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1、. . 山东农业大学毕 业 论 文基于MATLAB/SIMULINK短路故障仿真及分析 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化3班 届 次 2015届 学生姓名 周光泉 学 号 20110746 指导教师 刘双喜 二一五年六月六日装订线. . . 目 录摘要IIAbstractII1 引言11.1 MATLAB/Simulink概述11.1.1 MATLAB简介及特点11.1.2 SIMULINK简介及特点31.2 电力系统仿真概述41.3 基于MATLAB/Simulink电力系统仿真的发展趋势72 三相短路故障仿真分析92.1 电力系统故障简述92.2 仿真实例112.2
2、.1 实例仿真摘要112.2.2 仿真模型建立122.2.3 三相短路故障仿真及结论分析213 同步发电机机端短路故障仿真分析273.1 暂态过程仿真及分析273.2 其它故障仿真分析294 结束语30参考文献31致谢32iContentsSummaryIIAbstractII1 Introduction11.1 MATLAB/ Simulink Outline11.1.1 MATLAB Introduction and Features11.1.2 Simulink Introduction and Features31.2 Overview of Power System Simulati
3、on41.3 Based on the development trend of MATLAB / Simulink Power System Simulation72 Simulation and Analysis9 2.1 Power System Fault Description9 2.2 Simulation examples112.2.1 The simulation summary 112.2.2 Simulation Model122.2.3 Phase short circuit fault simulation analysis and conclusions213 Syn
4、chronous Generator short-circuit fault simulation273.1 Transient Simulation and Analysis273.2 Other fault simulation analysis294 Conclusion30References31Acknowledgements32ii基于MATLAB/SIMULINK短路故障仿真及分析周光泉(山东农业大学 机械与电子工程学院 山东泰安 271018)摘要:随着电力系统的规模不断增大，很多大型电力科研试验很难以进行。采用传统的方法进行仿真计算工作量大也不直观。MATLAB具有强大的数值
5、计算功能和开放灵活的可视化应用界面，在科学技术和工程的各个领域应用都非常的广泛。因此MATLAB的出现给电力系统仿真带来了新的方法和手段。电力系统仿真是将电力系统中的各环节组成部分等进行数字化建模，以达到模拟实际电力系统运行状况的目的。本文对实例进行仿真，对结果进行分析，以期能够说明MATLAB在电力系统仿真中的应用。关键词:电力系统 仿真 MATLAB 分析 应用Based on MATLAB / SIMULINK Power System Simulation and Application Overview Guangquan Zhou(Mechanical and Electronic
6、 Engineering, Shandong Agricultural University, Taian 271018)Abstract With the increasing scale power systems, many large power is difficult to carry out scientific research and experiments. Using the traditional method simulation workload is not intuitive. MATLAB has powerful numerical computing an
7、d visualization applications open and flexible interface, application in various fields of science, technology and engineering are very broad. Therefore, the emergence of MATLAB power system simulation brings new methods and means. Power system simulation is the purpose of the various aspects of the
