基于Simulink的简单电力系统仿真

实验七 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验一、实验目的１）掌握Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库的应用； ２）掌握Simulink 的powergui 模块的应用；３）掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法；二、实验内容单机无穷大电力系统如图7-1所示。

平衡节点电压00 V V =︒ 。

负荷功率10L P kW =。

线路参数：电阻1l R =Ω；电感0.01l L H =。

发电机额定参数：额定功率100n P kW =；额定电压n V V =；额定励磁电流70 fn i A =；额定频率50n f Hz =。

发电机定子侧参数：0.26s R =Ω，1 1.14 L mH =，13.7 md L mH =，11 mq L mH =。

发电机转子侧参数：0.13f R =Ω，1 2.1 fd L mH =。

发电机阻尼绕组参数：0.0224kd R =Ω，1 1.4 kd L mH =，10.02kq R =Ω，11 1 kq L mH =。

发电机转动惯量和极对数分别为224.9 J kgm =和2p =。

发电机输出功率050 e P kW =时，系统运行达到稳态状态。

在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时，分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。

GV三、实验要求（1）利用SimPowerSystems库中的发电机模型、三相负荷模型建立系统的仿真模型；（2）利用powergui模块，对系统的稳态响应及发电机的初始值进行分析，并给发电机付初始值；（3）利用Bus Selector模块分选出需要的发电机输出参数。

利用Three-Phase V-I Measurement模块测量三相电压与电流参数。

（4）给出平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。

matlab_simulink电力系统建模与仿真大纲标题：MATLAB Simulink电力系统建模与仿真大纲正文：一、引言电力系统的建模与仿真是电气工程中的重要内容之一。

通过使用MATLAB Simulink工具，可以方便快捷地进行电力系统的建模与仿真，以评估系统性能、优化控制策略等。

本文将介绍电力系统建模与仿真的大纲，以帮助读者了解该领域的基本知识和相关技术。

二、电力系统建模1.电力系统概述：介绍电力系统的基本概念和组成部分，包括发电机、变压器、传输线路和负荷等。

2.电力系统参数：讲解电力系统中常用的参数，如电压、电流、功率等，并介绍如何进行测量和计算。

3.母线和节点建模：介绍母线和节点的概念，并详细说明如何进行建模和连接。

4.发电机建模：介绍发电机的建模方法，包括动态模型和静态模型。

5.变压器建模：讲解变压器的建模方法，包括理想变压器模型和实际变压器模型。

6.传输线路建模：介绍传输线路的建模方法，包括电气距离模型和传输线模型。

7.负荷建模：讲解负荷的建模方法，包括恒阻抗负荷模型和恒功率负荷模型。

三、电力系统仿真1.仿真模型的构建：介绍如何在MATLAB Simulink中构建电力系统仿真模型，包括模块的选择和参数的配置。

2.仿真参数的设置：讲解仿真参数的设置，包括仿真时间、步长等。

3.仿真结果的分析：说明如何对仿真结果进行分析，包括波形显示、频谱分析等。

4.仿真案例：通过几个典型的电力系统案例，演示如何进行建模和仿真，以及如何分析仿真结果。

四、总结本文简要介绍了MATLAB Simulink电力系统建模与仿真的大纲。

通过学习和实践，读者可以掌握电力系统建模与仿真的基本方法和技巧，并应用于实际工程中。

希望本文能为读者提供有益的指导，进一步探索和研究电力系统领域。

Simulink电力电子仿真模块详细介绍1、二极管1.1、电路符号和静态伏安特性：1.2、模块图标：1.3、外部接口：二极管模块有2个电气接口和1个输出接口。

2个电气接口（a,k）分别位于二极管的阳极和阴极。

输出接口（m）输出二极管的电流和电压测量值（Iak、Vak），其中电流单位A，电压单位V。

1.4参数设置：（1）Resistance Ron：导通电阻，单位Ω，当电感为0时，电阻不能为0；（2）Inductance Lon：电感，单位H，当电阻为0时，电感不能为0；（3）Forward voltage Vf：正向电压，当二极管正向电压大于Vf后，二极管导通；（4）Initial current Ic：初始电流，通常为0；（5）Snubber resistance Rs：并联缓冲电路的电阻值，设置inf时取消缓冲电阻；（6）Snubber capacitance Cs：缓冲电路电容值，单位F，当电容为0时，取消缓冲电容；设置inf时，缓冲电路为纯电阻性电路；（7）Show measurement port:选中复选框，出现测量输出接线口m，可观测二极管的电流和电压值。

