電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)

MATLAB/Simulink

電力系統(tǒng)建模與仿真實(shí)驗(yàn)

信息與控制工程學(xué)院

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)要求：1、掌握matlab的基礎(chǔ)應(yīng)用；2、熟悉simulink內(nèi)的電力系統(tǒng)模塊庫(kù)；3、數(shù)字matlab的繪圖功能。4、實(shí)驗(yàn)報(bào)告附打印的程序和仿真結(jié)果圖。參考書：MATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真，于群，曹娜編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2011年。電力系統(tǒng)Simulink仿真步驟啟動(dòng)Simulink模塊庫(kù)瀏覽器，新建一個(gè)空白模型。在庫(kù)中找到所需模塊并拖到空白模型窗口中，按系統(tǒng)圖的布局?jǐn)[放好各模塊，并連接各模塊。如果系統(tǒng)較復(fù)雜、模塊太多，可以將實(shí)現(xiàn)同一功能的模塊封裝成一個(gè)子系統(tǒng)，使系統(tǒng)的模型看起來(lái)更簡(jiǎn)潔。設(shè)置各模塊的參數(shù)以及與仿真有關(guān)的各種參數(shù)。保存模型，模型文件的后綴名為.mdl。運(yùn)行仿真，觀察結(jié)果。調(diào)試模型。2機(jī)5節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真算例實(shí)驗(yàn)一MATLAB在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中的應(yīng)用基準(zhǔn)容量100MV·A

發(fā)電機(jī)側(cè)電壓等級(jí)10kV

線路側(cè)電壓等級(jí)110kV要求:建立10kV中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈(R=30OhmsL=0.8697H)接地系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)0.04s在Line3與Line4之間發(fā)生A相金屬性接地短路,利用示波器顯示系統(tǒng)三相相電壓、線電壓、零序電壓3U0、線路始端的零序電流3I0和故障點(diǎn)的接地電流Id，并附圖說(shuō)明。3I01=5.75A3I02=7.75A3I03=13.5AId=20.18A實(shí)驗(yàn)二MATLAB在電力系統(tǒng)故障分析中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)三MATLAB在電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)，分析f點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路，通過(guò)線路兩側(cè)開(kāi)關(guān)同時(shí)斷開(kāi)切除故障線路后，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。發(fā)電機(jī)參數(shù)：變壓器參數(shù)：線路參數(shù)：運(yùn)行條件：實(shí)驗(yàn)四MATLAB在電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用發(fā)電機(jī)的xd=1.7,xq=1.7,TJN=7.8s，其余各元件的參數(shù)不變。利用時(shí)間模塊、開(kāi)關(guān)模塊控制發(fā)電機(jī)機(jī)械功率的變化，模擬系統(tǒng)的小干擾信號(hào)，干擾信號(hào)的大小由常數(shù)模塊來(lái)設(shè)置，干擾產(chǎn)生的時(shí)刻由時(shí)間模塊設(shè)置。

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的增益值設(shè)為5.7857，時(shí)間常數(shù)設(shè)為0.05,勵(lì)磁器增益為0.01，時(shí)間為0.2s；衰減增益為0.04，時(shí)間常數(shù)為0.05s;勵(lì)磁電壓的最大值和最小值分別為5和0pu；勵(lì)磁電壓和出口電壓的初始值由潮流計(jì)算自動(dòng)設(shè)置。相量仿真，發(fā)電機(jī)設(shè)為PV節(jié)點(diǎn)，機(jī)端電壓10.5kV，有功功率260MW，Ode23tb算法，仿真時(shí)長(zhǎng)50s,系統(tǒng)的靜態(tài)功率極限為1.3879pu。實(shí)驗(yàn)五MATLAB在電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用

利用如下電力系統(tǒng)對(duì)方向阻抗繼電器進(jìn)行仿真。

電源采用三相電源模塊，電壓等級(jí)500kV，等效電阻5.74Ohms，等效電感0.0452H，電源EN與電源EM電勢(shì)相位差60°。輸電線路總長(zhǎng)300km，仿真模塊采用分布參數(shù)模型，單位長(zhǎng)度電阻0.02083Ohms，單位長(zhǎng)度電感0.8984e-3H，單位長(zhǎng)度電容0.0129e-6F。

實(shí)驗(yàn)五MATLAB在電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用

利用相位比較方式構(gòu)成方向阻抗繼電器，相位比較的兩個(gè)電壓分別為阻抗繼電器采用O°接線方式，接入的電壓和電流為

采用相量仿真形式，對(duì)上述電力系統(tǒng)進(jìn)行三相短路、AB相短路、A相接地短路仿真，故障點(diǎn)選取為保護(hù)范圍內(nèi)部的正方向出口、近保護(hù)范圍末端230km和保護(hù)范圍外部280km處3個(gè)點(diǎn)，過(guò)渡電阻從0變化到20Ohms，記錄各種情況下三相阻抗繼電器的相位，并依據(jù)相位比較判據(jù)控制斷路器的開(kāi)斷。實(shí)驗(yàn)六MATLAB在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用參考MATLAB中風(fēng)電機(jī)組模型，建立一單機(jī)無(wú)窮大電源的仿真系統(tǒng)。一臺(tái)單機(jī)容量1.5MW的定速風(fēng)電機(jī)組經(jīng)過(guò)升壓，通過(guò)長(zhǎng)度為100km、電抗為x=0.41Ω/km的架空輸電線路與外部系統(tǒng)相連。采用相量仿真模式，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行仿真，獲取風(fēng)速波動(dòng)下風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓、有功功率以及無(wú)功功率的變化曲線。人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說(shuō)“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^(guò)閱讀科技書籍，我們能豐富知識(shí)