MATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真內(nèi)容簡介

這是一本針對電氣工程及其自動化專業(yè)的MATI,AB/Simulink仿真入門教材?！禡ATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真》涵蓋了電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析、電力系統(tǒng)繼電保護、高壓直流輸電、柔性輸電以及風力發(fā)電等主干課程?！禡ATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真》各仿真例程都是相關課程的主要知識點，并為讀者提供仿真源程序，以幫助讀者在學習MATLAB的過程中鞏固專業(yè)知識，較快地進入電力系統(tǒng)仿真這一領域。《MATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真》共9章，第1章為MATLAB基礎知識；第2章為Simulink仿真入門；第3章為電力系統(tǒng)元件模型及模型庫介紹；第4章為MATLAB在電力系統(tǒng)潮流計算中的應用實例；第5章為MATLAB在電力系統(tǒng)故障分析中的仿真實例；第6章為。MATLAB在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應用實例；第7章為MATLAB在微機繼電保護中的應用實例；第8章為MAT[AB在高壓直流輸電及柔性輸電中的仿真實例；第9章為MATLAB在風力發(fā)電技術中的應用仿真?！禡ATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真》可作為高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)的本科、?？平滩?，也可作為電氣工程相關專業(yè)研究生、電力系統(tǒng)工程技術人員的參考書。

前言

第1章 MAlLAB基礎知識

1.1 MATLAB簡介

1.1.1 概述

1.1.2 MATLAB安裝與運行

1.2 MATLAB工作環(huán)境

1.3 MATLAB7.0的通用命令

1.4 MATLAB的計算基礎

1.4.1 M.ATLAB的預定義變量

1.4.2 常用運算和基本數(shù)學函數(shù)

1.4.3 數(shù)值的輸出格式

1.5 基本賦值和運算

1.6 MATLAB程序設計基礎

1.7 MATLAB的繪圖功能

第2章 sjmulink仿真入門

2.1 Simulink基本操作

2.1.1 運行Simulink

2.1.2 Simulink模塊庫

2.1.3 Simulink模塊的操作

2.2 運行仿真及參數(shù)設置簡介

2.2.1 運行仿真

2.2.2 仿真參數(shù)設置簡介

2.3 創(chuàng)建模型的基本步驟及仿真算法簡介

2.3.1 創(chuàng)建模型的基本步驟

2.3.2 仿真算法簡介

2.4 子系統(tǒng)及其封裝

2.4.1 創(chuàng)建子系統(tǒng)

2.4.2 封裝子系統(tǒng)