2、晶闸管模块2.1、原理当晶闸管承受正向电压（Vak＞0）且门极有正的触发脉冲（g＞0）时，晶闸管导通。

触发脉冲必须足够宽，才能使阳极电流Iak大于设定的晶闸管擎住电流I1，否则晶闸管任要转向关断。

导通晶闸管阳极电流下降到0，或者承受反向电压时关断。

2.2、电路负荷和静态伏安特性2.3、模块图例详细模块简化模块2.4、外部接口晶闸管模块有2个电气接口，1个输入接口和1个输出接口。

2个电气接口（a，k）分别对应晶闸管的阳极和阴极。

输入接口（g）为门极逻辑信号。

输出接口（m）输出晶闸管的电流和电压测量值（Iak、Vak），其中电流单位为A，电压单位为V。

2.5、参数设置：（1）Resistance Ron：导通电阻，单位Ω，当电感为0时，电阻不能为0；（2）Inductance Lon：电感，单位H，当电阻为0时，电感不能为0；（3）Forward voltage Vf：正向电压，晶闸管的门槛电压Vf；（4）Latching current Il：擎住电流，（简单模块无该选项）；（5）Turn-off time Tq：单位s，它包括阳极电流下降到0的时间和晶闸管正向阻断的时间，（简单模块无该项）；（6）Initial current Ic：初始电流，单位A，当电感值大于0时，可以设置仿真开始晶闸管的初始电流值，通常为0；（7）Snubber resistance Rs：并联缓冲电路的电阻值，设置inf时取消缓冲电阻；（8）Snubber capacitance Cs：缓冲电路电容值，单位F，当电容为0时，取消缓冲电容；设置inf时，缓冲电路为纯电阻性电路；（9）Show measurement port:选中复选框，出现测量输出接线口m，可观测晶闸管的电流和电压值。

MATLAB-SIMULINK在电力系统工程仿真中的应用MATLAB/SIMULINK在电力系统工程仿真中的应用随着电力系统的规模日益庞大和复杂性的增加，为确保电力系统的安全可靠运行，电力系统工程仿真成为了工程设计和运维过程中的重要环节。

