计算机仿真技术与CAD——基于MATLAB的电气工程（第2版） 课件 第10章MATLAB在电力系统中的应用.pptx

本章内容

电力系统潮流计算；

电力系统故障分析；

电力系统稳定性分析；

电力系统继电保护；

高压直流输电及柔性输电。;随着电力工业的发展，电力系统的容量越来越大，系统越来越复杂，许多大型的电力系统实验很难进行。同时，对电力系统进行数学仿真就显得十分必要。

在MATLAB中，Simulink环境下的电力系统模块集（SpecializedPowerSystems）中的Powergui模块，为电力系统仿真提供了专门的图形用户分析界面。本章将介绍如何在MATLAB的Simulink环境下，利用电力系统参数设置图形用户界面（Powergui）对电力系统的潮流计算、故障分析、稳定性分析、继电保护、高压直流输电及柔性输电技术的仿真分析。;10.1电力系统潮流计算;Simulink环境下的SpecializedPowerSystems为用户提供了相当丰富的电力系统元器件模型，如标准同步发电机、变压器、线路、负荷、母线等。在进行潮流计算时，首先要根据原始数据和节点类型（PQ节点、PV节点及平衡节点）对模块进行选择，这是非常重要的，不同的模块可能导致运算结果出现差异。

本节将以如图10-1所示的2机5节点电力系统为例，介绍如何利用Powergui对简单电力系统潮流进行仿真。在Simulink环境下根据图10-1

所示的电力系统，搭建的仿

真模型如图10-2所示。;5;以下仅介绍仿真模型图10-2中的主要模块参数的设置及其提取路径，如无特别说明其它模块的参数通常采用默认设置。

(1)首先在Simulink环境下打开电力系统模块集（Simscape/Electrical/SpecializedPowerSystems），并将其电机模块库(ElectricalMachines)中的标准同步电机模块（SynchronousMachinepuStandard）复制到仿真模型图10-2中。然后利用鼠标打开同步发电机模块（SpecializedPowerSystems/ElectricalMachines/SynchronousMachineControl/SynchronousMachinepuStandard）的参数(Parameters)对话框，将其“Nominalpower,line-to-linevoltage,frequency”对话框中值修改为[100e6，10500，50]，即将同步发电机模块的额定功率设为100M·VA、额定电压设为10.5kV、频率设为50Hz，将其“Reactances”对话框中值修改为[1.206，0.286，0.245，0.512，0.256，0.19]，“Timeconstants”对话框中值修改为[4.36，0.0782，0.0453]，“Initialconditions”对话框中值修改为[0，-251.504，35.0824，35.0824，35.0824，109.243，-10.7566，-130.757，43.3493]，其他选项参数默认，如图10-3所示。;7;(3)无论是三相“”形线路模块（SpecializedPowerSystems/PowerGridElements/ThreePhasePISectionLine）还是三相串联RLC支路模块（SpecializedPowerSystems/Passives/ThreeSeriesRLCBranch），其参数均为有名值。将其参数(Parameters)页面中的频率设为50Hz，“Positive-andzero-sequenceresistances”对话框中值修改为[0.08，0.021]，“Positive-andzero-sequenceinductances”对话框中值修改为[1.154e-3，3.886e-8]，“Positive-andzero-sequencecapacitances”对话框中值修改为[1.3e-7，6.962e-10]，线路长度设为100km。

(4)选择带有测量元件的母线模型，用三相电压电流测量元件“Three-PhaseV-IMeasurement”（SpecializedPowerSystems/SensorsandMeasurements/Three-PhaseV-IMeasurement）来模拟系统中的母线。将其参数(Parameters)页面中的“Voltagemeasurement”和“Currentmeasurement”对话框下面的“Usealabel”选中，