基于matlabsimulink的电力系统仿真

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1、万方数据·172·工矿自动化谚啦钎譬倦弗}隈唯“警岙；51供电安全采絮k季亭弓吾．{吾．{吾弓吾．{吾弓蝴基于MATLAB／Simulink的电力系统仿真王枫(西安科技大学陕西西安710054)【摘要】通过一个示例介绍了MATLAB6．5电力系统工具箱的应用。依据一个工厂的厂用电供电系统电路模型要求，利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了该系统的仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由断路器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程，表明了M_A_TLAB电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。【关键词】

2、M队TLABSIMULINK电力系统接地故障1引言电力系统的动态仿真研究将不能在实验室进行的电力系统运行模拟得以实现。在判定一个电力系统设计的可行性时，都可以首先在计算机上进行动态仿真研究，它的突出优点是可行、简便、经济。MathWorks公司自1984年正式推出MATLAB后，经过这些年的不断研究，增加了许多功能。MATLAB自身的特点使它获得了对应用学科。特别是对边缘学科和交叉学科的极强的适应能力．并很快成为应用学科计算机辅助分析、设计、仿真以至教学等不可缺少的基础软件。应用MATLAB的各种工具箱可以在很大程度上减小用户编程时的复杂度。自MA

3、甄AB从5．3版本中新增进了电力系统工具箱(PowerSystemBlockset)发展至6．5版本(simPowerSystem)，MATIAB在电力系统中的应用越来越广泛。2MATLAB电力系统工具箱电力系统工具箱是一个基于图形编程的电力系统仿真工具箱。主要是由加拿大的HydroQuebec和International公司共同开发的．其功能非常强大，可以用于电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等过程的仿真，它提供了一种类似电路建模的方式进行模型绘制．使用者不需要自己编程而只需将仿真的电力系统图搭建在工作窗口中，MATLAB自动将其变化成状态方

4、程描述的系统形式，便可以在SIMULINK下进行仿真研究了。电力系统工具箱包含的模块有：ElectricalSources(电源库)、Elements(元件库)、PowerElectronics(电力电子元件库)、Machines(电机库)、Connectors(连接器库)、Measurements(测量仪器库)、ExtraLibrary(附加元件库)、Demos(示例库)、Powergui(图形用户界面graphicaluserinterface)，它是一个电力系统分析模块f1】。为了研究电力系统的特性，搭建的系统应最大限度的再现实际中的电力系统

5、。利用模块库中封装好的模块搭建系统，对各环节元件作了一定的理想化．对各元件的参数也作了一定的取舍与简化，所以若要对有特殊要求的系统进行仿真，仍需建立数学模型编写．m文件，从底层作起。但随着模块库的不断更新与完善。利用已有模块搭建的系统基本能模拟实际电力系统的特性．成为对电力系统进行分析、设计、仿真的一个有力工具。3电力系统仿真示例所需模拟的是一个工厂的厂用电供电系统，主供电回路电源端在0．1秒至0．4秒发生三相接地故障，断路器在0．2秒自动跳闸隔离故障的暂态过程。该系统包括一个由1MW纯阻抗负载和1．68MW(2250马力)电动机负载(ASM)模拟

6、的工厂(B2)，有两回进线给其供电。主供电回路从容量为1000MVA、25kv电压等级的的电网经容量为6MVA、变比为25／2．4kv的降压变压器引入，母线Bl上还接有5MW的纯阻抗负载；另一条进线从一台容量为3．125MVA的柴油发电机万方数据王枫：基于MATLAB／Simulink的电力系统仿真·173·组引入，作为暗备用电源使用。该厂用电供电系统的接线图如图1所示。图1厂用电供电系统接线图利用MATLAB／SIMULINK进行电力系统仿真实验，只需将所需元件模型拖入编程窗口，然后按照仿真电路的拓扑结构连好线路，仿真模型便自动生成。设置好模块参

7、数和仿真参数．选择合适的算法，就可以开始仿真了『21。基于MATLAB6．5搭建的厂用电供电系统仿真模型如图2所示。仿真系统中主供电回路的电网采用三相电源模块(3一PhaseSource)模拟，内部接法为y／A接法；降压变压器采用双绕阻三相变压器模块(ThreePhaseTransfoliner(Two—Windings))，原边绕阻为Y，△接法，副边绕阻为A(D1)接法；纯阻抗负载采用三相并联RLC负载模块(3一PhaseParallelLoad)；故障采用三相故障模块(ThreePhaseFault)，设置为ABC三相接地故障，故障时间从0．1

8、秒到0．4秒：断路器采用三相断路器模块ThreePhaseBreaker)，设置初始状态为关闭(close)，ABC三相动