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章為電力系統元件模型及模型庫介紹；第4章為MATLAB在電力系統潮流計算中的應用實例；第5章為MATLAB在電力系統故障分析中的仿真實例；第6章為MATLAB在電力系統穩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在風力發電技術中的應用仿真。

目錄

第2 版前言

第1 版前言

第1 章　MATLAB 基礎知識 1

1. 1　MATLAB 簡介 1

1. 1. 1　概述 1

1. 1. 2　MATLAB 安裝與運行 2

1. 2　MATLAB 工作環境 3

1. 3　MATLAB 的通用命令 8

1. 4　MATLAB 的計算基礎 10

1. 4. 1　MATLAB 的預定義變量 10

1. 4. 2　常用運算和基本數學函數 10

1. 4. 3　數值的輸出格式 12

1. 5　基本賦值和運算 13

1. 6　MATLAB 程序設計基礎 15

1. 7　MATLAB 的繪圖功能 19

第2 章　Simulink 仿真入門 24

2. 1　Simulink 基本操作 24

2. 1. 1　運行Simulink 24

2. 1. 2　Simulink 模塊庫 26

2. 1. 3　Simulink 模塊的操作 28

2. 2　運行仿真及參數設置簡介 34

2. 2. 1　運行仿真 34

2. 2. 2　仿真參數設置簡介 34

2. 3　創建模型的基本步驟及仿真算法

簡介 38

2. 3. 1　創建模型的基本步驟 38

2. 3. 2　仿真算法簡介 39

2. 4　子系統及其封裝 40

2. 4. 1　創建子系統 40

2. 4. 2　封裝子系統 41

第3 章　電力系統元件模型及模型庫

介紹 47

3. 1　同步發電機數學模型 47

3. 1. 1　同步發電機電氣部分數學模型 47

3. 1. 2　同步發電機機械部分數學模型 48

3. 1. 3　基于電氣原理圖的同步電機

數學模型 48

3. 2　變壓器數學模型及基于電氣

原理圖的變壓器數學模型 56

3. 2. 1　變壓器數學模型 56

3. 2. 2　基于電氣原理圖的變壓器

數學模型 56

3. 3　輸電線路模型 59

3. 3. 1　輸電線路的等效電路 59

3. 3. 2　基于電氣原理圖的輸電線路

數學模型 60

3. 4　負荷模型 62

3. 4. 1　負荷的數學模型 63

3. 4. 2　基于電氣原理圖的負荷模型 64

3. 5　電力圖形用戶分析界面(Powergui)

