电力系统的matlab simulink仿真及应用第7章
第7章 Simulink的基础应用
第2节 Simulink的操作方法
2.1 Simulink的运行操作
1、运行Simulink的方法 在MATLAB的命令窗口直接键入“simulink”; 利用MATLAB工具条上的Simulink快捷键图标； 在MATLAB菜单中，选择“File-New-Model” 2、打开已存在的模型文件 在MATLAB主窗口中直接键入文件名（不加扩展 名）； 在MATLAB菜单中，选择“File-Open-Model” 利用MATLAB工具条上的“打开”图标。
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第3节 仿真模型的搭建方法与步骤
3.1 构建SIMULINK仿真系统模型 1．打开一个SIMULINK仿真模型窗口。
2.构建一个SIMULINK仿真模型。
3.运行SIMULINK仿真模型 构建好一个系统的模型之后，接下来的事情就是运 行模型，得出仿真结果。运行一个仿真的完整过程 分成三个步骤：设置仿真参数，启动仿真和仿真结
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3.3 启动仿真启动仿真
设置仿真参数和选择解法器后，可以启动仿真运行。 选择菜单下start选项来启动仿真，如果模型中有些 参数没有定义，则会出现错误信息提示框。否则开始 仿真运行，结束时系统会发出一鸣叫声。
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【例7-1】观察信号发生器输出波形 具体操作步骤如下： （1）进入SIMULINK，打开一个空白的模型窗口。 （2）打开SIMULINK的Sources模块库，选择Signal Generator（信号发生器）。 （3）打开SIMULINK的Sinks模块库，选择Scope（示波器） 。 （4）连接Signal Generator（信号发生器）模块和Scope（示 波器）模块。
7
5、改变模块大小 用鼠标拖曳模块四周的黑点。 6、模块重新命名 用鼠标单击模块名称即可。 7、改变模块及窗口颜色 使用Format菜单的Foreground Color指令或者 Screen Color 指令。 8、设定模块参数 利用鼠标左键双击模块图标。 9、设定模块属性 选中模块→右键点击Block Properties。 10、设定模块输入、输出信号 模块处理的信号包括标量信号和向量信号。
matlab_simulink电力系统建模与仿真大纲
matlab_simulink电力系统建模与仿真大纲标题：MATLAB Simulink电力系统建模与仿真大纲正文：一、引言电力系统的建模与仿真是电气工程中的重要内容之一。
通过使用MATLAB Simulink工具，可以方便快捷地进行电力系统的建模与仿真，以评估系统性能、优化控制策略等。
本文将介绍电力系统建模与仿真的大纲，以帮助读者了解该领域的基本知识和相关技术。
二、电力系统建模1.电力系统概述：介绍电力系统的基本概念和组成部分，包括发电机、变压器、传输线路和负荷等。
2.电力系统参数：讲解电力系统中常用的参数，如电压、电流、功率等，并介绍如何进行测量和计算。
3.母线和节点建模：介绍母线和节点的概念，并详细说明如何进行建模和连接。
4.发电机建模：介绍发电机的建模方法，包括动态模型和静态模型。
5.变压器建模：讲解变压器的建模方法，包括理想变压器模型和实际变压器模型。
6.传输线路建模：介绍传输线路的建模方法，包括电气距离模型和传输线模型。
7.负荷建模：讲解负荷的建模方法，包括恒阻抗负荷模型和恒功率负荷模型。
三、电力系统仿真1.仿真模型的构建：介绍如何在MATLAB Simulink中构建电力系统仿真模型，包括模块的选择和参数的配置。
2.仿真参数的设置：讲解仿真参数的设置，包括仿真时间、步长等。
3.仿真结果的分析：说明如何对仿真结果进行分析，包括波形显示、频谱分析等。
4.仿真案例：通过几个典型的电力系统案例，演示如何进行建模和仿真，以及如何分析仿真结果。
四、总结本文简要介绍了MATLAB Simulink电力系统建模与仿真的大纲。
通过学习和实践，读者可以掌握电力系统建模与仿真的基本方法和技巧，并应用于实际工程中。
希望本文能为读者提供有益的指导，进一步探索和研究电力系统领域。
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。
学习使用MATLABSimulink进行系统仿真
学习使用MATLABSimulink进行系统仿真【第一章：引言】在如今数字化时代，仿真已成为系统设计与优化的重要工具。
系统仿真能够帮助工程师在产品开发的早期阶段快速验证设计，预测产品性能，并提供有关系统行为的深入洞察。
由于其易用性和广泛应用领域，MATLABSimulink成为了工程界最受欢迎的仿真工具之一。
本文将介绍如何学习使用MATLABSimulink进行系统仿真，并强调其专业性。
【第二章：MATLABSimulink概览】MATLABSimulink是一个具有图形化界面的仿真环境，可用于建模、仿真和分析各种复杂动态系统。
它使用块状图形表示系统的组成部分，并通过连接输入和输出端口模拟系统的行为。
用户可以通过简单拖拽和连接块状元件来构建仿真模型，并通过调整参数和设置仿真参数来进行模拟分析。
【第三章：基本建模技巧】在使用MATLABSimulink进行系统仿真之前，掌握基本的建模技巧至关重要。