8、 power system and other components of digital modeling to achieve simulate the actual operating conditions of the power system. In this paper, examples of simulation results were analyzed, in order to be able to explain MATLAB Applications in Power System Simulation.Keywords: Power systems; Simulati
9、on; MATLAB; Analysis; ApplicationII1 引言 MATLAB是当前国际认可的优秀科技应用软件之一，它以矩阵运算为基础，把计算可视化程序设计融合到交互的工作环境中，可实现工程计算，算法研究，建模和仿真，数据分析及可视化，科学和工程绘图，应用程序开发等功能。Simulink是MATLAB所提供的一个集成环境，它是用来对动态系统进行建模，仿真和分析的。它是一种结合了框图界面和交互仿真功能的，具有非线性动态系统仿真功能的出色工具1。 为支撑社会经济的不断发展，电力工业的发展也非常迅速，重要表现之一就是电力系统的规模不断扩大，这就大大增加了许多大型电力科研试验的进行。一方
10、面是很容易受系统的规模和复杂性的限制；二是一般从系统的安全性角度来讲是不允许进行这些实验的2。综合上述两种情况，科研人员寻求一种最接近电力系统实际运行状况的高精确度的数字化仿真工具是非常必要也非常重要的，目前比较常用的电力系统仿真工具有邦纳维尔电力局开发的BPA程序和EMPT程序，曼尼拖巴高压直流研究中心开发的PSCAD/EMTDC程序以及中国电力科学研究院开发的电力系统分析综合程序PSASP等。1998年，Mathworks公司推出电力系统模块集（Power System Block）后，这样的功能逐渐被电力系统研究人员所接受并使用，使得MATLAB/SIMULINK在电力系统领域的应用日趋
11、完善。1.1 MATLAB/Simulink概述1.1.1 MATLAB简介及特点MATLAB是由英文单词Matri和Laboratory的前3个字母组成。是1984年由Mathworks软件公司开发，并将MATLAB正式推向市场。在之后二十多年的发展和竞争中，MATLAB不断升级出新的版本，现在最常用的版本是7.0版，运行环境也从早期的DOS环境下运行到如今可以在包括Windows,UNIX及Mac OSX等多个操作平台上运行，目前，MALAB已经成为国际上最流行的科学计算与工程计算的软件工具，也正因为此很多人称它为“第四代”计算机语言，在国内外高校和研究部门正扮演着异常重要的角色。在大学里
12、，它是用于初等和高等数学，自然科学和工程学的标准数学工具；在工业界，它是非常高效的研究，开发和分析的工具。随着科技的发展，许多工程师对MATLAB进行了不间断的完善，使其从一个简单的矩阵分析软件逐渐发展成为一个具有极高通用性，并且带有众多实用工具的运算操作平台3。MATLAB为一个交互式系统，基本数据单元是数组，但是这个数组不要求固定的大小，因此可以让用户解决许多技术上的计算问题，特别是实际运行过程当中那些包含矩阵和矢量运算的较为复杂的问题。MATLAB的指令表达使用较为方便，其与数学，工程中常用的习惯形式是十分相似的，而与C，Fortran等高级语言相比，MATLAB的语法规则使用起来就显得
13、更简练，在表达上也与工程习惯更为贴切。正因为如此，人们感觉用MATLAB语言编写程序的过程就犹如在便签上书写公式和求解的过程，因此，MATLAB有被称为“便笺式”的科学工程计算语言的美誉4。除了这些之外，其开放性也是MATLAB最重要和最受人欢迎的特点之一。并且除了内部函数以外，所有的MATLAB主要文件以及各工具箱文件全部都是可以读写可以更改的源文件，这是因为工具箱实际上是由一组复杂的MATLAB函数（M文件）组成，它扩展了MATLAB的功能，因此用户在用来解决特定的问题时仅可以通过对源文件的修改和加入自己编写的文件来构建新的专用工具箱就可以了。MATLAB的整个系统主要由五大部分组成5：（
14、1）MATLAB开发环境 开发环境实际上是一组实用工具，用户通过利用这些工具可以使用MATLAB函数和文件，而在这其中的大多数工具都是图形用户的接口(它包括MATLAB桌面和命令窗口，命令的历史记录以及用来查看帮助的浏览器，工作间，文件和搜索路径)。（2）MATLAB数学函数库 包括许多基本函数和复杂函数。（3）MATLAB语言 这是一个高级的矩阵数组编程语言，带有流程控制语句，以及函数，数据结构，输入输出和面向对象编程的众多特点。（4）图像处理系统（5）MATLAB应用程序接口（API）自从MathWorks公司推出MATLAB后，MATLAB优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力使得其快速的在众多数学软件中脱颖而出。而且随着版本的不断持续升级，它在数值计算和符号计算功能上不断得到了一步一步的完善。MATLAB的特点可以大致概括为以下七点：（1）提供了非常便利的开发环境。MATLAB为用户提供了一组可供用户操作函数和文件的具有图形用户界面的工具，这其中包括有MATLAB主界面，命令窗口，历史命令，编辑和调试，在线浏览帮助，工作空间，搜索路径设置等可视化工具窗口。（2）提供了非常强大的数学应用功能。MATLAB
