1、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(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
2、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 (DC Voltage Source) (2) 交流电压源(AC Voltage Source) (3) 交流电流源(AC Current Source) (4) 受控电压源(Controlled Voltage Source) (5) 受控电流源(Controlled Current Source) (6) 三相电源(3-Phase Source) (7) 三相可编程电压源(3-Phase Programmable Sourc
3、e),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,交流电压源,为一理想正弦交流电压源. 参数设置:Peak amplitude (峰值振幅
4、:V)Phase (初始相位：度）Frequency (频率：Hz)Sample time (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(100t+20 /180); u2=30sin(120t+75 /180); Rs=100; R=100 ; L=100mH; C=150F. 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,交流电流源,为一理想正弦交流电
5、流源. 参数设置:Peak amplitude (峰值振幅:V)Phase (初始相位：度）Frequency (频率：Hz)Sample time (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)Source type (激励源类型:AC, DC）Initial amplitude (初始化振幅, V)Initial phase (初始化相位,度）Initial freque
6、ncy (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)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)Measurements (测量)None, Voltage,电力系统仿真初探,例如,SW1: 50sin(100t+ /36); SW2: 20sin(20t+ /18)+2; Rs=25;
7、 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,三相电源,带有串联RL支路的三相电源. 参数设置:Phase-to-phase rms voltage (相间电压,V)Phase angle of phase A (A相相角,度）Frequency (频率, Hz)Internal connection (内部连接方式:Y, Yn, Yg）Specify impedance using short-circuit level (短路阻抗值,)Source resistance (三相电源电
8、阻, )Source inductance (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：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。三相可编程电压源提供两个谐波分量，施加于基频信号。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：Positive-sequence Amplitude(Vrms Ph-Ph) Phase(deg) Freq.(Hz) 正序分量Time variation of: 时变性选项（None, Amplitude, Ph
9、ase, Frequency)Type of variation: 变量类型（Step, Ramp, Modulation, Table of time-amplitude pairs)Fundamental and/or Harmonic generation: 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,Elements 支路元件Lines 输配电线路元件Circuit Breakers 断路器元件Transformers 变压器元件,电力系统仿真初探线路元件,支路元件,串联RLC支路元件并联RLC支路元件三相串联RLC支路元件三相并联RLC支路元件串联RLC
10、负载元件并联RLC负载元件互感元件三相互感元件三相动力载荷元件电涌放电器元件,电力系统仿真初探线路元件,输配电线路元件,集中参数输电线元件三相集中参数输电线元件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,一般断路器元件三相断路器元件三相故障器元件,变压器元件,线性变压器元件饱和变压器元件三相变压器（双绕组）元件三相变压器（三绕组）元件移相变压器元件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, , 取0支路无电阻）Inductance (电感
11、, 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, Branch voltage, Branch current, Branch voltage and current）,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, , 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, Non
12、e, Branch voltage, Branch current, Branch voltage and current）,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, , 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Resista
13、nce (各相电阻, , 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Breaker resistance (断路器电阻, 不能设为零)Initial state (初始状态,0-断开, 1-闭合)Snubber resistance (缓冲电阻)Snubber capacitance (缓冲电容)Switching times (切换时间)Sample time of the internal timer (内部计时器的采样时间),电力系统仿真初探线路元件,
