matlab仿真在电力系统分析教学中的应用

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1、第六届全国高等学校电气：[程及其自动化专业教学改革研讨会论文集Matlab仿真在电力系统分析教学中的应用马燕峰栗然赵书强(华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003)摘要：电力系统分析课程在教学改革之后内容变多，但是学时减少，所以必须借助一些辅助软件让学生在较短的时间内快速了解和掌握更多的知识，达到教学要求。Matlab／PSB是一款功能强大的电力系统分析软件，利用该软件的仿真和分析计算功能，可以在课堂上现场给学生讲解电力系统分析基础的相关知识，这样不仅可以使学生对相关知识有更直观的认识，更加深刻地理解相关内容，而且可以提升

2、学生学习电力系统分析基础的兴趣，另外学会用Matlab软件独立分析相关问题，不仅可以让学生掌握知识，更重要的是促使他们掌握一种分析问题的工具，锻炼他们独立分析问题和解决问题的能力。关键词：电力系统分析Matlab输电线路短路稳定1引言电力系统分析是电力系统及其自动化专业学生的主干专业课，教学改革之后，电力系统分析基础成为电力工程系学生的平台课。对于学生而言，是--I'-J重要的专业基础课，只有学好了它才能更加透彻深刻地了解高电压、继电保护以及电气其余各专业的课程。电力系统分析课程内容较多且抽象，随着电力系统的迅速发展，信息量也越来越大，

3、如何在有限的时间内和巨大的信息量面前，让学生尽可能多地了解电力系统，并掌握相关的知识以及利用这些知识为他们后续的学习和工作打下坚实的基础是每一个教学工作者都应该考虑的问题。在讲授这门课程的时候，有些比较抽象的内容可以用课件以动画的形式展示给学生，使他们易于了解和接受相关内容。但对于系统故障后或者扰动后的动态过程则仅仅是利用简单模型从理论上分析了原因和产生的结果，大部分为公式推导，讲解起来比较困难，学生听起来也不容易理解，所以可以考虑用一些仿真软件在课堂上给学生做出仿真，然后再对仿真结果进行分析，以此来加深学生对于所学知识的理解，同时也可

4、以帮助他们掌握一种分析问题的工具。Matlab／PSB是一款功能强大的免费电力系统仿真、计算和分析软件，已经日益成为电力系统相关科研工作者不可缺少的辅助工具，在电力系统中的应用也日益广泛ll-41，而且该软件易于和其它高级语言如VB和VC接口15-7],以利用其丰富的可视化功能。鉴于Matlab功能的丰富性、计算的准确性和操作的简便性，如何将其应用于课堂教学是教学工作者一直在考虑的问题18-91。在电力系统分析课程中，在课堂上给同学们演示模型的搭建，如何利用模型分析相关问题，不仅能调动他们对电力系统研究的兴趣，直观上理解抽象的理论和内容

5、，同时可以使他们掌握如何用Matlab软件分析电力系统相关问题的技能，对他们将来毕业设计或者走上工作岗位进行电力系统的分析研究工作都具有很大的帮助。下面以中性点的运行方式和电力系统机电暂态过程分析为例说明在电力系统分析课程中如何在教学中利用Matlab软件激发学生的学习兴趣，扩展学生的学习内容，引导学生去独立思考，提高其分析和解决问题的能力。2Matlab在电力系统分析基础课程中的应用实例2．1在电力系统中性点运行方式中的应用520第六月全国高等学校电气I程&其自动m专n教学改革Ⅲ讨会论立集中性点接地方式分为中性点直接接地、不接地和中性

6、点经过消弧线圈接地的运行方式。在电力系统分析课程中通过理论分析．讲述了中性点运行方式的不同对系统绝缭水平的影响，分析了中性点通过消弧线圈接地可以抑制弧光接地过电压．避免发展成系统性的严重事故，但单纯的通过板书和理论分析不容易使学生理解．所以考虐采用Matlab搭建仿真模型显示弧光接地过电压的运行情况和消弧线皤的作用。结合现场变电站的运行情况搭建了如图l所示的仿真模型。该模型利用Breaker模块模拟接地电弧，其开合表征屯弧的媳燃。利用Breaker模块的内置参数switchingtimes来控制BRaker模块的开台时间和周期以模拟电弧

7、的熄燃，电阻R模拟燃弧电阻，图I所示为单回线路中点发生A相接地故障时的仿真模型。囤1弧光接地过电压的仿真模型当不发生弧光接地过电压，即系统发生单相接地故障时仿真结果如图2、3所示Ir———————————r—————_—————P—————_—————r—————T——一O}一⋯一一一～一一～一一一4卜—蔷r—高r1蔷—i；—苗—、南—百言——备嘲自Ⅸhul5一-u------·----------·r，，，··r‘‘一●}15。——自。Mmiri∞。1—ii。⋯1e¨。U“Ⅷ。IO5io∞ii⋯∞oIo_2。⋯1图20．01$s发生A

8、相接地的电压仿真曲线由图2可以看出，当发生单相接地故障时，故障相最大电压值为1．0lp．u．，非故障相过电压倍数为2．883p．u，第六月±目高等{校自气I程A奠自动化{n教{改；研讨会论文集口“一5O0⋯