电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用第6章PPT课件下载推荐.ppt

1、9）“计算RLC线路参数”（Compute RLC Line Parameters）按键打开窗口，通过导线型号和杆塔结构计算架空输电线的RLC参数。6.1.2 稳态电压电流分析窗口打开“稳态电压电流分析”窗口如图6-3所示。该窗口中含有以下内容：,图6-3“稳态电压电流分析”窗口,（1）“稳态值”（Steady state value）列表框：显示模型文件中指定的电压、电流稳态值。（2）“单位”（Units）下拉框：选择将显示的电压、电流值是“峰值”（Peak）还是“有效值”（RMS）。（3）“频率”（Frequency）下拉框：选择将显示的电压、电流相量的频率。该下拉框中列出模型文件中电源的

2、所有频率。（4）“状态”（States）复选框：显示稳态下电容电压和电感电流的相量值。默认状态为不选。（5）“测量”（Measurements）复选框：显示稳态下测量模块测量到的电压、电流相量值。默认状态为选中。,（6）“电源”（Sources）复选框：显示稳态下电源的电压、电流相量值。（7）“非线性元件”（Nonlinear elements）复选框：显示稳态下非线性元件的电压、电流相量值。（8）“格式”（Format）下拉框：在下拉列表框中选择要观测的电压和电流的格式。“浮点格式”（floating point）以科学计数法显示5位有效数字；“最优格式”（best of）显示4位有效数字并

3、且在数值大于9999时以科学计数法表示；最后一个格式直接显示数值大小，小数点后保留2位数字。默认格式为“浮点格式”。（9）“更新稳态值”（Update Steady State Values）按键：重新计算并显示稳态电压、电流值。,6.1.3 初始状态设置窗口仿真时，常常希望仿真开始时系统处于稳态，或者仿真开始时系统处于某种初始状态，这时，就可以使用“初始状态设置”按键。打开“初始状态设置”窗口如图6-4所示。（1）“初始状态”（Initial state values for simulation）列表框：显示模型文件中状态变量的名称和初始值。（2）“设置到指定状态”（Set selecte

4、d state）文本框：对“初始状态”列表框中选中的状态变量进行初始值设置。（3）“设置所有状态量”（Reset all States）：选择从“稳态”（To Steady State）或者“零初始状态”（To Zero）开始仿真。,（4）“加载状态”（Reload States）：选择从“指定的文件”（From File）中加载初始状态或直接以“当前值”（From Diagram）作为初始状态开始仿真。,图6-4“初始状态设置”窗口,（5）“应用”（Apply）按键：用设置好的参数进行仿真。（6）“返回”（Revert）按键：返回到“初始状态设置”窗口打开时的原始状态。（7）“保存初始状态”

5、（Save Initial States）按键：将初始状态保存到指定的文件中。选择观测的电压和电流的格式。格式类型见6.1.2节。（9）“分类”（Sort values by）下拉框：选择初始状态值的显示顺序。“默认顺序”（Default order）是按模块在电路中的顺序显示初始值；“状态序号”（State number）是按状态空间模型中状态变量的序号来显示初始值；“类型”（Type）是按电容和电感来分类显示初始值。默认格式为“默认顺序”。,6.1.4 潮流计算和电机初始化窗口打开“潮流计算和电机初始化”窗口如图6-5所示。（1）“电机潮流分布”（Machines load flow）列表

6、框：显示“电机”（Machines）列表框中选中电机的潮流分布。（2）“电机”（Machines）列表框：显示简化同步电机、同步电机、非同步电机和三相动态负荷模块的名称。选中该列表框中的电机或负荷后，才能进行参数设置。,图6-5 潮流计算和电机初始化窗口,（3）“节点类型”（Bus type）下拉框：选择节点类型。对于“PV节点”（P&V Generator），可以设置电机的端口电压和有功功率；对于“PQ节点”（P&Q Generator），可以设置电机的有功和无功功率；对于“平衡节点”（Swing Bus），可以设置终端电压UAN的有效值和相角，同时需要对有功功率进行预估。如果选择了非同步电

7、机模块，则仅需要输入电机的机械功率；如果选择了三相动态负荷模块，则需要设置该负荷消耗的有功和无功功率。（4）“终端电压UAB”（Terminal voltage UAB）文本框：对选中电机的输出线电压进行设置（单位：V）。,（5）“有功功率”（Active power）文本框：设置选中的电机或负荷的有功功率（单位：W）。（6）“预估的有功功率”（Active power guess）文本框：如果电机的节点类型为平衡节点的话，设置迭代起始时刻电机的有功功率。（7）“无功功率”（Reactive power）文本框：设置选中的电机或负荷的无功功率（单位：var）。（8）“电压UAN的相角”（Pha

