电力系统综合实验.ppt

* * * MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真实验信息与控制工程学院实验教学中心 实验要求： 1、掌握matlab的基础应用； 2、熟悉simulink内的电力系统模块库； 3、数字matlab的绘图功能。 4、实验报告附打印的程序和仿真结果图。 参考书： MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真，于群，曹娜编著，机械工业出版社，2011年。 电力系统 Simulink 仿真步骤 启动Simulink模块库浏览器，新建一个空白模型。 在库中找到所需模块并拖到空白模型窗口中，按系统图的布局摆放好各模块，并连接各模块。 如果系统较复杂、模块太多，可以将实现同一功能的模块封装成一个子系统，使系统的模型看起来更简洁。 设置各模块的参数以及与仿真有关的各种参数。 保存模型，模型文件的后缀名为.mdl。 运行仿真，观察结果。 调试模型。 2机5节点系统 仿真算例 实验一 MATLAB在电力系统潮流计算中的应用 基准容量100MV·A发电机侧电压等级10kV线路侧电压等级110kV 要求:建立10kV中性点不接地和经消弧线圈(R=30 Ohms L=0.8697H)接地系统的仿真模型。系统0.04s在Line3与Line4之间发生A相金属性接地短路,利用示波器显示系统三相相电压、线电压、零序电压3U0、线路始端的零序电流3I0和故障点的接地电流Id，并附图说明。 3I01=5.75A 3I02=7.75A 3I03=13.5A Id=20.18A 实验二 MATLAB在电力系统故障分析中的应用 实验三 MATLAB在电力系统暂态稳定性分析中的应用 单机无穷大系统，分析f点发生两相接地短路，通过线路两侧开关同时断开切除故障线路后，系统的暂态稳定性。 发电机参数： 变压器参数： 线路参数： 运行条件： 实验四 MATLAB在电力系统静态稳定性分析中的应用 发电机的xd=1.7,xq=1.7,TJN=7.8s，其余各元件的参数不变。 利用时间模块、开关模块控制发电机机械功率的变化，模拟系统的小干扰信号，干扰信号的大小由常数模块来设置，干扰产生的时刻由时间模块设置。 发电机励磁系统调节器的增益值设为5.7857，时间常数设为0.05,励磁器增益为0.01，时间为0.2s；衰减增益为0.04，时间常数为0.05s;励磁电压的最大值和最小值分别为5和0pu；励磁电压和出口电压的初始值由潮流计算自动设置。 相量仿真，发电机设为PV节点，机端电压10.5kV，有功功率260MW，Ode23tb算法，仿真时长50s,系统的静态功率极限为1.3879pu。 实验五 MATLAB在电力系统微机继电保护中的应用 利用如下电力系统对方向阻抗继电器进行仿真。 电源采用三相电源模块，电压等级500kV，等效电阻5.74 Ohms，等效电感0.0452 H，电源EN与电源EM电势相位差60°。 输电线路总长300km，仿真模块采用分布参数模型，单位长度电阻0.02083 Ohms，单位长度电感0.8984e-3 H，单位长度电容0.0129e-6 F。 实验五 MATLAB在电力系统微机继电保护中的应用 利用相位比较方式构成方向阻抗继电器，相位比较的两个电压分别为 阻抗继电器采用O°接线方式，接入的电压和电流为 采用相量仿真形式，对上述电力系统进行三相短路、AB相短路、A相接地短路仿真，故障点选取为保护范围内部的正方向出口、近保护范围末端230km和保护范围外部280km处3个点，过渡电阻从0变化到20 Ohms，记录各种情况下三相阻抗继电器的相位，并依据相位比较判据控制断路器的开断。 实验六 MATLAB在风力发电技术中的应用 参考MATLAB中风电机组模型，建立一单机无穷大电源的仿真系统。一台单机容量1.5MW的定速风电机组经过升压，通过长度为100km、电抗为x=0.41Ω/km的架空输电线路与外部系统相连。 采用相量仿真模式，对风力发电机组进行仿真，获取风速波动下风电机组机端电压、有功功率以及无功功率的变化曲线。 * * *