MATLAB-8-Simulink在电力系统中的应用

MATLAB电力系统仿真内容电力系统仿真初探电力系统时域分析电力系统频域分析电力系统仿真初探重点:元件库及应用电力系统仿真工具箱—电力系统元件库启动和退出电力系统元件库启动:(1)在命令窗口键入powerlib,并执行(2)利用开始(Start)导航区启动(3)利于工具栏中Simulink按钮退出:电力系统元件库(1)电源元件(ElectricalSources)(2)线路元件(Elements)(3)电力电子元件(PowerElectronics)(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)电力系统仿真初探电源元件(1)直流电压源(DCVoltageSource)(2)交流电压源(ACVoltageSource)(3)交流电流源(ACCurrentSource)(4)受控电压源(ControlledVoltageSource)(5)受控电流源(ControlledCurrentSource)(6)三相电源(3-PhaseSource)(7)三相可编程电压源(3-PhaseProgrammableSource)电力系统仿真初探直流电压源为一理想直流电压源.参数设置:Amplitude(幅值:V)Measurements(测量)None:对直流电压源不进行相关量的测量.Voltage:对直流电压源两个终端进行测量,方法是将万用表(Multimeter)元件加载到相关电路模型中,将其参数对话框中显示的可测量有选择地移到被测量框中.电力系统仿真初探例如:对上面电路的暂态过程进行仿真研究.开关在0.003s闭合.测量电源电压波形,电阻支路的电压、电流波形和电容电压波形.电力系统仿真初探110V5W150mF0.003sMultimeterScopeVcV交流电压源为一理想正弦交流电压源.参数设置:Peakamplitude(峰值振幅:V)Phase(初始相位：度）Frequency(频率：Hz)Sampletime(采样时间,默认为0,表一连续源）Measurements(测量)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量,电力系统仿真初探例如已知:u1=75sin(100t+20/180);u2=30sin(120t+75/180);Rs=100W;R=100W;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.电力系统仿真初探Vu1u2RRsLCu1+u2Multimeteru1/u2交流电流源为一理想正弦交流电流源.参数设置:Peakamplitude(峰值振幅:V)Phase(初始相位：度）Frequency(频率：Hz)Sampletime(采样时间,默认为0,表一连续源）Measurements(测量)None:对交流电流源不进行相关量的测量.Current:对交流电流源两个终端进行测量,电力系统仿真初探受控电压源由激励信号源控制的受控电压源.参数设置:Initialize(初始化选项)Sourcetype(激励源类型:AC,DC）Initialamplitude(初始化振幅,V)Initialphase(初始化相位,度）Initialfrequency(初始化频率,Hz)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)Sourcetype(激励源类型:AC,DC）Initialamplitude(初始化振幅,A)Initialphase(初始化相位,度）Initialfrequency(初始化频率,Hz)Measurements(测量)None,Voltage电力系统仿真初探例如SW1:50sin(100t+/36);SW2:20sin(20t+/18)+2;Rs=25W;Cs=0.2F乘法器选项:Element-Wise(*),表示元素相乘仿真参数:仿真时间1s示波器:时间范围选项:0.25s电力系统仿真初探SW1SW2iZsSignal三相电源带有串联RL支路的三相电源.参数设置:Phase-to-phasermsvoltage(相间电压,V)PhaseangleofphaseA(A相相角,度）Frequency(频率,Hz)Internalconnection(内部连接方式:Y,Yn,Yg）Specifyimpedanceusingshort-circuitlevel(短路阻抗值,W)Sourceresistance(三相电源电阻,W)Sourceinductance(三相电源电感,H)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。电力系统仿真初探三相可编程电压源参数设置：(1)Positive-sequence[Amplitude(VrmsPh-Ph)Phase(deg)Freq.(Hz)]正序分量(2)Timevariationof:时变性选项（None,Amplitude,Phase,Frequency)(3)Typeofvariation:变量类型（Step,Ramp,Modulation,Tableoftime-amplitudepairs)(4)Fundamentaland/orHarmonicgeneration:基频和谐波信号发生器(A,B,Timing)电力系统仿真初探线路元件(1)Elements支路元件(2)Lines输配电线路元件(3)CircuitBreakers断路器元件(4)Transformers变压器元件电力系统仿真初探——线路元件支路元件(1)串联RLC支路元件(2)并联RLC支路元件(3)三相串联RLC支路元件(4)三相并联RLC支路元件(5)串联RLC负载元件(6)并联RLC负载元件(7)互感元件(8)三相互感元件(9)三相动力载荷元件(10)电涌放电器元件电力系统仿真初探——线路元件输配电线路元件(1)集中参数输电线元件(2)三相集中参数输电线元件(3)分布参数输电线元件电力系统仿真初探——线路元件断路器元件(1)一般断路器元件(2)三相断路器元件(3)三相故障器元件变压器元件(1)线性变压器元件(2)饱和变压器元件(3)三相变压器（双绕组）元件(4)三相变压器（三绕组）元件(5)移相变压器元件(6)12端子的三相变压器元件电力系统仿真初探——线路元件串联RLC支路元件可以单独设计电阻、电感或者电容，也可以设计电阻、电感和电容的串联组合支路。参数设置Resistance(电阻,W,取0支路无电阻）Inductance(电感,H,取0支路无电感)Capacitance(电容,F,取inf支路无电容)Measurements(测量选项,None,Branchvoltage,Branchcurrent,Branchvoltageandcurrent）电力系统仿真初探——线路元件并联RLC支路元件可以单独设计电阻、电感或者电容，也可以设计电阻、电感和电容的并联组合支路。参数设置Resistance(电阻,W,取inf支路无电阻）Inductance(电感,H,取inf支路无电感)Capacitance(电容,F,取0支路无电容)Measurements(测量选项,None,Branchvoltage,Branchcurrent,Branchvoltageandcurrent）电力系统仿真初探——线路元件三相串联RLC支路元件可以对各相单独设计电阻、电感或者电容，也可以设计电阻、电感和电容的串联组合支路。参数设置Resistance(各相电阻,W,取0，支路无电阻)Inductance(各相电感,H,取0,支路无电感)Capacitance(电容,F,取inf,支路无电容)电力系统仿真初探——线路元件三相并联RLC支路元件可以对各相单独设计电阻、电感或者电容，也可以设计电阻、电感和电容的并联组合支路。参数设置Resistance(各相电阻,W,取inf,支路无电阻)Inductance(各相电感,H,取inf,支路无电感)Capacitance(电容,F,取0,支路无电容)电力系统仿真初探——线路元件断路器元件具有内电阻的断路器。参数设置Breakerresistance(断路器电阻,不能设为零)Initialstate(初始状态,0-断开,1-闭合)Snubberresistance(缓冲电阻)Snubbercapacitance(缓冲电容)Switchingtimes(切换时间)Sampletimeoftheinternaltimer(内部计时器的采样时间)电力系统仿真初探——线路元件