基于Matlab/Simulink的电力系统故障仿真与分析孙浩1艳1李张玉欣2（1.吉林化工学院信息与控制工程学院电气工程系吉林吉林132022；2.北华大学电气信息工程学院吉林吉林132021）摘要：以单机无穷大系统为例，研究系统发生短路故障后故障点的电压电流情况。利用Matlab软件，在Simulink仿真平台上搭建短路故障模型进行仿真，仿真波形符合理论分析，表明Matlab具有强大的仿真功能，有助于提高电力系统研究和设计的效率和可信度。关键词：电力系统；短路故障；Simulink中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1671－7597（2012）1120023－02US=220kV。用三相故障元件来模拟短路故障，通过参数设置，该模块可以对相相和相地故障进行模拟。通过Transitiontimes可设置故障时间段，故障起始时间设为0.1s，切除时间设为0.25s。其余参数可用模块的默认值。仿真参数设置：仿真开始时间和终止时间分别0.0s和0.60s；由于电力系统是带发电机的刚性系统，仿真算法可选取ode15s和ode23tb[2]，为得到更准确、快速的解，本文采用0引言电力系统是一个大规模、时变的复杂系统，对国民经济起着非常重要的作用。随着电力工业的发展，在电力系统的研究、规划设计中，仿真软件的应用越来越广泛。MATLAB仿真软件简单易学，使用方便，且提供了丰富的工具箱资源。对于电力系统仿真，常用的模块库为标准SIMULINK模块库和电力系统模块库。在Simulink仿真平台上搭建电力系统模型，若工具箱中现有元件模型达不到系统仿真的要求，可以建立子系统并进行封装[1]，使我们可以更加深入地研究电力系统的行为特性。本文主要利用Matlab软件，在Simulik仿真平台搭建模型，设置参数，对系统短路故障进行仿真，仿真波形与理论分析相符。1电力系统短路故障仿真电力系统的故障可分为简单故障和复合故障。简单故障指的是电力系统中某一处发生短路或断相故障的情况，而复合故障则是指两个以上简单故障的组合。短路故障包括三相短路、单相接地短路、两相短路和两相短路接地；断相故障包括断一相、断两相故障。电力系统在运行中，由于多种原因，难免会出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏，各种短路故障是破坏电力系统正常运行最为常见且危害最大的故障。因此本文以短路故障为例建模仿真。1.1仿真模型的建立单机－无穷大系统模型，是简单电力系统分析的最基本，最主要的研究对象。无穷大系统的容量无限大（相对概念），并且该系统的电压和频率在短路后的暂态过程中保持不变。故本文选择该系统作为建模对象，以简化分析和计算过程。单机无穷大系统如图1所示。图2系统仿真模型1.3仿真结果分析单相接地短路时故障点电压电流波形如图3所示。图1单机无穷大系统图中，UG为发电机组机端电压，XT为变压器的电抗，XL1和XL2是线路电抗，Us是无穷大电源电压。1.2仿真模型及参数设置单相接地短路故障仿真模型如图2所示。模块参数设置：系统频率为50Hz，发电机组转子类型（Rotortype）为凸极（Salient-Pole），容量设置为200MVA，额定电压为13.8KV。三相双绕组变压器（Transformer），变比设置为13.8/230，绕组连接方式为。线路长度为220km。标准电压源的容量设置为10000MVA来模拟无穷大系统，无穷大电源电压障点A相电压波形图中可以看到A相对地电压剧降为零，B，C两非故障相电压仍按正弦波变化；故障前，A、B、C三相的对地电流均为0，A相接地短路后，A相电流迅速增大，短路电流峰值达到大约为5500A，B、C两相对地电流仍为0。故障后三相电压、电流不再对称，0.25s故障切除后，三相电压电流经暂态后达到新的稳定状态，波形符合理论分析。两相短路，两相短路接地，三相短路的故障仿真模型搭建与单相接地短路故障仿真模型相同，三相故障模块的参数设置根据不同的短路类型做相应的修改。如A、B、C三相短路故障需选择A相、B相和C相，不选接地选项（GroudFault）。3结论本文以单机无穷大系统为例，在MATLAB/Simulink仿真平台上建立该系统模型，进行短路故障仿真，研究系统发生短路故障后故障点的电压电流情况。仿真结果表明，Matlab具有强大的仿真功能，有助于提高电力系统研究和设计的效率和可信度，是电力系统仿真研究的有力工具。参考文献：[1]彭建...