸管等各种电力电子元件。
(4 电机元件。
包括各种电机模型元件。
(5 连接器元件。
包含有在各种不同情况下用于相互连接的元件。
(6 电路测量元件。
包括电压表、电流表、阻抗表和万用表等测量元件。
(7 附加元件。
包括三相电路、功率表, 直流电机等元件。
(8 电力图形用户接口。
用于电力系统稳态分析。
(9 电力系统元件库模型。
包含了电力系统各种非线性模块的仿真模型。
3系统仿真
下面就用M AT LBA 来对避雷器在有电抗器补偿的系统中的应用进行仿真,PS B 中的氧化锌避雷器的模型实际上是过电压保护的非线性电阻器, 其阀片的非线性伏安特性是用U ΠU ref =
(k i (I ΠI ref 1Πα
i 表示, 其中U ref , I ref 代表参考电压和电流, k i 与αi
为各个区域的系数(i =1为小电流区域, i =2为非线性区, i
=3为饱和区 , 避雷器的伏安特性则表示为U =cI α
, c 为阀片电阻的材料系数, α为阀片的非线性系数。
参考电压是当避雷
第37卷第11期人民长江
V ol. 37,N o. 11
2006年11月
Y angtze River N ov. , 2006
器通过参考电流时避雷器上的电压, 当避雷器上电压大于参考
电压时, 电流将随电压的升高而迅速增大。
被仿真的系统为以735kV 系统通过200km 输电线路向负荷供电, 在线路的中点设有串连电容补偿, 在负荷侧并联有电抗器补偿, 串联的电容器和并联电抗器均采用氧化锌避雷器保护, 为了简化系统, 仿真仅采用单相, 所有的参数均为正序参数。
模型见图1。
图1系统模型
3. 1MAT LAB 的模型建立
(1 电源。
系统的线电压为735kV , H z 。
(2 电源的等值阻抗, 5。
(3 线路。
Π, 0. 011ΩΠkm , 电
感为0. 8674mH Πkm , 13. 41Πkm , 两段线路分别长100km 。
(4 串联电容器。
电容为101. 4μF 。
(5 并联电抗器。
每相容量为110M VA 。
(6 负荷。
负荷容量为2000MW 。
(7 保护电容器的避雷器。
保护电压185kV , 柱数为30柱, 每柱的参考电流为500A , 伏安特性为第一段k 1=0. 955, α1=
50, k 2=1, α2=25, k 3=0. 9915, α3=16. 5。
(8 保护电抗器的避雷器。
保护电压1081kV , 柱数为2柱, 每柱的参考电流为500A , 伏安特性为第一段k 1=0. 955, α1=50, k 2=1, α2=25, k 3=0. 9915, α3=16. 5。
(9 断路器。
断路器1初始是闭合的, 在0. 1s 时断开, 断
路器2初始是断开的, 在0. 03s 断路器闭合模拟负荷侧三相短路。
(10 测量表。
表1用于测量电容器的电压和保护电容器的避雷器的电流, 表2用于测量电抗器的电压和保护电抗器的避雷器的电流。
3. 2仿真结果
t =0时, 系统正常运行, t =0. 03s 时, 负荷侧发生三相短
路故障, 此时, 线路的短路电流急剧增加(见图2 , 同时电容器两侧的电压也增加, 当电容器两端的电压超过185kV 时, 避雷
器动作, 限制了电容器上的过电压(见图3 。
同时在电抗器上的电压降低为0。
当断路器1跳闸, 故障切除后, 电流为0, 此时在并联电抗器上会产生过电压, 当期峰值超过1081kV 时, 保护电抗器的避雷器动作, 因此会产生脉冲电流(见图4。
图2
线路短路电流变化
图3电容器两侧电压以及避雷器1
的电流
图4避雷器2的电压和电流
4结论
从以上的例子可以看出,M AT LAB 的电力系统工具箱可以很方便迅速地建立电力系统的各种模型, 并且可以利用这些模
型建立复杂的系统仿真模型, 其强大的计算能力和编程能力以及可视能力, 为提高仿真计算的效率和灵活性, 分析和仿真电力系统提供了一个强有力的手段。
(编辑:赵树湘
・简讯・
长江委设计院钮新强院长入选“新世纪百千万人才工程”
近日, 人事部等7部委联合发文, 正式公布了2006年“新世纪百千万人才工程”国家级人选, 长江水利委员会设计院院长、教授级高级工程师钮新强名列其中。
“新世纪百千万人才工程”由人事部、科技部、教育部、财政部、国家发改委、国家自然科学基金会和国家科技协会等7部委于2002年启动, 旨在继续做好年轻一代学术和技术带头人培养
工作, 拓宽选拔领域, 进一步加强高层次专业技术人才队伍建设, 促进优秀中青年学术技术带头人的成长。
根据有关规定, 在各地、各部门推荐上报人选的基础上, 经专家评审, 并报领导小组批准最终确定入选人员。
(长江
24人民长江2006年。