模塊 68

3. 5. 1　Powergui 模塊主窗口介紹 68

3. 5. 2　穩態電壓電流分析窗口 70

3. 5. 3　初始狀態設置窗口 71

3. 5. 4　潮流計算和電機初始化窗口 72

3. 5. 5　LTI 視窗 73

3. 5. 6　阻抗依頻特性測量視窗 73

3. 5. 7　FFT 分析窗口 75

3. 5. 8　報表生成窗口 76

3. 5. 9　磁滯特性設計工具窗口 76

3. 5. 10　計算RLC 線路參數窗口 78

第4 章　MATLAB 在電力系統潮流計算中

的應用實例 80

4. 1　MATPOWER 軟件在電力系統潮流

計算中的應用實例 80

4. 1. 1　MATPOWER 的安裝 80

4. 1. 2　MATPOWER 的主要技術規則 81

4. 1. 3　MATPOWER 應用舉例 85

4. 2　Powergui 在簡單電力系統潮流

計算中的應用實例 88

4. 2. 1　電力系統元件的模型選擇 88

4. 2. 2　模型參數的計算及設置 90

4. 2. 3　計算結果及比較 92

第5 章　MATLAB 在電力系統故障分析中

的仿真實例 95

5. 1　無窮大功率電源供電系統

三相短路仿真 95

5. 1. 1　無窮大功率電源供電系統三相短路的

暫態過程 95

5. 1. 2　無窮大功率電源供電系統仿真模型

構建 96

5. 1. 3　仿真結果及分析 101

5. 2　同步發電機突然短路的暫態

過程仿真 103

5. 2. 1　同步發電機突然三相短路暫態

過程簡介 103

5. 2. 2　同步發電機突然三相短路暫態

過程的數值計算與仿真方法 104

5. 3　小電流接地系統中的單相接地

仿真 110

5. 3. 1　小電流接地系統中的單相接地

故障特點簡介 111

5. 3. 2　小電流接地系統仿真模型構建 111

5. 3. 3　仿真結果及分析 116

第6 章　MATLAB 在電力系統穩定性

分析中的應用實例 120

6. 1　簡單電力系統的暫態穩定性

仿真分析 120

6. 1. 1　電力系統暫態穩定性簡介 120

6. 1. 2　簡單電力系統的暫態穩定性計算

與仿真 123

6. 2　簡單電力系統的靜態穩定性仿真

分析 131

6. 2. 1　電力系統靜態穩定性簡介 131

6. 2. 2　簡單電力系統的靜態穩定性

計算 132

6. 2. 3　簡單電力系統的靜態穩定性

仿真 133

第7 章　MATLAB 在微機繼電保護中的

應用實例 140

7. 1　簡單數字濾波器的MATLAB 輔助

設計實例 140

7. 1. 1　減法濾波器(差分濾波器)

簡介 140

7. 1. 2　減法濾波器設計分析舉例 141

7. 2　微機繼電保護算法的MATLAB

輔助設計 144

7. 2. 1　基于正弦函數模型的微機繼電

保護算法 144

7. 2. 2　全波傅里葉算法 147

7. 3　輸電線路距離保護的建模與

仿真 152

7. 3. 1　方向阻抗繼電器的數學模型 153

7. 3. 2　方向阻抗繼電器的仿真模型 155

7. 3. 3　仿真結果 158

7. 4　Simulink 在變壓器微機繼電保護中

的應用舉例 159

7. 4. 1　變壓器仿真模型構建 160

7. 4. 2　變壓器空載合閘時勵磁涌流的

仿真 162

7. 4. 3　變壓器保護區內、外故障時比率

制動的仿真 165

7. 4. 4　變壓器繞組內部故障的簡單

仿真 167

7. 5　輸電線路故障行波仿真舉例 168

7. 5. 1　行波的基本概念 169

7. 5. 2　輸電線路故障行波仿真模型的

構建 171

7. 5. 3　輸電線路故障行波的提取 171

7. 5. 4　仿真結果 173

第8 章　MATLAB 在高壓直流輸電及

柔性輸電中的仿真實例 176

8. 1　高壓直流輸電系統的仿真

實例 177

Ⅵ　MATLAB / Simulink 電力系統建模與仿真　第2 版

8. 1. 1　HVDC 系統的基本結構與工作

原理 177

8. 1. 2　HVDC 系統的仿真模型描述 178

8. 1. 3　HVDC 系統的調節特性 182

8. 1. 4　HVDC 系統的起停和階躍響應

仿真 183

8. 1. 5　HVDC 系統直流線路故障仿真 185

8. 1. 6　HVDC 系統交流側線路故障

仿真 186

8. 2　靜止無功補償器(SVC) 的仿真

實例 188

8. 2. 1　SVC 的基本結構與工作原理 189

8. 2. 2　Simulink 中的SVC 模塊介紹 190

8. 2. 3　SVC 系統的仿真模擬 192

8. 3　晶閘管控制串聯電容器(TCSC) 的

仿真實例 195

8. 3. 1　TCSC 的基本原理與數學模型

簡介 195

8. 3. 2　Simulink 中的TCSC 模塊介紹 196

8. 3. 3　利用TCSC 提高系統輸電容量的

仿真模擬 198

8. 3. 4　TCSC 對系統暫態穩定性影響的

仿真模擬 199

第9 章　MATLAB 在風力發電技術中的

應用仿真 206

9. 1　定速風電機組的仿真實例 207

9. 1. 1　定速風電機組的工作原理 207

9. 1. 2　定速風電機組的模型仿真 208

9. 2　雙饋變速風電機組的仿真實例 214

9. 2. 1　基于雙饋感應發電機的變速風電機組

的工作原理 215

9. 2. 2　雙饋變速風電機組的模型仿真 215

參考文獻 224