基于ＭＡＴＬＡＢ的电力系统并网运行分析
魏兴发
（昆明冶金研究院）
摘要：运用ＭＡＴＬＡＢ６．５软件做电力系统模型的发电机并网运行仿真实验，通过各种运行情况的仿真实验和分析，对实际的电力系统 运行故障防范于未然，保证电力系统稳定运行；运用ＭＡＴＬＡＢ６．５软件建立单机无穷大系统模型，并利用其仿真功能对该模型的各种运
行情况进行仿真实验和分析，得到相关结论。 关键词：ＭＡＴＬＢ仿真实验；并网运行；稳定性
１发电机并网运行的原理
１．１ ＭＡＴＬＡＢ简介
ＭＡＴＬＡＢ是由美国Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ公司开发的大型软件，在
ＭＡＴ￣Ｂ软件中，包括了两大部分：数学计算和工程仿真。
ＭＡＴＬＡＢ软件在电力系统建模和仿真中的应用，主要涉及到电
力系统仿真模块（Ｓｉｒｅｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ）和控制系统工具箱（Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｏｏｌｂｏｘ）。利用ＭＡＴＬＡＢ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中的控制函数模块来
构建新元件的数学模型，研究元件的外部特性，即系统级的仿
真。
运用ＭＡＴＡＬＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中的电力系统工具箱，对多机电力
系统的并网、功率的调节以及系统的稳定性进行虚拟实验。它
能容易地解决在系统仿真领域的教学和研究中遇到的困难。从
而将使用者从繁琐、无谓的低层编程中解放出来，把有限的宝
贵时间更多地用在解决其它问题中去。
１．２并网的原理
准同期并列的基本原理主要是对电压Ｕ 和滑差角频率ｔｏｔ）
进行检测和控制。电压Ｕ 并列断路器ＱＦ两侧间的电压差
为Ｕ ；滑差角频率∞ 一反应待并发电机的频率和电网频率之
间相差的程度‘｜） ＝ＣＯＧ－Ｏ￣ 。根据电压Ｕ 和滑差角频率（ｏ ，选择合
适的时间发出合闸信号，让合闸瞬间的电压Ｕ 值在允许值以
内，也就是让并列断路器ＱＦ两侧发电机和电网的电压幅值差、
频率差以及相角差在允许值以内，使并列断路器合闸时冲击电
流尽可能小，并网后能迅速进入同步运行状态。
２发电机并网运行仿真试验
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电力系统暂态时域仿真的区间改进欧拉法
作者：钱莉
来源：《科学家》2016年第16期
摘要电力系统暂态时域仿真中，一些参数在测量和实际运行中存在不确定性，故引入区间改进欧拉法进行暂态时域仿真。本文将传统暂态仿真中的数据转化为区间数处理，将某些参数设置为区间数，利用改进欧拉法交替求解DAE问题，得出参数变化对系统相对功角的影响。结合IEEE-39算例进行区间改进欧拉法的暂态时域仿真，分析表明本文方法是有效的。
关键词电力系统；暂态时域仿真；区间运算；改进欧拉法；交替求解
随着社会的发展，现代电网规模和复杂度越来越大，维持电力系统的暂态稳定非常重要，对电力系统进行暂态稳定计算分析是至关重要的。系统暂态稳定分析目前应用最广泛的是时域仿真法，可适用于大型电力系统，时域仿真法中常用的是改进欧拉法和隐式梯形积分法。在参数测量及实际运行时，电力系统的各项数值存在着不确定情况，故利用区间方法来对电力系统进行暂态时域仿真能较好地囊括这些不确定情况。本文所用的改进欧拉法来交替求解DAE问题时，可消除“交接误差”，花费机时少。因而，本文提出一种利用区间改进欧拉算法来实现电力系统暂态时域仿真的方法，计及系统中参数发生微小变化，得出微小变化对于相对功角产生的影响。
1基于改进欧拉法的暂态时域仿真区间算法
1.1区间数的定义
犹如有理数可以看作一对有序整数，复数可以看成一对有序实数一样，也可以定义区间数如下：
1.2电力系统暂态时域仿真的改进欧拉法
暂态仿真中系统的数学模型一般形式可表示为
1.3暂态时域仿真的区间改进欧拉法