首先，需要熟悉各种块状元件的功能和用途，例如传感器、执行器、逻辑运算器等。
其次，理解信号流和数据流的概念，以及如何在模型中正确地引导信号传递和数据流动。
最后，学习使用条件语句、循环语句等控制结构来实现特定的仿真逻辑。
【第四章：系统模型的构建】在使用MATLABSimulink进行系统仿真时，首先需要根据实际系统的需求和特点进行系统模型的构建。
这包括确定系统的输入和输出，以及分析系统的功能和性能要求。
然后，使用块状元件将系统的各个组成部分建模，并建立各个组件之间的联系和依赖关系。
在构建模型的过程中，要注意选择恰当的块状元件和参数设置，以确保模型的合理性和可靠性。
【第五章：仿真参数设置与分析】为了获得准确且可靠的仿真结果，需要合理设置仿真参数。
常见的仿真参数包括仿真时间、步长和求解器类型等。
仿真时间应根据系统的实际运行时间确定，步长要足够小以保证仿真的精度，而求解器类型则根据系统的特点选择。
完成仿真后，还需要对仿真结果进行分析，以评估系统的性能和进行优化调整。
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。
第7章SIMULINK仿真操作
Direct Lookup Table (n-D) x
2-D T(u)
Lookup Table (n-D)
xdat y ydat Lookup Table Dynamic
图7-16 查表模块库（Lookup Tables）及其功能说明
（6）User-Defined Functions模块库
u
fcn
In1 Out1 In1 Out1 In1 Out1 In1 Out1
Atomic Subsystem
CodeReuseSubsystem
Enabled and Triggered Subsystem
Enabled Subsystem
if (u1 > 0) Action Out1
f unction() In1
up u lo
Set bit 0 Bit Set U <= 0 & NOT U/z <= 0
Bitwise AND <= 3 0xD9 Bitwise Combinatorial Compare Logic To Constant Operator U > U/z Detect Increase U >= 0 & NOT U/z >= 0 Detect Rise Nonnegative Vy = Vu * 2^-8 Qy = Qu >> 8 Ey = Eu Shift Arithmetic
Bus Bus := signal1 Bus Assignment
Sim Out RTW
A Data Store Memory
A Data Store Read
A Data Store Write
[A] From
(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。
机电系统动态仿真matlabPPT电子教案课件-第七章-SIMULINK仿真
功能
积分 微分 状态方程 传递函数 零极点 传输延时 可变传输延时
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Simulink的基本模块
SIMULINK仿真 4.离散系统模块库
模块
Unit Delay Discrete-Time I Discrete Transf F
功能
单位延时采样保持 离散时间积分 离散传递函数
Discrete Filter Discrete Zero-Pole Discrete State-Space Zero-order Hold First-order Hold
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仿真模型的参数设置
SIMULINK仿真
7.4.3 启动系统仿真与仿真结果分析 设置完仿真参数之后，从Simulation中选择Start菜 单项或单击模型编辑窗口中的Start Simulation命令 按钮，便可启动对当前模型的仿真。
为了观察仿真结果的变化轨迹可以采用3种方法： (1) 把输出结果送给Scope模块或者XY Graph模块。 (2) 把仿真结果送到输出端口并作为返回变量，然后使
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仿真模型的参数设置
SIMULINK仿真 1．模块的参数设置
35
仿真模型的参数设置
SIMULINK仿真 2．模块的属性设置 ✓ 模块上按鼠标右键并在弹出的快捷菜单中选择Block properties ✓ 在模型编辑窗口的Edit菜单下选择Block properties命令，将打开模块属性对话框。
5
认识Simulink
SIMULINK仿真 7.1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
在MATLAB窗口的工具栏中单击 在命令窗口中输入命令：
>>simulink
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第7章 高压电力系统的电力装置仿真
双击图7-3中的“串联电容补偿”(Series Comp.1)子系统，
打开子系统如图7-4所示。图7-4由三个完全相同的子系统构
成，一个子系统代表一相线路。打开“串联电容补偿a相”
(Series Comp.1/Phase A)子系统，如图7-5所示。
