当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

MATLAB_SIMULINK在电力系统仿真中的应用

第 21 卷第 2 期 2004 年 5 月

新疆大学学报 ( 自然科学版) Jou rna l of X in jiang U n iversity (N a tu ra l Science Ed ition )

V o l 21, N o. 2 . M ay, 2004

M ATLAB S I UL INK 在电力系统仿真中的应用 M
樊艳芳, 蔺 红
( 新疆大学 电气工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830008)

摘 要: 介绍了 M a tlab Si u link 仿真工具在电力系统仿真中的应用方法. m 关键词: M a tlab Si u link; 电力系统; 仿真 m 中图分类号: T P391. 9 文献标识码: A 文章编号: 100022839 ( 2004) 0220205203 作者简介: 樊艳芳 ( 19712) , 女, 讲师, 硕士.

Appl ica tion of M ATLAB S I UL INK in Power System S i ula tion M m
(C olleg e of E lectrica l E ng ineering , X inj iang U n iversity , U rum qi, X inj iang 830008, C h ina )

Abstract: T h is p ap er p resen ts the m ethod s of pow er system si u la tion u sing M a tlab Si u link. m m Key words: M a tlab Si u link; pow er system ; si u la tion m m

0 引 言

Sim u link 与传统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比, 具有更直观, 方便, 灵活的优点. Si u link 提供了 8 个子模型库: Con t inuou s ( 持续环节) , iscrete ( 离散系统) , m D Funct ion & T ab les ( 函数及

图表) , a th ( 数学计算) , on linea r ( 非线形环节) , M N Signa ls & Sy stem ( 信号及系统) , Sink ( 输出方式) , Sou rce ( 输入源). 在以上每个子模型库中还包含有相应的功能模块, 如 Sou rce 子模块中包含有 SineW ave
( 正弦波) , lse Genera to r ( 脉冲信号 ) , Pu Step ( 阶跃信号 ) 等, Sink 子模块中包含有 scop e ( 示波器 ) , To X . W o rk sp ace ( 传送到工作空间) , Y G rap h (X - Y 图表) 等

a t lab 以矩阵运算为基础, 把计算可视化程序设计融合到了一个交互的工作环境中, 可实现工程计 M 算, 算法研究, 建模和仿真, 数据分析及可视化, 科学和工程绘图, 应用程序开发等功能. Sim u link 是 M a t2 仿真和分析的集成环境, 是结合了框图界面和交互仿真能力的非 lab 所提供的用来对动态系统进行建模, 线 性动态系统仿真工具. M a t lab 5. 3 与以前的M A TLAB 版本的最大区别就是增加了电力系统模块库 (Pow er Sy stem B lock set ) , 能快速而准确地对电路及电力系统进行仿真 .

1 a tlab S i ul ink 仿真工具 M m

1990 年 M a th W o rk s 软件公司为 M a t lab 提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具 Sim u link. 作为对 M a t lab 语言运算环境的扩展, 在保持 M a t lab 的一般性能基础上, Sim u link 又增加了许多功能. 它 与M a t lab 及其工具箱结合使用, 可以完全对连续系统, 离散系统, 连续和离散混合系统的动态性能进行仿 真与分析.

Sim u link 提供了动态系统建模, 分析和仿真的交互环境, 能够实现交互建模, 交互仿真, 并允许用户 扩展仿真环境等功能. Sim u link 的专用模型库 (B lock set s) 提供了一些专用元件集, 使得 Sim u link 的功能 进一步扩展.
1. 1 交互建模

. m Si u link 提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互界面 Si u link 在子模型块中提 m

供了大量的功能模块, 用户在建模时只需使用鼠标将功能模块拖放到模型编辑窗口, 并将它们连接起来, 就可以快速地建立动态系统仿真模型 .
Ξ 收稿日期: 2003201210

FAN Yan 2fang, L I G Hong N

Ξ

206 1. 2 交互仿真

新疆大学学报 ( 自然科学版) 2004 年

. Si u link 框图提供了交互性很强的非线性仿真环境 用户可以通过下拉菜单执行仿真, 或使用命令 m 行进行批处理. 仿真结果可以在运行的同时通过示波器或图形窗口显示. 有了 Sim u link, 你可以在仿真的

同时, 采用交互或批处理的方式, 方便地更换参数来进行. 1. 3 用户扩展 . Si u link 的开放式结构允许用户扩展仿真环境 用户可以采用M a t lab, rt ran 和 C 代码生成自定义 m Fo 功能模块, 并拥有自己的图标和界面 . 1. 4 专用模型库 ( Blocksets) : Si u link 的专用模型库包含有: Comm un ica t ion s B lock set ( 通信模块库) ,D SP B lock set ( 数字信号处 m 理模块库) , er Sy stem B lock set ( 电力系统模块库) 等 专用模型库为解决具体的工程问题提供了更为 . Pow 快速, 准确和简洁的途径, 避免了用 Sim u link 提供的基本模块来构造模型的繁琐. 电力电子, 电力系统等电工学科中的基本元件 Pow er Sy stem B lock set ( 电力系统模块库) 含盖了电路, 的仿真模型, 它包括 7 个子模块库: 电源, 基本元件, 电机, 电力电子, 连接, 测量和附加模块库. 在 Sim u link 运行环境下, 用户只需应用鼠标拖放的方式将所需电气元件的模块添加到模型编辑窗口, 并将它们连接起 来, 就可以快速地组建仿真模型, 实现电力系统的计算仿真 .