基于上述改进欧拉法的暂态时域仿真，在进行区间运算时，必须将所有变量转化为区间数处理。本文将发电机的机械功率作为区间数来处理，通过编程实现电力系统暂态时域仿真，得到发电机相对功角随时间的变化图，得出发电机的机械功率对功角变化的影响。
1
基于MATLAB/Simulink电力系统短路故障分析与仿真
摘要：
MATLAB有强大的运算绘图能力，给用户提供了各种领域的工具箱，而且编程语法简单易学。论文对电力系统的短路故障做了简要介绍并对短路故障的过程进行了理论分析和MATLAB软件在电力系统中的应用，介绍了Matlab／Simulink的基本特点及利用MATLAB进行电力系统仿真分析的基本方法和步骤。在仿真平台上，以单机—无穷大系统为建模对象，通过选择模块，参数设置，以及连线，对电力系统的多种故障进行仿真分析。
关键词：MATLAB、短路故障、仿真、电力系统
Abstract：
MATLAB has powerful operation ability to draw, toolkit provides users with a variety of
fields, and easy to learn programming grammar. Paper to give a brief introduction of
fault of the power system and the process of fault are analyzed in theory and the
application of MATLAB software in power system, this paper introduces the basic
characteristics of MATLAB/Simulink and MATLAB power system simulation analysis
of the basic methods and steps. On the simulation platform, with single - infinity
system for modeling object, by selecting module, parameter Settings, as well as the
电力系统的建模和仿真方法
电力系统是现代社会不可或缺的一部分，它是连接发电、输电、配电等各个环节的集成系统，也是保障能源供应和社会稳定运转的重要基础设施之一。在不断变革的环境中，电力系统的稳定、安全和可靠性受到了越来越多的挑战，因此需要更加精准、高效和智能的控制和管理方式。为此，电力系统的建模和仿真方法得到了广泛的关注和引用，本文就电力系统的建模和仿真方法进行描述和分析。
一、电力系统建模方法
电力系统建模是利用数学模型将电力系统的各个组成部分进行抽象和描述，它是电力系统的分析和设计的重要基础。目前，电力系统建模方法主要分为静态建模和动态建模两种。
1、静态建模
静态建模是基于电力系统的拓扑结构和参数信息，将电力系统抽象为框架结构和等效电路网络，通过数学方法计算网络中各个节点的电压、电流、功率、损耗和能量传输等参数，以实现对电力系统静态特性的分析和评估。
静态建模主要包括拓扑建模和参数建模两部分。拓扑建模是根据电力系统的物理层次，将发电、变电、输电、配电等不同的电力设备和线路连接起来，建立电网拓扑结构图。参数建模是指针对电力系统的各个部位，结合拓扑信息和实测数据，计算出相应的电路参数，如电阻、电容、电感、导纳、传输损耗等，将电力系统建模为一个等效的电路网络。
2、动态建模
动态建模是建立在静态建模的基础之上，对电力系统的时变特性进行描述和分析。它考虑到了电力系统的动态过程，可以模拟电力系统出现故障或大规模负荷变化等情况下的响应过程，并预测电网的稳定性和可靠性。
动态建模主要包括相量建模和时域建模两种。相量建模是基于瞬时相量理论，将电力系统抽象为粗略的传输线等效电路模型，通过计算机仿真技术，分析电压和电流的动态行为，预测电网的稳定性和故障分析。时域建模是基于微分方程组的建模方法，将电力系统的动态过程建模为一个系统方程组，通过求解方程组，得到电网的响应特性。
二、电力系统仿真方法
电力系统的仿真技术是模拟电力系统运行过程的一种有效方法，可以预测电力系统各种工况下的性能和响应能力，以便评估电力系统的效能和可靠性。
