基于matlab的小型电力系统的建模与仿真

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1、基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真内容提要利用Matlab/Simulink/SimPowerSystems建立电力.系统三相短路和单相按地短路模型，通过短路故障进行设计、仿真、分析，加深对工)’供电和电力系统知识的了解，并学会使用MATLAB电力系统仿一工具。关键词电力系统短路故障MATLAB建模与仿真随着电力一业的发展，电力系统的规模越来越大。在这种情况下，许多大型的电力科研实验很难进行，一是实际的条件难以满足;一’一是从系统的安全角度来讲也是不允许进行实验的。因此，寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数

2、字仿真工具必不刊一少。而在众多的仿真工具中，Matlab以其优越的运算能力、方便和完善的绘图功能，以及其带有的功能强大的Simulink仿真，越来越受到使用者的青睐。1、MATLABPSB简介MatlabPSB(SimPawerSystems)以simulink为运行环境，涵盖一J’电路、电力电子、电气传动和电力系统等电气学科中常用的基本元件和系统仿真模型，它主要由6个子模块库组成。(1)电源模块库:包括直流电托源、交流电凡源、交流电流源、可控电托源、可控电流源、三相电源、三相可编程电托源;(2)基本元件模块库:串联(

3、并联)RLC/负载/支路、变压器（单相、三相等)、断路器和三相故障部分;(3)电力电子模块库:一极管、晶闸管、GTO、IGBT、MOSFET、理想开关以及各种电力电子控制模块;(4）电机模块库:励磁装置、异步电动机、同步电动机、直流电动机以及配套的电机测量部件;（5）测量仪器库:电流测量和电压测量等;通过以上模块可以完成.各种基本的电力电子电路、电力系统电路和电气传动电路，还可以通过其他模块的配合完成更高层次的建模，如风.力发电系统、机器人控制系统等等。2、仿真模型的设计和实现在二相电力系统巾，大多数故障都是由于短路故

4、障引起的，在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态，产.生复杂的暂态现象。在三相系统中，可能发生的短路有:三相短路、两相短路、一相短路接地和.单相接地短路。下图为理想情况下小型电力系统的模型。模型中主要模块的选择和参数:(1)电源模块:理想三相电压源元件(3-PhaseSource)，相电压有效值:25e3V;A相相.角:0;频率:60Hz;内部连接方式:Y型(表示三相电源Y型连接，中性点不接地);三相电源电阻:0.321欧姆:三相电源电感:6.63e一3H;(2)输电线路模块:输电线路元件(Di

5、stributedParametersLine):Line1,Line2.线路相数:3;频率:60Hz;单位长度电阻:[0.012730.3864];单位长度电感:[0.9377c-34.1264c-3];单位长度电容:[12.74e一97.751e一9];线路长度:100km;测量：选择不测量电气量；(3)故障模块:三相电路短路故障发生器元件((3-PhaseFault),故障点电阻:0.01欧姆;故障点接地电阻:0.001欧姆;转换状态:[l0]；转换时一间[0.010.04];内部计时器的采样时间：0；缓冲电阻:

6、le6;缓冲电容:inf;测量:选抒测量故障点支路电压和支跻电流;(4)显示模块:从SIMULINK元件库SINKS目录下选抒示波器(SCOPE)，分别改名为，V-I:用于电少仪源出口处三相电流和电压的显示，输入轴为2;Vf-lf:用于故障点三相电流和电庄的显示。输入轴为1;A一PhasoScqucncc:用于故障点A相电流和电片的正序、负序和零序显示，输入轴为2;(5)测量模块:从电路测量一起哭中选择万用表元件(MULTTMETER)和三相序分量分析(3-PhaseSequenceAnalyzer）万用表元件:将相应

7、待测量加入万用表的测量量中:三相序分量分析:基频频率:60Hz;谐波次数:1(基频);序量选择:所有序分量（Positive,NegativeandZero）;(6)其他模块:相应的接地元件、节点等，以及电力系统分析工具。(7)仿真参数设置:一”电路图设计完成后，对其进行仿真，以达到观察短路接地电路中暂态变化情况，开始时间：0s停止时间：0.06s;求解程序类型选项:可变步长，odel5s(stiff/NDF)最大步长、最小步长、初始步长:auto;相对容差:1e-3;绝对容差:auto;3、仿真结果及波形分析(l)三

8、相短路:将三相电路短路故障发生器中的故障相选抒三相故障都选抒，并选择故障相接地选项，万用表巾选择A相、B和和C和电流作为测量电气量，激活仿真按钮。仿真波形如下图:(途中，A相电流一黄色、B相电流一粉色、C相电流一蓝色;横坐标表示时问(单位S);纵坐标表示电流(单位A),所有图都是相同表示。)由图2可以得出以下结论:在稳态时，故障利