8、se of UAN voltage）文本框：当电机的节点类型为平衡节点时，该文本框被激活。指定选中电机a相相电压的相角。,（9）“负荷频率”（Load flow frequency）下拉框：对潮流计算的频率进行设置，通常为60 Hz或者50 Hz。（10）“负荷潮流初始状态”（Load flow initial condition）下拉框：常常选择默认设置“自动”（Auto），使得迭代前系统自动调节负荷潮流初始状态。如果选择“从前一个结果开始”（Start from previous solution），则负荷潮流的初始值为上次仿真结果。如果改变电路参数、电机的功率分布和电压后负荷潮流不收敛，

9、就可以选择这个选项。,（11）“更新电路和测量结果”（Update Circuit&Measurements）按键：更新电机列表，更新电压相量和电流相量，更新“电机潮流分布”列表框中的功率分布。其中的电机电流是最近一次潮流计算的结果。该电流值储存在电机模块的“初始状态参数”（Initial conditions）文本框中。（12）“更新潮流分布”（Update Load Flow）按键：根据给定的参数进行潮流计算。,6.1.5 LTI视窗打开“LTI视窗”窗口如图6-6所示。（1）“系统输入”（System inputs）列表框：列出电路状态空间模型中的输入变量，选择需要用到LTI视窗的输入变

10、量。（2）“系统输出”（System outputs）列表框：列出电路状态空间模型中的输出变量，选择需要用到LTI视窗的输出变量。（3）“打开新的LTI视窗”（Open New LTI Viewer）按键：产生状态空间模型并打开选中的输入和输出变量的LTI视窗。（4）“打开当前LTI视窗”（Open in current LTI Viewer）按键：产生状态空间模型并将选中的输入和输出变量叠加到当前LTI视窗。,图6-6“LTI视窗”窗口,图6-7“阻抗依频特性测量”窗口,6.1.6 阻抗依频特性测量窗口打开“阻抗依频特性测量”窗口如图6-7所示。,该窗口中含有以下内容：（1）图表：窗口左上侧

11、的坐标系表示阻抗频率特性，左下侧的坐标系表示相角频率特性。（2）“测量模块”（Measurement）列表框：列出模型文件中的阻抗测量模块，选择需要显示依频特性的阻抗测量模块。使用“Ctrl”键可选择多个阻抗显示在同一个坐标中。（3）“范围”（Range）文本框：指定频率范围（单位：Hz）。该文本框中可以输入任意有效的MATLAB表达式。（4）“对数阻抗”（Logarithmic Impedance）单选框：坐标系纵坐标的阻抗以对数值形式表示。,（5）“线性阻抗”（Linear Impedance）单选框：坐标系纵坐标的阻抗以线性形式表示。（6）“对数频率”（Logarithmic Frequ

12、ency）单选框：坐标系横坐标的频率以对数值形式表示。（7）“线性频率”（Linear Frequency）单选框：坐标系横坐标的频率以线性形式表示。（8）“网格”（Grid）复选框：选中该复选框，阻抗频率特性图和相角频率特性图上将出现网格。默认设置为无网格。,（9）“更新后保存数据”（Save data when updated）复选框：选中该复选框后，该复选框下面的“工作间变量名”（Workspace variable name）文本框被激活，数据以该文本框中显示的变量名被保存在工作间中。复数阻抗和对应的频率保存在一起。其中频率保存在第1列，阻抗保存在第2列。默认设置为不保存。（10）“显

13、示/保存”（Display/Save）按键：开始阻抗依频特性测量并显示结果，如果选择了“更新后保存数据”（Save data when updated）复选框，数据将保存到指定位置。6.1.7 FFT分析窗口打开“FFT分析”窗口如图6-8所示。,图6-8“FFT分析”窗口,该窗口中含有以下内容：窗口左上侧的图形表示被分析信号的波形，窗口左下侧的图形表示该信号的FFT分析结果。（2）“结构”（Structure）下拉框：列出工作间中带时间的结构变量的名称。使用下拉菜单选择要分析的结构变量。这些结构变量名可以由“示波器”（Scope）模块产生。打开示波器模块参数对话框，选中“数据历史”（Data

14、 history）标签页，如图6-9所示，在“变量名”（Variable name）文本框中输入该结构变量的名称，在“存储格式”（Format）下拉框中选择“带时间的结构变量”（Structure with time）。,图6-9 由“示波器”模块产生结构变量,这些结构变量名也可以由“到工作间”（To Workspace）模块产生，如图6-10所示。打开该模块的对话窗口，并在“变量名”（Variable name）文本框中输入该结构变量的名称，“存储格式”（Save format）为“结构变量”（Structure）。,图6-10 由“到工作间”模块产生结构变量（a）“到工作间”模块图标；（b

