matlab电力系统仿真元件.doc

5. 2电力系统元件库5.2.1启动电力系统兀件库启动电力系统元件库的方法有几种，下面介绍两种最简单的方法利用指令 窗口(Command Windows)启动：在指令窗口中键入powerlib单击回车，则Matlab 软件中弹出电力系统元件对话框5.2.2电力系统元件库的简介在电力系统元件库对话框中包含Y 8类库元件，分别是电源元件(Electrical Sources)、基本元器件(Elements)、电力电子元件(Power Electronics)、电机元件 (Machines)、电路测量仪器(Measurements)、应用元件库(Application Libraries)、 附加元件犀(Extras Library)、电力图形用户接门(Powergui)5.3同歩发电机系统短路算例图为了排除一些干扰，在仿真中得到理想的数据及波形，在本篇论文中，选择 了最具有代表性的典型的电力系统一一单机无穷大系统该系统认为功率无穷 大，频率恒定，电压恒定，即对现实进行近似处理，以简化模型，更有利于得出 结论，简化计算过程设计电力系统算例图如下图5.1所示图5.1电力系统的算例图5. 4选用模块5.4.1同步电机模块在电机元件库中，同步电机的模型有五个，即两个简化模型、一个实名制下 的原理模型、一个标幺值下的原理模型和一个标幺值下的标准模型。

我选用的是 标么值下的简化的同步电机单元(Simplified Synchronous Machine pu Units)其可 调节参数为连接形式(Connection type)，额定功率、额定电压、额定频率 (Nom.power，L-L volt,and freq)，惯性分量、阻尼因素、极对数(Inertia,damping factor and pairs of poles)，内部阻抗(Internal impedance),初始状态(Init.cond.)同步电机的输出端包括了三相输出端子(A、B、C)和测量端子(m).通 过测量端子，可以观测到同步电机的电压、电流、功率、转子等22个数值5.4.2 RLC负荷模块电阻、电感和电容元件在基本元器件(Elements)子库中，在Matlab软件中， 没有独立的电阻、电感和电容元件，三者是以复合元件的形式出现的，分别是申 联RLC负载、并联RLC负载、串联RLC支路、并联RLC支路4中形式我选用串联RLC负载模块(Three-Phase Series RLC Load),它提供了一个 由电阻、电感、电容申联连接构成的功能模块，其可调节参数为结构设置 (Configuration)、额定相间电压(Nominal phase-to-phase voltage)、额定频率 (Nominal frequency)、有功功率(Active power)、感性无功功率(Inductive reactive power )、容性无功功率(Capactive reactive power)、电路测量仪器的设置 (Measurements)。

如果设计时需要一个纯电阻，那么需要把感性无功功率和容 性无功功率参数设为0;同理，如果需要一个感性阻抗元件，那么需要把容性无 功功率参数设为0,以此类推5.4.3变压器模块变压器模块是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级绕组中通有交流电 流时，铁心(或磁心)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流) 变压器由铁心(或磁心)和绕组组成，绕组有两个或两个以上的绕组，其中接电 源的绕组叫初级绕组，其余的绕组叫次级绕组按电源相数来分，变压器单相、 三相和多相几种形式我选用双绕组三相变压器(Three-Phase Transformer(Two Windings))，其两个绕组可以接成多种形式，如星形Y、带中性线的星形Yn、星形接地Yg、三角 形(超前星形30),它们都可以通过该功能模块实现双绕组三相变压器可调节的主要参数有：变压器两个绕组各自的连接形式 (Winding 1/2 connection)，额定功率、频率(Nominal power and frequency),绕 组甩压、两个绕组的屯阻和漏抗(Winding 1/2 parameters),以及激磁屯阻 (Magnetization resistance)和激磁屯感(Magnetization reactance)。

在该功能模块的 属性参数对话框中，还有是否考虑铁芯饱和情况(Saturable core)当选定丫 “Saturable core”选项时，该属性参数对话框中便会自动增加一栏 饱和特性参数设置栏“Saturation characteristic”，用于设置该变压器模块的饱和 特性同时还会出现两个复选框 “Simulate hysteresis” 和 “Specify initial fluxes”， 前者用于决定是否进行磁滞饱和仿真，后者则用于设置初始磁通5.4.4三相故障模块三相故障模块(3-phase Fault)提供了一种可编程的相间(phase-to-phase) 和(phase-to-ground)故障断路器三相故障模块使用了三个独立的断路器，用 来模拟各种对地或者相间故障模型三相故障模块中的断路器的开通和关断时间可以由一个Simulink外部信号 (外部按制模式)或者内部控制定时器(内部控制模式)来控制如果不设计接地故障，接地电阻(Ground resistance) Rg自动被设置为10 举例说明如下：当设置一个A、B相间短路故障模型时，只需要设置A相故障 和B相故障属性参数；当设置一个A相接地故障模型时，只需要同时设置A相 故障和接地故障属性参数，并且要指定一个小的接地电阻值。

需要注意的是：① 如果三相故障模块被设置为外部控制(External control)模式时，在模块 的参数设置图衷中就会出现一个初始故障的状态输入(Initial status of fault)连 接到这个输入端的控制信号必须是0或者1之类的脉冲信号(其中0表示断开断 路器，1表示闭合断路器)② 当三相故障模块被设置为内部控制模式时，即不选中外部控制选项，其 故障过渡时间(Transition times)和故障时过渡状念(Transition status),均在该 模块的属性参数对话框中进行设置，另外还有缓冲电阻(Snubbers resistance)和 缓冲电容(Snubbers Capacitance)5.4.5三相电压源模块三相电源(3-Phase Source)是电路设计中常见的电路元件三相电源是电 路中最重要的元件，它的运行特性对电力系统的运行状态起决定性的影响三相 电源元件提供了带有串联RL支路的三相电源它的可调参数有相电压 (Phase-to-phase rms voltage)，A 相相角(Phase angle of phase A)，频率 (Frequency)，内部连接方式(Internal connection),电压棊准之卜的三相短路功 率(3-phase short-circuit level at base voltage),电压基准值(Base voltage)，功率 因数(X/R ratio)。