第3章 電力系統(tǒng)元件模型及模型庫介紹

3.1 同步發(fā)電機的數(shù)學模型

3.1.1 同步電機電氣部分模型

3.1.2 同步發(fā)電機機械部分的數(shù)學模型

3.1.3 基于電氣原理圖的同步電機數(shù)學模型

3.2 變壓器數(shù)學模型及基于電氣原理圖的變壓器數(shù)學模型

3.2.1 變壓器數(shù)學模型

3.2.2 基于電氣原理圖的變壓器數(shù)學模型

3.3 輸電線路模型

3.3.1 輸電線路的等效電路

3.3.2 基于電氣原理圖的輸電線路數(shù)學模型

3.4 負荷模型

3.4.1 負荷的數(shù)學模型

3.4.2 基于電氣原理圖的負荷模型

3.5 電力圖形用戶分析界面（Powergui）模塊

3.5.1 Powergui模塊主窗口介紹

3.5.2 穩(wěn)態(tài)電壓電流分析窗口

3.5.3 初始狀態(tài)設置窗口

3.5.4 潮流計算和電機初始化窗口

3.5.5 LTI視窗

3.5.6 阻抗依頻特性測量視窗

3.5.7 FFT分析窗口

3.5.8 報表生成窗口

3.5.9 磁滯特性設計工具窗口

3.5.1 0計算RLC線路參數(shù)窗口

第4章 MATLAB在電力系統(tǒng)潮流計算中的應用實例

4.1 MAllPOwER軟件在電力系統(tǒng)潮流計算中的應用實例

4.1.1 MATPOWER的安裝

4.1.2 MATPOWER的主要技術規(guī)則

4.1.3 MATPOWER應用舉例

4.2 POWergui在簡單電力系統(tǒng)潮流計算中的應用實例.

4.2.1 電力系統(tǒng)元件的模型選擇

4.2.2 模型參數(shù)的計算及設置

4.2.3 計算結果及比較

第5章 MATLAB在電力系統(tǒng)故障分析中的仿真實例

5.1 無窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路仿真

5.1.1 無窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程

5.1.2 無窮大功率電源供電系統(tǒng)仿真模型構建

5.1.3 仿真結果及分析

5.2 同步發(fā)電機突然短路的暫態(tài)過程仿真.

5.2.1 同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程簡介

5.2.2 同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程的數(shù)值計算與仿真方法

5.3 小電流接地系統(tǒng)單相故障

5.3.1 小電流接地系統(tǒng)單相故障特點簡介

5.3.2 小電流接地系統(tǒng)仿真模型構建

5.3.3 仿真結果及分析

第6章 MATLAB在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應用實例

6.1 簡單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性仿真分析

6.1.1 電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性簡介

6.1.2 簡單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性計算與仿真

6.2 簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性仿真分析

6.2.1 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性簡介

6.2.2 簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性計算

6.2.3 簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性仿真

第7章 MATLAB在微機繼電保護中的應用實例

7.1 簡單數(shù)字濾波器的MATLAB輔助設計和分析方法

7.1.1 減法濾波器（差分濾波器）簡介

7.1.2 減法濾波器設計分析舉例

7.2 微機繼電保護算法的MATLAB輔助設計和分析方法.

7.2.1 基于正弦函數(shù)模型的微機繼電保護算法

7.2.2 全波傅里葉算法

7.3 輸電線路距離保護的建模與仿真

7.3.1 方向阻抗繼電器的數(shù)學模型

7.3.2 方向阻抗繼電器的仿真模型

7.3.3 仿真結果

7.4 simulink在變壓器微機繼電保護中的應用舉例

7.4.1 變壓器仿真模型構建

7.4.2 變壓器空載合閘時勵磁涌流的仿真

7.4.3 變壓器保護區(qū)內(nèi)、外故障時比率制動的仿真

7.4.4 變壓器繞組內(nèi)部故障的簡單仿真

7.5 輸電線路故障行波仿真舉例.