15、）“到工作间”模块参数对话框,（3）“输入变量”（Input）下拉框：列出被选中的结构变量中包含的输入变量名称，选择需要分析的输入变量。（4）“信号路数”（Signal number）下拉框：列出被选中的输入变量中包含的各路信号的名称。例如，若要把a、b、c三相电压绘制在同一个坐标中，可以通过把这三个电压信号同时送入示波器的一个通道来实现，这个通道就对应一个输入变量，该变量含有3路信号，分别为a相、b相和c相电压。（5）“开始时间”（Start time）文本框：指定FFT分析的起始时间。（6）“周期个数”（Number of cycles）文本框：指定需要进行FFT分析的波形的周期数。,（7

16、）“显示FFT窗/显示完整信号”（Display FFT window/Display entire signal）下拉框：选择“显示完整信号”（Display entire signal），将在左上侧插图中显示完整的波形；选择“显示FFT窗”（Display FFT window）将在左上侧插图中显示指定时间段内的波形。（8）“基频”（Fundamental frequency）文本框：指定FFT分析的基频（单位：（9）“最大频率”（Max Frequency）文本框：指定FFT分析的最大频率（单位：（10）“频率轴”（Frequency axis）下拉框：在下拉框中选择“赫兹”（Hertz

17、）使频谱的频率轴单位为Hz，选择“谐波次数”（Harmonic order）使频谱的频率轴单位为基频的整数次倍数。,（11）“显示类型”（Display style）下拉框：频谱的显示类型可以是“以基频或直流分量为基准的柱状图”（Bar（relative to Fund.or DC）、“以基频或直流分量为基准的列表”（list（relative to Fund.or DC）、“指定基准值下的柱状图”（Bar（relative to specified base）、“指定基准值下的列表”（List（relative to specified base）四种类型。（12）“基准值”（Base va

18、lue）文本框：当“显示类型”下拉框中选择“指定基准值下的柱状图”或“指定基准值下的列表”时，该文本框被激活，输入谐波分析的基准值。（13）“显示”（Display）按键：显示FFT分析结果。,6.1.8 报表生成窗口打开“报表生成”窗口如图6-11所示。（1）“报表中包含的内容”（Items to include in the report）：包括“稳态”（Steady state）复选框、“初始状态”（Initial states）复选框和“电机负荷潮流”（Machine load flow）复选框，这三个复选框可以任意组合。（2）“报表中的频率”（Frequency to include

19、 in the report）下拉框：选择报表中包含的频率。可以是60 Hz或者全部，默认为60 Hz。,（3）“单位”（Units）下拉框：选择以“峰值”（Peak）还是“有效值”（Units）显示数据。（4）“格式”（Format）下拉框：与6.1.2节相关内容相同。（5）“报表生成”（Create Report）按键：生成报表并保存。,图6-11“报表生成”窗口,6.1.9 磁滞特性设计工具窗口打开“磁滞特性设计工具”窗口如图6-12所示。（1）“磁滞曲线”（Hysteresis curve for file）图表：显示设计的磁滞曲线。（2）“分段”（Segments）下拉框：将磁滞曲线

20、做分段线性化处理，并设置磁滞回路第1象限和第4象限内曲线的分段数目。左侧曲线和右侧曲线关于原点对称。（3）“剩余磁通”（Remanent flux Fr）文本框：设置零电流对应的剩磁。（4）“饱和磁通”（Saturation flux Fs）文本框：设置饱和磁通。,图6-12“磁滞特性设计工具”窗口,（5）“饱和电流”（Saturation current Is）文本框：设置饱和磁通对应的电流。（6）“矫顽电流”（Coercive current Ic）文本框：设置零磁通对应的电流。（7）“矫顽电流处的斜率”（dF/dI at coercive current）文本框：指定矫顽电流点的斜率。（

21、8）“饱和区域电流”（Saturation region currents）文本框：设置磁饱和后磁化曲线上各点所对应的电流值，仅需设置第1象限值。注意该电流向量的长度必须和“饱和区域磁通”的向量长度相同。,（9）“饱和区域磁通”（Saturation region fluxes）文本框：设置磁饱和后磁化曲线上各点所对应的磁通值，仅需要设置第1象限值。注意该向量的长度必须和“饱和区域电流”的向量长度相同。（10）“变压器额定参数”（Transfo Nominal Parameters）文本框：指定额定功率（单位：VA）、一次绕组的额定电压值（单位：V）和额定频率（单位：（11）“参数单位”（Pa

