MATLAB Simulink电力系统建模与仿真 教学课件 作者 于群 第3章　电力系统元件模型及模型库介绍.ppt

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1、第3章　电力系统元件模型及模型库介绍3.1　同步发电机的数学模型3.2　变压器数学模型及基于电气原理图的变压器数学模型3.3　输电线路模型3.4　负荷模型3.5　电力图形用户分析界面(Powergui)模块3.1　同步发电机的数学模型3.1.1　同步电机电气部分模型3.1.2　同步发电机机械部分的数学模型3.1.3　基于电气原理图的同步电机数学模型3.1.1　同步电机电气部分模型图3-1　同步发电机等效电路a)d轴等效电路　b)q轴等效电路3.1.3　基于电气原理图的同步电机数学模型1.简化的同步电机模型2.同步电机模块3.各类模块的应用比较1.简化的同步电机模型图

2、3-2　简化同步电机模块示意图a)标幺制下的简化同步电机模块b)国际单位制下的简化同步电机模块表3-1　简化同步电机模型输出信号输出符号端口定义单位1～3，，is_abc定子三相电流A或者p．u．4～6，，vs_abc定子三相电压V或者p．u．7～9，，e_abc发电机内部三相电源电压V或者p．u．10θThetam转子角度rad11ωwm转子角速度Rad/s或者p．u．12Pe电磁功率VA或者p．u．图3-3　简化同步电机模块参数对话框a)标幺制下的对话框　b)国际单位制下的对话框2.同步电机模块(1)p.u.基本同步电机模块(2)SI(3)p.u.标准同步电机模

3、块图3-4　同步发电机模块示意图a)标幺制下的基本模型　b)国际单位制下的基本模型　c)标幺制下的标准模型表3-2　同步电机模型输出信号输出符号端口定义单位1～3,,is_abc定子三相电流A或者p．u．4～5,is_qd定子q轴和d轴电流A或者p．u．6～9,,,ik_qd励磁电流、q轴和d轴阻尼绕组电流V或者p．u．10～11,phim_qdq轴和d轴磁通量Vs或者p．u．12～13,vs_qd定子q轴和d轴电压V或者p．u．14Δθd_theta转子角偏移量rad15wm转子角速度rad/s表3-2　同步电机模型输出信号16Pe电磁功率VA或者p．u．17Δω

4、dw转子角速度偏移rad/s18θtheta转子机械角rad19Te电磁转矩N·m或者p．u．20δDelta功率角deg21,22,Peo,Qeo输出的有功和无功功率VA或者p．u．图3-5　p.u.基本同步电机模块参数对话框图3-6　p.u.基本同步电机模块饱和仿真复选框图3-7　SI基本同步电机模块参数对话框图3-8　p.u.标准同步电机模块的参数对话框3.2　变压器数学模型及基于电气原理图的变压器数学模型3.2.1　变压器数学模型3.2.2　基于电气原理图的变压器数学模型图3-9　变压器的单相等值电路a)双绕组变压器　b)三绕组变压器图3-10　变压器模块示

5、意图a)三相双绕组变压器　b)三相三绕组变压器图3-11　4种典型连接方式下的双绕组三相变压器图标图3-12　变压器模块的参数对话框图3-13　饱和变压器的图标3.3　输电线路模型3.3.1　输电线路的等效电路3.3.2　基于电气原理图的输电线路数学模型图3-14　输电线路的单相“Π”形等值电路图3-15　长线的多个“Π”形等值电路3.3.2　基于电气原理图的输电线路数学模型1.“Π”形等值模块2.分布参数等值模块图3-16　输电线路“Π”形线路模块示意图a)单相等值电路模块　b)三相等值电路模块图3-17　输电线路“Π”形线路属性参数对话框a)单相等值电路模块参数

6、对话框　b)三相等值电路模块参数对话框图3-18　三相分布参数线路模块图标图3-19　分布参数线路模块参数对话框图3-20　单相和多相分布参数线路模块图标a)单相分布参数线路模块图标　b)多相分布参数线路模块图标3.4　负荷模型3.4.1　负荷的数学模型3.4.2　基于电气原理图的负荷模型3.4.1　负荷的数学模型1.负荷的静态模型2.负荷的动态模型3.异步电动机模型图3-21　异步电动机等效电路3.4.2　基于电气原理图的负荷模型1.静态负荷模型模块2.动态负荷模型模块3.异步电动机模型模块图3-22　静态负荷模型模块图标图3-23　三相RLC串联负荷模块参数对话

7、框图3-24　三相动态负荷模块图3-25　三相动态负荷模型参数对话框3.异步电动机模型模块①Park变换(Rotor(Parktransformation))。把电动机参考轴变换到以旋转的转子为参考轴。②固定参考轴(Stationary)：通过Clarke或αβ变换把电动机参考轴变换到固定的静止的坐标轴。③同步旋转坐标轴(Synchronous)：把电动机参考轴变换到以同步转速旋转的参考轴。图3-26　异步电动机模型模块a)标幺制下的异步电动机模型模块b)有名制下的异步电动机模型模块表3-3　异步电动机输出信号输出符号端口定义单位1～3,,ir_abc转子三相电