7.5.1 行波的基本概念

7.5.2 輸電線路故障行波仿真模型的構建

7.5.3 輸電線路故障行波的提取

7.5.4 仿真結果

第8章 MATLAB在高壓直流輸電及柔性輸電中的仿真實例

8.1 高壓直流輸電系統(tǒng)的仿真實例

8.1.1 HVDC系統(tǒng)的基本結構與工作原理

8.1.2 HVDc系統(tǒng)的仿真模型描述

8.1.3 HVDC系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性

8.1.4 HVDC系統(tǒng)的起停和階躍響應仿真

8.1.5 HVDc系統(tǒng)直流線路故障仿真

8.1.6 HVDC系統(tǒng)交流側線路故障仿真

8.2 靜止無功補償器（SVC）的仿真實例

8.2.1 SVC的基本結構與工作原理

8.2.2 Simulink中的SVC模塊介紹

8.2.3 SVC系統(tǒng)的仿真模擬

8.3 晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）的仿真實例

8.3.1 TCSC基本原理與數(shù)學模型簡介

8.3.2 Simulink中的TCSC模塊介紹

8.3.3 利用TCSC提高系統(tǒng)輸電容量的仿真模擬

8.3.4 TCSC對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的仿真模擬

第9章 MATLAB在風力發(fā)電技術中的應用仿真

9.1 定速風電機組的仿真實例

9.1.1 定速風電機組的工作原理

9.1.2 定速風電機組的模型仿真

9.2 雙饋變速風電機組的仿真實例

9.2.1 基于雙饋感應發(fā)電機的變速風電機組的工作原理

9.2.2 雙饋變速風電機組的模型仿真

參考文獻 2100433B

本書共9章，第1章為MATLAB基礎知識；第2章為Simulink仿真入門；第3章為電力系統(tǒng)元件模型及模型庫介紹；第4章為MATLAB在電力系統(tǒng)潮流計算中的應用實例；第5章為MATLAB在電力系統(tǒng)故障分析中的仿真實例；第6章為MATLAB在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應用實例；第7章為MATLAB在微機繼電保護中的應用實例；第8章為MATLAB在高壓直流輸電及柔性輸電中的仿真實例；第9章為MATLAB在風力發(fā)電技術中的應用仿真。

