电力系统仿真实验指导书杨静编南京工业大学电气工程与控制科学学院2015年5月1目录23实验一大电流接地系统短路故障仿真实验一、实验目的与要求通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统各类短路故障的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对大电流接地系统进行输电线路短路故障仿真实验，以达到理论联系实际的效果，提高学生的感性认识及对电力系统仿真过程的分析能力。本实验要求学生掌握Simulink中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的基本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论知识对仿真结果加以分析。二、实验内容搭建如图1-1所示的系统模型并仿真，该系统有3个电源，4条输电线路，在Line1的末端设置各种类型的短路故障，观察示波器中的电压和电流波形，记录下故障电压电流的有效值。图1-1大电流接地系统短路故障的Simulink仿真模型三、实验仪器设备及耗材1.每组计算机1台、软件Matlab7.0套。4四、实验原理1、SimuLink简要说明SimuLink是基于MATLAB的图形化仿真设计环境，它是MATLAB提供对系统进行建模、仿真和分析的一个软件包。它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并在此基础之上采用MATLAB引擎对动态系统在时域内进行求解。进入SimuLink的2种方法：1)在MATLAB命令行中敲出SimuLink，回车，就打开了SimuLink。2)点击工具栏中的按钮，看图：图1-2进入Simulink2、SimPowerSystems说明SimuLink下的SimPowerSystems可以实现电路、电力系统、电机、电力电子电路的建模与仿真分析，它提供了典型的电气设备和元件，比如变压器、传输线、电机、电力电子器件等等。进入SimPowerSystems的2种方法：1)在MATLAB命令行中敲出powerlib，回车，就打开了SimPowerSystems的元件库。2)进入simulink环境，从左侧的选出SimPowerSystems，看图：5图1-3进入SimPowerSystemsElectricalSources，电源库，有各种电源，交流电压源、交流电流源、直流电压源、受控电压源、受控电流源、电池、三相电源、三相可编程电压源。Elements，元件库，有开关、传输线、电阻、电感、电容、变压器、故障等。Machines，电机库，里面有各种各样的电机，同步、异步、永磁、步进等，还分别给出了部分电机的简化模型和详细模型，SI单位制模型和标幺值模型。Measurements，测量库，里面有各种测量设备，电压、电流、阻抗测量，三相电流电压测量，还有万用表。PowerElectronics，电力电子库，里面包括二极管、晶闸管、理想开关、通用桥、IGBT等电力电子器件。Application，应用库，这里面是一些整合的应用小系统，有风力发电机、特种电机等。ExtraLibrary，附加库。含有controlblock、discretecontrolblock、discretemeasurements、measurements、phasorlibrary等子库。中间就有PLL，单稳态、PWM发生器、FFT、有功无功测量、有效值、平均值、相量测量等等非常有用的模块五、主要技术重点、难点设置算法、故障模块使用、连线的分支六、实验步骤1、新建一个simulinkmodel文件。首先进入simulink界面。就像其他windows应用程序一样，可以通过点击“新建”快捷菜单，这个图标长的和Word中的新建是很像的；可以使用快捷键Ctrl+N；可以通过file->new->model。2、保存新建的文件。文件格式为mdl。保存有三种操作方法：快捷菜单、快捷键和菜单操作。3、按照实验内容要求，将需要的模块“拖出来”。拖出来的分解动作是：左键选中模块，按住左键将其拖拉到工作空间中。仿真电路中各模块名称及提取路径模块名提取路径电源Three-phasesourceSimPowerSystems/EletricalSources线路DistributedParametersLineSimPowerSystems/Elements三相压电流测量模块Three⁃PhaseV⁃IMeasurementSimPowerSystems/Measurements三相故障模块Three⁃PhaseFaultSimPowerSystems/Elements6有效值测量模块RMSSimPowerSystems/ExiraLibrary/Measurements三相序分量分析模块Three-phase-Sequence-AnalyzerSimPowerSystems/ExiraLibrary/Measurements示波器模块ScopeSimulink/Sinks4、重命名拖出来的模块。命名原则就是能根据名称看出它的功能；尽量简洁；符合行业规定和一般习惯。比如，电压源一般命名为Vs，等效电阻...