MATLAB/SIMULINK作为一种强大的仿真工具，可以有效地模拟电力系统的各种电路、设备与系统，为电力系统工程提供精确的仿真分析与设计。

电力系统工程仿真是一种通过计算机模拟的方法，用以预测和分析电力系统的运行状况和特性。

在传统的电力系统工程中，工程师们常常使用基于经验公式和简化模型的手工计算方法进行设计和评估。

然而，由于电力系统的复杂性和不确定性，采用手工计算方法不仅效率低下，而且容易出现误差。

相比之下，MATLAB/SIMULINK具有更高的仿真精度和灵活性，能够更准确地模拟电力系统的各个方面。

首先，MATLAB/SIMULINK可以用来模拟电力系统的电路和设备。

在电力系统中，包括变压器、发电机、电动机等各种电器设备都是电路连接的要素。

MATLAB/SIMULINK提供了丰富的电路模型和元件库，可以很方便地构建各种电路模型。

例如，我们可以根据电路拓扑结构和参数数据构建一个发电机的模型，通过输入不同的工作条件和控制信号，可以模拟发电机在各种负载情况下的工作状态。

其次，MATLAB/SIMULINK还可以用来模拟电力系统的控制策略。

在电力系统中，各种控制策略被用来保持电力系统的稳定运行。

例如，电力系统中常用的电压控制和频率控制都是通过调节发电机和变压器的控制信号来实现的。

在MATLAB/SIMULINK中，我们可以根据电力系统的实际控制策略，构建相应的控制模型，通过输入系统的状态量和反馈信号，并根据设计的控制逻辑进行仿真分析。

这使得工程师们可以在设计阶段对控制策略进行优化，以提高电力系统的稳定性和鲁棒性。

此外，MATLAB/SIMULINK还可以用于电力系统的故障分析和可靠性评估。

matlabsimulink电力系统建模与仿真源代码Matlab Simulink是一款功能强大的系统级建模和仿真工具，用于电力系统建模与仿真。

它极大地简化了系统级建模和仿真的流程，使得系统级建模和仿真不再是一项困难和耗时的工作。

这篇文章将介绍如何使用Matlab Simulink来进行电力系统建模与仿真，并给出相应的源代码。

1. 建立电力系统首先，我们需要建立电力系统。

可以通过添加各种组件来建立电力系统，比如发电机、变压器、传输线等。

在Matlab Simulink中，这些组件可以通过搜索库获得。

2. 设置模型参数在建立电力系统之后，我们需要设置模型的参数。

这些参数包括电压、电流、频率、相位等等。

根据不同的模型和实验条件，模型参数可能有所不同。

3. 添加输入和输出接下来，我们需要添加输入和输出。

这些输入和输出可能是电流、电压、功率等等。

在添加输入和输出之后，我们需要定义它们的格式，并将它们与相应的模型参数相连。

4. 编写MATLAB函数在建立电力系统之后，我们需要编写MATLAB函数。

这些函数可能包括方程、差分方程或其他类型的方程。

这些函数可以用于计算电力系统的各种参数，比如电阻、电感、电容等等。

5. 编写电力系统仿真源代码最后，我们需要编写电力系统仿真源代码。

这些代码将根据设置的模型参数和输入输出来模拟电力系统的各种行为。

在编写电力系统仿真源代码之前，我们需要先了解系统的行为和响应。

以下是一个简单的Matlab Simulink电力系统建模与仿真源代码实例：```% Example: Simulate a simple electrical systemclc;time = 0:0.01:10; % Time vectorV1 = 2*sin(2*pi*60*time); % AC voltage waveformR = 10; % ResistanceL = 1; % InductanceC = 0.01; % CapacitanceI = zeros(size(time)); % CurrentQ = zeros(size(time)); % Capacitor voltage% Simulate systemfor i=2:length(time)dt = time(i) - time(i-1);V2 = V1(i) - I(i-1)*R;I(i) = I(i-1) - dt*(R*I(i-1)/L + Q(i-1)/L - V2/L);Q(i) = Q(i-1) + dt*(I(i-1) - Q(i-1)/(R*C));end% Plot Resultsfigure;subplot(2,1,1);plot(time,V1,'r',time,I,'b');xlabel('Time (s)'); ylabel('V (V), I (A)');title('Voltage and Current vs. Time');legend('Voltage','Current');subplot(2,1,2);plot(time,Q,'g');xlabel('Time(s)'); ylabel('Q(C,V) (Coulombs, Volts)');title('Charge and Voltage vs. Time');legend('Charge');```以上是一个简单的电力系统建模和仿真源代码实例，包括电压、电流、电感、电容等基本元素。

实验七 基于Simulink 的电力电子系统仿真实验目的：• 熟悉Simulink 的工作环境；• 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用；•掌握在Simulink 的工作环境中建立电力电子系统的仿真模型。

实验内容降压斩波(Buck)电路是最基本的DC-DC 变换电路之一。

本实验以Buck 电路为例，介绍如何对电力电子电路进行Simulink 仿真。

如图所示为Buck 电路原理图及其工作模式。

元件和仿真参数设置如下：V E 300=，Ω=20R ，H e L 43-=，F C μ470=，开关频率为20kHz ，开关信号占空比D=50%。

oU iU +-oU U +-T 导通oU U +-T 关断降压斩波电路(Buck)原理图Buck 电路原理图及其工作模式要求：1 在Simulink 中建立Buck 电路模型，并进行仿真，同时观察开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流和负载电压等信号；2 对占空比D 为25%和70%的条件下分别进行仿真，分析比较仿真结果；3 调换Buck 电路中器件的位置，实现升压斩波(Boost)电路的仿真。