图7-5中的电容器Cs的容抗值为输电线路感抗的40%，
7.1 输电线路串联电容补偿装置仿真
串联电容补偿就是在线路上串联电容器以补偿线路的电 抗。采用串联电容补偿是提高交流输电线路输送能力、控制 并行线路之间的功率分配和增强电力系统暂态稳定性的一种 十分经济的方法。但是，超高压输电线路加装串联补偿后会 引发潜供电流、断路器暂态恢复电压(TRV)及次同步谐振 (SSR)等一系列系统问题，而且在故障和重合闸动作时可能 会在系统中引起很大的过电压。本节主要讨论串联电容器的 建模和次同步振荡等有关现象。
Cs
1 2 π 60 X C
62.8 106
F
(7-3)
图7-4 “串联电容补偿”子系统
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 图7-5 “串联电容补偿a相”子系统
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
图7-5中的MOV元件由SimPowerSystems/Elements中的 “避雷器”(Surge Arrester)模块等效。MOV用于防止电容器 过电压。当电容电压超过额定电压2.5倍后，MOV将电压钳 位到最大允许电压Vprot：
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。
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
单击“更新潮流”(Update Load flow)按键，更新后的电 机线电压相量、线电流相量、电磁功率、无功功率、机械功 率、机械转矩和励磁电压显示在图7-7的左侧子窗口中。
退出Powergui模块，打开电机参数对话框，可以观测到 “电机的初始状态”(machine initial conditions)已经被系统 自动更新了，同时，和电机输入端口Pm、E相连的机械功率 和励磁电压被更新为Pmec=1515.9 MW(0.72184 p.u.)、 E = 1.0075 p.u.。
打开图7-3中300 MVA、735/230/25 kV的三相三绕组变 压器模块的参数对话框，注意电流—磁通饱和特性用标幺值 表示为
[0，0 ；0.0012，1.2；1，1.45] 关于饱和变压器的参数设置，可以参考4.2节相关内容。
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 图7-6 仿真系统模型
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 7.1.1 系统描述
图7-1中，6台350 MVA的发电机通过一条单回路600 km 的输电线路与短路容量为30000 MVA的系统相连。输电线路 电压等级为735 kV，由两段300 km的线路串联组成，工频为 60 Hz。
图7-1 系统单相电路图
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
具体计算如下。
首先打开分布参数线路参数对话框，求出300 km输电
线路正序感抗XL为 X L 2 π 60 0.9337 103 300 105.6
需补偿的容抗值XC为0.4XL，即
XC 0.7章 高压电力系统的电力装置仿真
所以补偿电容的电容值Cs为
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
7.1 输电线路串联电容补偿装置仿真 7.2 基于晶闸管的静止无功补偿装置仿真 7.3 基于GTO的静止同步补偿装置仿真 7.4 基于晶闸管的HVDC系统仿真 7.5 基于VSC的HVDC系统仿真
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
为了提高线路输送能力，对两段300 km的线路L1和L2 进行串联补偿，补偿度为40%，两段线路上均装设330 Mvar 的并联电抗器，用于限制高压线路的工频过电压和操作过电 压。补偿设备接到母线B2的线路侧，B2通过一个300 MVA、 735kV/230kV/25 kV的变压器向230 kV侧的250 MW负荷供 电，变压器接线方式为Y0-Y0-D。
图7-3 仿真系统模型
第7章 高压电力系统的电力装置仿真
图7-3中，发电机选用简化的同步电机模块，两个变压 器是通用的双绕组和三绕组变压器模块，其中和母线B2相 连的三相三绕组变压器为饱和变压器。母线B1、B2和B3为 三相电压电流测量模块，通过设置黑色背景可以使这些模块 具有母线的形式。三相电压电流测量模块输出的三相相电压 和线电流用标幺值表示。故障发生在线路1的串联电容补偿 装置左侧，在第1个周期末发生a相接地故障，线路1两侧的 断路器CB1、CB2在第5个周期后三相断开以切除故障线路， 第6个周期后a相接地故障消失。
串联电容补偿装置由串联电容器组、金属氧化物变阻器 (MOV)、放电间隙和阻尼阻抗组成，如图7-2所示。
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。
7.1.2 初始状态设置和稳态分析 在进行暂态分析之前，首先要设置模型的初始状态。 点击Powergui模块的“潮流计算和电机初始化”按键，
打开窗口如图7-7所示。设置节点类型为PV节点，电机输出 的有功功率为15 MW，初始电压为13.8 kV，即1 p.u.。
第7章 高压电力系统的电力装置仿真 图7-7 初始状态设置