22、rameter units）下拉框：将磁滞特性曲线中电流和磁通的单位由国际单位制（SI）转换到标幺制（p.u.）或者由标幺制转换到国际单位制。,（12）“放大磁滞区域”（Zoom around hysteresis）复选框：选中该复选框，可以对磁滞曲线进行放大显示。默认设置为“可放大显示”。6.1.10 计算RLC线路参数窗口打开“计算RLC线路参数”窗口如图6-13所示。该窗口可分为三个子窗口，左上窗口输入常用参数（单位、频率、大地电阻和文件注释），右上窗口输入线路的几何结构，下方窗口输入导线的特性。,图6-13“计算RLC线路参数”窗口,1.常用参数子窗口（1）“单位”（Units）下拉框

23、：在下拉菜单中，选择以“米制”（metric）为单位时，以厘米作为导线直径、几何平均半径GMR和分裂导线直径的单位，以米作为导线间距离的单位；选择以“英制”（english）为单位时，以英寸作为导线直径、几何平均半径GMR和分裂导线直径的单位，以英尺作为导线间距离的单位。（2）“频率”（Frequency）文本框：指定RLC参数所用的频率（单位：（3）“大地电阻”（Ground resistivity）文本框：指定大地电阻（单位：m）。输入0表示大地为理想导体。,（4）“注释”（Comments）多行文本框：输入关于电压等级、导线类型和特性等的注释。该注释将与线路参数一同被保存。2.线路几何结

24、构子窗口（1）“导线相数”（Number of phase conductors（bundle）文本框：设置线路的相数。（2）“地线数目”（Number of ground wires（bundle）文本框：设置大地导线的数目。（3）导线结构参数表：输入导线的“相序”（Phase number）、“水平挡距”（X）、“垂直挡距”（Y tower）、“挡距中央的高度”（Y min）、“导线的类型”（Conductor（bundle）type）共五个参数。,3.导线特性子窗口（1）“导线类型的个数”（Number of conductor types or bundle types）文本框：设置需

25、要用到导线类型（单导线或分裂导线）的数量。假如需要用到架空导线和接地导线，该文本框中就要填“2”。（2）“导线内电感计算方法”（Conductor internal inductance evaluated from）下拉框：选择用“直径/厚度”（T/D ratio）、“几何平均半径”（Geometric Mean Radius（GMR）或者“1英尺（米）间距的电抗”（Reactance Xa at 1-foot spacing）进行内电感计算。（3）“考虑导线集肤效应”（Include conductor skin effect）复选框：选中该复选框后，在计算导线交流电阻和电感时将考虑集肤效

26、应的影响。若未选中，电阻和电感均为常数。,（4）导线特性参数表：输入导线“外径”（Conductor Outside diameter）、“T/D”（Conductor T/D ratio）、“GMR”（Conductor GMR）、“直流电阻”（Conductor DC resistance）、“相对磁导率”（Conductor relative permeability）、“分裂导线中的子导线数目”（Number of conductors per bundle）、“分裂导线的直径”（Bundle diameter）、“分裂导线中1号子导线与水平面的夹角”（Angle of conduct

27、or 1）共八个参数。（5）“计算RLC参数”（compute RLC parameters）按键：点击该按键后，将弹出RLC参数的计算结果窗口。,（6）“保存”（Save）按键：点击该按键后，线路参数以及相关的GUI信息将以后缀名.mat被保存。（7）“加载”（Load）按键：点击该按键后，将弹出窗口，选择“典型线路参数”（Typical line data）或“用户定义的线路参数”（User defined line data）将线路参数信息加载到当前窗口。,6.2 电力系统稳态仿真6.2.1 连续系统仿真以例4.4为例，说明Powergui模块在电力系统稳态仿真分析中的应用。【例6.1】计算例4.4的潮流分布，并利用Powergui模块实现连续系统的稳态分析。解：例4.4看似一个极简单的电路，可是它的潮流分析却不简单。已知电源侧的电压幅值、相角和额定电压下的负荷大小，这意味着在求出负荷侧电压前，负荷未知，因此按潮流计算的理论进行分析，这种电路必须经过一些假设，并反复迭代计算，直到逼近真实解。但是，利用Powergui模块却很简单。,图6-14 例6.1的系统仿真图,（1）重新布置系统仿真图，如图6-14所示。相对例4.4，本例添加了新的模块，新增模块的名称及提取路径如表6-2所示。,表6-2 例6.1新增模块的名称及