2 简单电力系统的仿真示例
图 1 是一个简单电力网络的仿真电路图. 电网由一台水轮发电机组向用户供电. 用户有功负荷为 2 000kW , 无功负荷为 1 500kV a r. 水轮发电机组的参数: ( 1) 水轮发电机参数: 额定容量 2 500 kVA , 额定 电压 6. 3 kV , 频率 50 H z. 直轴同步电抗; 直轴暂态电抗; 直轴次暂态电抗; 交轴同步电抗; 交轴次暂态电 抗; 直轴暂态时间常数; 直轴次暂态时间常数; 交轴次暂态时间常数; 惯性时间常数 ( 2) 可控硅励磁调节装 . 置参数: 励磁机放大倍数和时间常数; 调节器放大倍数和时间常数; 反馈放大倍数和时间常数. ( 3) 水轮调 速系统参数: 测量环节放大倍数; 伺服机时间常数; 静态调差系数; 水轮机水流时间常数.

图 1 简单电网的仿真电路图

2. 1 电网正常运行状态的仿真

电网在正常运行时, 水轮发电机组运行参数如图 2 所示. 发电机组运行在额定状态, 输出电流 ia,b,c i i 大小相等, 相位互差 120°( 电压, . 电流波形略). 2. 2 电网故障状态的仿真 假设电网发生三相短路故障, 故障点如图 1 所示, 故障起止时刻为 [ 0. 1s, 0. 3s ], 对电网故障状态进行 仿真. 仿真算法采用变步长的 ode23tb 算法, 仿真时间设置为 10s, 仿真精度为 10- 3. 发电机出口 a 相电压 的仿真波形如图 3 所示. a,, 三相电流的仿真波形如图 4 所示. b c

第2期

樊艳芳等: M A TLAB S I U L I K 在电力系统仿真中的应用 M N

207





水轮发电机组励磁调节装置输出的励磁电压 V f 仿真波形如图 5 所示, 水轮调速系统输出的机械功率 P m 仿真波形如图 6 所示 .



电网正常运行状态和故障状态的仿真结果与电网实际运行情况是相符的 .

3 结束语
以上通过一个仿真示例介绍了 M a t lab Sim u link 在电力系统仿真中的应用. M a t lab 是一个功能强大 的软件, Sim u link 仿真工具不仅广泛应用于自动控制领域, 数字信号处理以及复杂电子电路的仿真, 对于 电力系统各元件的特性, 电力系统各种运行状态的仿真, 也可以起到事半功倍的效果.

参考文献:
[ 1 ] 陈桂明等. 应用 M A TLAB 建模与仿真 [M ]. 北京: 科学出版社, 2001. [ 2 ] 龚剑 M A TLAB 5. x 入门及提高 [M ]. 北京: 清华大学出版社, 2000. .

责任编辑: 陈 勇


相关文章:
基于Matlab_Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真...
基于Matlab_Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真_电力/水利_工程科技_专业资料。题目:基于 Matlab/ Simulink 的三相光伏发电并网系 统的仿真 院系: 姓名: 学号: ...
基于MATLABSimulink电力系统短路故障分析与仿真
基于MATLAB/Simulink 电力系统短路故障分析与仿真摘要: MATLAB 有强大的运算绘图能力,给用户提供了各种领域的工具箱,而且编程语法简单易学。论 文对 电力系统的短路...
电力系统自动重合闸matlab仿真_图文
三相短路稳态电流电压对话框 参考文献: MATLAB 应用技术——在电气工程与自动化专业中的应用 作者:王忠礼等 电力系统机电保护原理 MATLABSimulink 在电力系统仿真研究...
matlab三机九节点电力系统仿真(带程序)
江宁强 一、摘要电力系统仿真计算己经成为电力系统设计、 运行与控制中不可缺少...P. Kothari.MATLAB/Simulink-based transient stability analysis of a multi...
基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真(毕业论文毕业...
并对算例运用 Matlab 软件的 Simulink 工 具搭建电力系统故障模型进行电力系统故障仿真,得出仿真结果,并将电力系统故障的分 析计算结果与 Matlab 仿真的分析结果进行...
基于simulink的Matlab仿真作业(电气工程专业)1
基于simulink的Matlab仿真作业(电气工程专业)1_工学_高等教育_教育专区。电气工程专业的simulink仿真作业 MATLAB 在电力系统仿真实验中的应用张三 (陕西 西安 西安...
基于Matlab Simulink的电力电子系统的建模与仿真
电力电子技术的研究与应用提供了理想的 工具.本文简介了使用 Matlab/Simulink电力电子系统建模与仿真 的工作要点和应用体会,并对常用的几种整流滤波电路进行 仿真...
基于MATLAB的电力系统暂态稳定仿真分析
迫切要求运用电力仿真 来解决这些问题依据电网用电供电系统电路模型要求,因此,论文利用 MATLAB 的动 态仿真软件 Simulink 搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型, ...
MATLAB_SIMULINK在阻抗匹配网络中的分析与应用
MATLAB_SIMULINK在阻抗匹配网络中的分析与应用 - 基础强化训练任务书 学生姓名: 指导教师: 专业班级: 工作单位: 题目: MATLAB 在正弦稳态电路中应用 初始条件: (...
MATLAB simulink中的基本模块的参数、含义、应用
标签: 含义| simulink| MATLAB simulink中的基本模块的参数、含义、应用_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。MATLAB simulink在电力系统仿真中的应用 ...
更多相关标签: