matlab電力系統仿真元件.doc

5.2電力系統元件庫5.2.1啟動電力系統元件庫啟動電力系統元件庫的方法有幾種，下面介紹兩種最簡單的方法。利用指令窗口(CommandWindows)啟動：在指令窗口中鍵入powerlib單擊回車，則Matlab軟件中彈出電力系統元件對話框。5.2.2電力系統元件庫的簡介在電力系統元件庫對話框中包含了8類庫元件，分別是電源元件(ElectricalSources)、基本元器件(Elements)、電力電子元件(PowerElectronics)、電機元件(Machines)、電路測量儀器(Measurements)、應用元件庫(ApplicationLibraries)、附加元件庫(ExtrasLibrary)、電力圖形用戶接口(Powergui)。5.3同步發(fā)電機系統短路算例圖為了排除一些干擾，在仿真中得到理想的數據及波形，在本篇論文中，選擇了最具有代表性的典型的電力系統——單機無窮大系統。該系統認為功率無窮大，頻率恒定，電壓恒定，即對現實進行近似處理，以簡化模型，更有利于得出結論，簡化計算過程。設計電力系統算例圖如下圖5.1所示。GSGL1L2L3無窮大系統圖5.1電力系統的算例圖5.4選用模塊5.4.1同步電機模塊在電機元件庫中，同步電機的模型有五個，即兩個簡化模型、一個實名制下的原理模型、一個標幺值下的原理模型和一個標幺值下的標準模型。我選用的是標幺值下的簡化的同步電機單元(SimplifiedSynchronousMachinepuUnits)。其可調節(jié)參數為連接形式(Connectiontype)，額定功率、額定電壓、額定頻率(Nom.power,L-Lvolt,andfreq)，慣性分量、阻尼因素、極對數(Inertia,dampingfactorandpairsofpoles)，內部阻抗(Internalimpedance)，初始狀態(tài)(Init.cond.)。同步電機的輸出端包括了三相輸出端子(A、B、C)和測量端子(m).通過測量端子，可以觀測到同步電機的電壓、電流、功率、轉子等22個數值。5.4.2RLC負荷模塊電阻、電感和電容元件在基本元器件(Elements)子庫中，在Matlab軟件中，沒有獨立的電阻、電感和電容元件，三者是以復合元件的形式出現的，分別是串聯RLC負載、并聯RLC負載、串聯RLC支路、并聯RLC支路4中形式。我選用串聯RLC負載模塊(Three-PhaseSeriesRLCLoad)，它提供了一個由電阻、電感、電容串聯連接構成的功能模塊，其可調節(jié)參數為結構設置(Configuration)、額定相間電壓(Nominalphase-to-phasevoltage)、額定頻率(Nominalfrequency)、有功功率(Activepower)、感性無功功率(Inductivereactivepower)、容性無功功率(Capactivereactivepower)、電路測量儀器的設置(Measurements)。如果設計時需要一個純電阻，那么需要把感性無功功率和容性無功功率參數設為0；同理，如果需要一個感性阻抗元件，那么需要把容性無功功率參數設為0，以此類推。5.4.3變壓器模塊變壓器模塊是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級繞組中通有交流電流時，鐵心(或磁心)中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓(或電流)。變壓器由鐵心(或磁心)和繞組組成，繞組有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級繞組，其余的繞組叫次級繞組。按電源相數來分，變壓器單相、三相和多相幾種形式。我選用雙繞組三相變壓器(Three-PhaseTranser(TwoWindings))，其兩個繞組可以接成多種形式，如星形Y、帶中性線的星形Yn、星形接地Yg、三角形1D(超前星形30°)，它們都可以通過該功能模塊實現。雙繞組三相變壓器可調節(jié)的主要參數有：變壓器兩個繞組各自的連接形式(Winding1/2connection)，額定功率、頻率(Nominalpowerandfrequency)，繞組電壓、兩個繞組的電阻和漏抗(Winding1/2parameters)，以及激磁電阻(Magnetizationresistance)和激磁電感(Magnetizationreactance)。在該功能模塊的屬性參數對話框中，還有是否考慮鐵芯飽和情況(Saturablecore)。當選定了“Saturablecore”選項時，該屬性參數對話框中便會自動增加一欄飽和特性參數設置欄“Saturationcharacteristic”,用于設置該變壓器模塊的飽和特性。同時還會出現兩個復選框“Simulatehysteresis”和“Specifyinitialfluxes”,前者用于決定是否進行磁滯飽和仿真，后者則用于設置初始磁通。5.4.4三相故障模塊三相故障模塊(3-phaseFault)提供了一種可編程的相間(phase-to-phase)和(phase-to-ground)故障斷路器。三相故障模塊使用了三個獨立的斷路器，用來模擬各種對地或者相間故障模型。三相故障模塊中的斷路器的開通和關斷時間可以由一個Simulink外部信號(外部控制模式)或者內部控制定時器(內部控制模式)來控制。如果不設計接地故障，接地電阻(Groundresistance)Rg自動被設置為10。舉例說明如下：當設置一個A、B相間短路故障模型時，只需要設置A相故障和B相故障屬性參數；當設置一個A相接地故障模型時，只需要同時設置A相故障和接地故障屬性參數，并且要指定一個小的接地電阻值。需要注意的是：①如果三相故障模塊被設置為外部控制(Externalcontrol)模式時，在模塊的參數設置圖表中就會出現一個初始故障的狀態(tài)輸入(Initialstatusoffault)。連接到這個輸入端的控制信號必須是0或者1之類的脈沖信號(其中0表示斷開斷路器，1表示閉合斷路器)。②當三相故障模塊被設置為內部控制模式時，即不選中外部控制選項，其故障過渡時間(Transitiontimes)和故障時過渡狀態(tài)(Transitionstatus)，均在該模塊的屬性參數對話框中進行設置，另外還有緩沖電阻(Snubbersresistance)和緩沖電容(SnubbersCapacitance)。5.4.5三相電壓源模塊三相電源(3-PhaseSource)是電路設計中常見的電路元件。三相電源是電路中最重要的元件，它的運行特性對電力系統的運行狀態(tài)起決定性的影響。三相電源元件提供了帶有串聯RL支路的三相電源。它的可調參數有相電壓(Phase-to-phasermsvoltage)，A相相角(PhaseangleofphaseA)，頻率(Frequency)，內部連接方式(Internalconnection)，電壓基準之下的三相短路功率(3-phaseshort-circuitlevelatbasevoltage)，電壓基準值(Basevoltage)，功率因數(X/Rratio)。

總結

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