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1、四川工业学院学报JournalofSichuanUniversityofScienceandTechnology文章编号:100025722(2004)0320082205MATLAB在水电厂开关站仿真建模中的应用邵建设,刘小兵(西华大学能源与环境学院,四川成都 610039)摘 要:作者以MATLAB中电力系统模块的结构和功能,结合某一水电厂开关站为仿真原形,在MAT2LAB的Simulink环境下,建立了单台水轮发电机组及多台水轮发电机组并联运行、多路负载的开关站的仿真模型,并仿真了线路三相短路时,线路和水轮发电机的电流和电
2、压的变化情况。通过对仿真结果进行分析,取得了较满意的仿真结果。关键词:水电厂开关站;MATLAB;仿真模型 中图分类号:TM16文献标识码:A0 引言1 在MATLAB中建立电力系统仿真模型电力系统动态仿真已成为电力系统研究、规划、运行、设计1.1MATLAB中TOOLBOX工具箱中Powerblockset模块的等各个方面不可缺少的工具,特别是电力系统新技术的开发研特点究、新装置设计、参数确定更是需要仿真来进行确认。目前常MATLAB中有若干个用于不同理论和技术问题的工具箱用的电力系统的仿真软件有EMTP、NETOMAC、P
3、SASP等。(TOOLBOX),这些工具箱都是在MATLBASIMULINK环境下由MATLAB一词是由MATRIX和LABORATORY复合生成的,各个领域的专家开发出来的,而MATLABSimulinktoolbox原意是矩阵实验室。MATLAB环境(或语言)由美国的ClevePowerblockset是由加拿大魁北克电力公司开发出来的。电力Moler博士于1980年研制成功。CleveMoler博士研制它的初衷专家们在Powerblockset中的贡献在于构建电力系统分析用到是使它具有强大的矩阵处理方面的功能。现代
4、控制理论界的的上百个交互式库函数,和用MATLAB语言编制的3.MDL文专家们面对高维数的控制问题,渴求一种比当时流行的高级语件,将电力系统分析模块(Powerblockset)与MATLAB言更具有可读性的语言,因而,MATLAB语言的面世,首先被控SIMULINK连接起来。电力系统分析模块中主要有各种同步机、制理论界的专家们所关注。他们在MATLAB的基础上开发出异步机、变压器、直流机、特殊电机的线性和非线性的、有名值控制理论与CAD专门的应用程序集(TOOLBOX),从而使得和标么值系统的、不同仿真精度的设备模型库;单相
5、、三相的分MATLAB语言成为在国际控制理论界最为流行最为广泛的的语布和集中参数的传输线;单相、三相断路器及各种电力系统的言。负荷模型,还有一些保护器件如氧化锌压敏器件等。相比企业1992年,由Mathworks公司推出的MATLAB4.0版本更是一版的其它同类软件,MATLABSimulinkToolboxPowerblock个具有高度集成系统,它集可靠的数值运算、图像与图形显示set元件种类侧重于理论性和常规技术性问题所涉及的内容。处理及声音处理于一身,并提供了丰富的WINDOWS图形界面另外,还有电力半导体器件库:S
6、CR(普通晶闸管)、GTO(门极可设计方法,为用户在不失强大功能的前提下设计出友好的图形关断晶闸管)、IGBT(功率场效应晶体管)、GTR(大型晶体管)以界面提供了便利的工具。1998年Mathworks公司推出MATLAB及基于Simulink的各种专门用于电力系统测量和分析的工具。version5.2,它增加的POWERSYSTEMBLOCK(PSB)是针对电力从上述元件库的种类和数量及MATLABSimulink平台支持,可[5]系统而设计的仿真软件模块,它的元件模型比较多,功能也比见MATLABSimulinkPo
7、werblockset的功能和作用。较全面,目前国内外许多电力系统的研究工作已开始用它作为1.2 电力系统模块可完成以下功能[1]～[3]仿真分析软件。11211 电力系统的稳态分析MATLAB具有较强的开放性,用户可以利用它设计全新的电力系统分析模块中有一个功能,叫做“Stateflow”(译为状元件(包括元件的图形显示、所需参数、内部算法等)。在以后态流),特别适用于含有一台或多台同步发电机的简单或复杂[4]推出的MATLAB新的版本中,又不断地增加新的仿真模块。电力系统的稳态分析。至于系统中各个节点的潮流可以通过作者利用最
8、新版本的MATLAB,以某一水电厂开关站为仿各节点的电压、电流相量值或通过MATLAB的命令来完成稳态真原形,在MATLAB的Simulink环境下,建立了单台水轮发电机潮流计算。的仿真模型,并依此建立了多台水轮发电机并联运行、多路负11212 电力系统的暂态分