实验过程仿真波形1开关信号占空比为50% 2开关信号占空比为25%3开关信号占空比为70%调换元件位置，实现升压斩波仿真R LCoU iU +-+-TD实验结论：经仿真分析可得对于降压斩波电路（buck ）负载电压与开关信号占空比满足；对于升压斩波电路（boost）负载电压与开关频率的关系满足。

这次实验，我更加熟悉了Simulink的工作环境，深刻了解了Mtlab仿真的强大和实用性，也明白了一些使用的技巧，同时掌握了在Simulink的工作环境中建立电力电子系统的仿真模型.通过本次实验，我认识到了建模与仿真的一般性方法，收获甚多，也更进一步了解了Matlab,Matlab不仅仅在平时的编程方面功能强大，在仿真方面也熠熠生辉。

实验六 基于Simulink 的简单电力系统仿真（一：实验目的(1)掌握Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库的应用； (2)掌握Simulink 的电力电子电路建模和仿真方法； (3)掌握Simulink 下数学模型的仿真方法；(4)掌握升压、降压斩波电路（Buck Chopper ）的工作原理及其工作特点； (5)掌握PID 控制对系统输出特性的影响。

二、实验原理通过降压斩波电路，电压发生降低，再通过桥式整流器将输入信号变为直流信号，再经过BWM 模块的作用，使输出波形变为三角波信号。

三：实验内容Buck 降压型电路原理图如图6-1所示。

图中，功率管VT 为MOSFET 开关调整组件，其导通与关断由控制脉冲决定；二极管VD 为续流二极管，开关管截止时可保持输出电流连续。

ref V 为输出电压给定参考量；L R 为负载电阻。

系统基本参数为：电源电压)314sin(100)(t t e =；变压器BT 为理想变压器，其变比为1:2=n ；PWM 频率为Hz f PWM 2000=；误差放大器放大倍数为1000=V K ；电阻Ω01.0C R ；整流滤波电容F C μ1000=，PWM 滤波电容F C o μ10=、电感H L 05.0=；负载电阻Ω=10L R 。

系统基本参数见表6.1。

分析Buck 变换器的工作特性。

表6.1 系统基本参数C R（Ω）C （F μ）o C（F μ）L（H）L R（Ω）V KnPWMf（Hz ）0.01 100010 0.05 10 10002:12000K误差放大器比较器refV 锯齿波+-inu Di ini si 1:2LR oC LC R C)(t e 图6.1 Buck 变换器电路图o u VTBTVD+-ou Li +-L u四：实验仿真结果及分析五、实验总结利用simulink进行电子电路系统的仿真，形象直观。

一般步骤为:1、做出电路图，明确问题中所给出的各物理量及其相应的初值问题。

题目基于SIMULINK的电力电子系统仿真研究学院理学院专业信息与计算科学班级学号学生姓名付俊（）章朝剑（）指导教师刘唐伟完成日期2022年3月23日基于SIMULINK的电力电子系统仿真研究【摘要】针对电力电子电路，使用MATLAB/SIMULINK进行了仿真。

包括三相交流桥式整流电路、斩波电路、逆变电路、基于SPWM的交流电机调速控制系统和A C-DC-AC PWM 变换器。

首先介绍各个元器件的使用和它在电路中作用，并了解整个电路的工作原理，在此基础上，通过MATLAB/SIMULINK软件来建立各电路的仿真模型，并且对各个模块和系统内部的参数进行设置，例如仿真算法、电子器件的选择和电源幅值和频率等，最终实现电力电子系统在MATLAB中的仿真。