第1章 概述 1

1.1 電力系統(tǒng)常用仿真軟件簡介 1

1.2 MATLAB/SIMULINK概述 2

1.2.1 MATLAB/SIMULINK發(fā)展簡史 2

1.2.2 MATLAB/SIMULINK產(chǎn)品分類 5

1.2.3 MATLAB/SIMULINK的特點 7

1.3 簡單電路演示 9

習題 15

第2章 MATLAB編程基礎 16

2.1 MATLAB的工作環(huán)境 16

2.1.1 MATLAB程序主界面 16

2.1.2 文本編輯窗口 20

2.2 MATLAB語言的基本元素 21

2.2.1 變量 21

2.2.2 賦值語句 21

2.2.3 矩陣及其元素的表示 23

2.3 矩陣的MATLAB運算 27

2.3.1 矩陣的代數(shù)運算 27

2.3.2 矩陣的關系運算 30

2.3.3 矩陣的邏輯運算 31

2.4 MATLAB的程序流程控制 32

2.4.1 循環(huán)控制結構 32

2.4.2 條件轉移結構 33

2.5 M文件的編寫 34

2.5.1 命令文件 34

2.5.2 函數(shù)文件 37

2.6 MATLAB的圖形繪制 39

2.6.1 二維圖形的繪制 40

2.6.2 三維圖形的繪制 47

2.6.3 圖形對象屬性設置 50

2.7 MATLAB編程仿真與應用 52

2.7.1 簡單電路仿真中的應用 52

2.7.2 電力信號分析處理中的應用 55

習題 56

第3章 SIMULINK應用基礎 59

3.1 SIMULINK仿真環(huán)境 59

3.1.1 SIMULINK模塊庫瀏覽器 59

3.1.2 SIMULINK仿真平臺 60

3.2 SIMULINK的基本操作 62

3.2.1 模塊及信號線的基本操作 62

3.2.2 系統(tǒng)模型的基本操作 64

3.2.3 子系統(tǒng)的建立與封裝 64

3.3 SIMULINK系統(tǒng)建模 70

3.4 SIMULINK運行仿真 74

3.4.1 運行仿真過程 74

3.4.2 仿真參數(shù)的設置 75

3.4.3 示波器的使用 77

3.5 SIMULINK模塊庫 80

3.5.1 標準SIMULINK模塊庫 80

3.5.2 電力系統(tǒng)模塊庫 81

3.6 SIMULINK系統(tǒng)仿真應用 83

3.6.1 一般控制系統(tǒng)中的仿真應用 83

3.6.2 簡單電路系統(tǒng)中的仿真應用 86

習題 90

第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 92

4.1 同步發(fā)電機模型 92

4.1.1 同步發(fā)電機等效電路 92

4.1.2 簡化同步電機模塊 93

4.1.3 同步電機模塊 97

4.2 電力變壓器模型 106

4.2.1 三相變壓器等效電路 106

4.2.2 雙繞組三相變壓器模塊 107

4.2.3 互感線圈 115

4.2.4 其它 116

4.3 輸電線路模型 116

4.3.1 輸電線路等效電路 117

4.3.2 RLC串聯(lián)支路模塊 117

4.3.3 PI型等效電路模塊 118

4.3.4 分布參數(shù)線路模塊 119

4.4 負荷模型 125

4.4.1 靜態(tài)負荷模塊 125

4.4.2 三相動態(tài)負荷模塊 126

4.4.3 異步電動機模塊 126

4.4.4 直流電機模塊 133

習題 136

第5章 電力電子電路仿真分析 138

5.1 電力電子開關模塊 138

5.1.1 二極管模塊 139

5.1.2 晶閘管模塊 141

5.1.3 可關斷晶閘管模塊 145

5.1.4 電力場效應晶體管模塊 148

5.1.5 絕緣柵極雙極性晶體管模塊 152

5.1.6 理想開關模塊 156

5.2 橋式電路模塊 160

5.2.1 三電平橋式電路模塊 160

5.2.2 通用橋式電路模塊 163

5.3 驅動電路模塊 168

5.3.1 同步6脈沖發(fā)生器 168

5.3.2 同步12脈沖發(fā)生器 172

5.3.3 PWM脈沖發(fā)生器 178

習題 184

第6章 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)仿真 187

6.1 Powergui模塊 187

6.1.1 主窗口功能簡介 187

6.1.2 穩(wěn)態(tài)電壓電流分析窗口 189

6.1.3 初始狀態(tài)設置窗口 190

6.1.4 潮流計算和電機初始化窗口 191

6.1.5 LTI視窗 192

6.1.6 阻抗依頻特性測量窗口 193

6.1.7 FFT分析窗口 194

6.1.8 報表生成窗口 196

6.1.9 磁滯特性設計工具窗口 196

6.1.10 計算RLC線路參數(shù)窗口 198

6.2 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真 199

6.2.1 連續(xù)系統(tǒng)仿真 199

6.2.2 離散系統(tǒng)仿真 204

6.2.3 相量法仿真 208

6.3 電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真 209

6.3.1 斷路器模塊 209

6.3.2 暫態(tài)仿真分析 214

6.4 電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真 219

6.4.1 輸電系統(tǒng)的描述 220

6.4.2 單相故障 222

6.4.3 三相故障 223

習題 223

第7章 高壓電力系統(tǒng)的電力裝置仿真 227

7.1 輸電線路串聯(lián)電容補償裝置仿真 227

7.1.1 系統(tǒng)描述 227

7.1.2 初始狀態(tài)設置和穩(wěn)態(tài)分析 230

7.1.3 暫態(tài)分析 231

7.1.4 頻率分析 234

7.1.5 母線B2故障時的暫態(tài)分析 236

7.2 基于晶閘管的靜止無功補償裝置仿真 238

7.2.1 系統(tǒng)描述 239

7.2.2 SVC的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性 241

7.2.3 TSC1換相失敗的仿真 243

7.3 基于GTO的靜止同步補償裝置仿真 244

7.3.1 系統(tǒng)描述 244

7.3.2 STATCOM的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性 247

7.4 基于晶閘管的HVDC系統(tǒng)仿真 249

7.4.1 系統(tǒng)描述 249

7.4.2 直流和交流系統(tǒng)的頻率響應 252

7.4.3 系統(tǒng)啟/停的穩(wěn)態(tài)和階躍響應 253

7.4.4 直流線路故障 254

7.4.5 逆變器交流側a相接地故障 255

7.5 基于VSC的HVDC系統(tǒng)仿真 256

7.5.1 系統(tǒng)描述 256

7.5.2 動態(tài)特性仿真 260

第8章 定制模塊 263

8.1 定制非線性模塊 263

8.1.1 非線性電感模塊 263

8.1.2 定制非線性電阻元件 271

8.1.3 定制模塊庫 274

8.2 S函數(shù)的編寫及應用 275

8.2.1 S函數(shù)模塊 275

8.2.2 S函數(shù)的編寫 276

附錄A SIMULINK仿真平臺菜單欄 285

附錄B SIMULINK仿真平臺工具欄 288

附錄C SIMULINK模塊庫 290

附錄D SimPowerSystems模塊庫 300

參考文獻 311 2100433B