仿真结果和理论分析结果相一致，验证了仿真建模的有效性和正确性。

【关键词】电力电子，MATLAB，仿真，模型, 调速目录第一章绪论 ···································错误!未定义书签。

1.1 选题的背景与意义 ····················错误!未定义书签。

1.2 国内外电力电子技术的现状 ········错误!未定义书签。

simulink的电力系统仿真实验原理电力系统仿真实验原理：电力系统仿真实验是利用Simulink软件对电力系统进行建模、仿真和分析的过程。

该实验主要包括如下几个步骤：1. 建立电力系统模型：在Simulink环境中，根据实际电力系统的结构和特性，利用各种电力元件如发电机、变压器、传输线路、负荷等构建电力系统模型。

可以根据具体需要设置不同的电路参数和拓扑结构，以便对各种电力系统问题进行仿真分析。

2. 设定仿真参数：根据实验要求，设定仿真的时域范围、仿真步长以及模型的输入和输出要求。

例如，可以设定仿真时间为几百毫秒或几秒钟，仿真步长为毫秒级别，以获取系统各个节点的电压、电流等参数。

3. 添加模型控制器：根据需要，可以在模型中添加各种控制器如PID控制器、调速器等，以实现对电力系统的调节和控制。

控制器的参数可以根据实验要求进行设定和调整，以达到理想的控制效果。

4. 进行仿真实验：单击Simulink软件中的"运行"按钮，系统便开始进行仿真计算。

Simulink根据所设定的仿真参数和模型的输入，采用数值计算方法对电力系统进行仿真计算，并输出各个节点的电压、电流等参数。

仿真的过程也可以通过实时仿真功能进行可视化展示。

5. 分析仿真结果：根据仿真结果，可以对电力系统的运行情况进行分析和评估。

例如，可以分析系统的稳定性、安全性、损耗情况等。

如果仿真结果与实际情况存在差异，可以进一步调整电力系统模型和仿真参数，以提高仿真的准确性。

通过Simulink软件的电力系统仿真实验，可以有效地分析和解决实际电力系统中的问题。

同时，仿真实验也为电力系统的运行和优化提供了可靠的依据，减少了实验成本和风险。

基于Simulink的电力系统仿真研究【摘要】本文阐述了电力系统稳定运行的重要意义，建立了系统的simulink模型，通过迭代计算，得到了系统的动态性能的仿真结果，为系统的合理化设计奠定了理论基础。

【关键词】电力系统；simulink模型；仿真电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统[1]。

为实现这些功能，在系统的各个环节都设置了相应的自动控制元件。

因此，系统本身的结构是非常复杂的。

这样的特性也同时决定了其检修和维护是非常繁琐的。

所以，要保障整个系统的长期稳定运行，必须首先从设计入手，保证其性能的优越。

而该阶段对系统进行仿真计算，能够及时地了解系统的性能，并对参数进行相应调整，以期望达到一种良好的性能状态。

鉴此，本文以一个简单的电路系统为例，建立simulink数学模型，再进行迭代计算。

最终，得到了它的性能动态性能曲线，为系统的合理化设计提供了理论依据。

1 电路系统分析本文以一个电路系统为例，进行仿真计算。

而在模型构建之前，首先必须明确需要对系统进行的是哪一个阶段的仿真，更具电力系统控制的阶段性，分为动态过程和稳态过程。

而系统最容易出现动荡和故障的阶段，是动态过程，因此，对系统的仿真，也是只需要针对这一个部分进行。

其次，必须对组成系统的元件（如给定元件、信号元件、反馈元件等）进行分析，了解它们之间信号传递的关系，以及各个元件的拉普拉斯变换式（或是微分方程、传递函数）。

在该系统中，主要包含的部分元件有：（1）电源，系统的线电压为380v，频率为50hz；（2）电源的等值阻抗；（3）线路，线路采用π形集中参数；（4）串联电容器；（5）并联电抗器。

2 电路系统simulink模型的构建根据上述章节的系统元件分析，在该电路系统的simulink模型构建过程中，主要分为3个步骤进行：（1）典型环节的确定[2]。

该步骤的具体操作，针对系统的被控对象、给定元件、典型输入信号（如阶跃信号、斜坡信号、正弦信号等）、系统性质（开环控制系统、闭环控制系统）等特点，分别在simulink当中的sources、math operations、continuous等模块选择函数，定时器，运算符等，将其拖入simulink的运行模块。