第一篇：基于MATLABSimulink的電力系統(tǒng)仿真實驗

基于MATLAB/Simulink的

電力系統(tǒng)故障分析

10kv系統(tǒng)三相短路分析

三相短路（以中性點不接地系統(tǒng)模型為類）模塊搭建：

三相短路各元件參數(shù)設(shè)置如下：

三相短路仿真波形如下：

如圖1——a、b、c三相短路電流仿真波形圖

分析：正常運(yùn)行時，a、b、c三相大小相等，相位相差120度。發(fā)生三相短路時，a、b、c三相電壓全

如圖

2——線路1的零序電流

分析：在沒有故障時，沒有零序電流，突然出現(xiàn)故障時，零序電流為故障電流的3倍，為3I0。

如圖3——線路1的零序電壓

分析：在沒有故障時，沒有零序電壓，突然出現(xiàn)故障時，零序電流為故障電壓的3倍，為3U0。

如圖4——線路1的故障相電壓

如圖5——線路3的零序電流

如圖6——線路3的短路電流

如圖7——三相對稱電源電壓

如圖8——線路2的零序電流 分析：在沒有故障時，沒有零序電流，突然出現(xiàn)故障時，零序電流為故障電流的3倍，為3I0。

如圖9——三相對稱電源電流

如圖10——三相對稱電源零序電壓

如圖11—— 一相短路電流

10kv系統(tǒng)兩相短路分析

仿真模塊搭建同三相短路，只有三相故障模塊參數(shù)改變?nèi)缦拢?/p>

注：a、b兩相短路

分析：兩相短路原理同三相短路，兩相短路復(fù)合序網(wǎng)圖是無零序并聯(lián)網(wǎng)，短路兩相電壓相等，電流互為相反數(shù)，非故障相電流為零。

零點漂移軌跡的驗證

一 理論分析

對于以下簡單的中性點不接地系統(tǒng)，當(dāng)其發(fā)生單相接地故障時，各量之間滿足以下關(guān)系：

其中，分別表示A、B、C三相對O’點的導(dǎo)納 則

用復(fù)數(shù)形式可表示為

其相量關(guān)系如下圖：

則

可得

所以，可以推出中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，不同接地電阻下，對應(yīng)的零點漂移軌跡為接地相右半圓.二matalab仿真 模型搭建類似單相短路

電源參數(shù)設(shè)置

消弧線圈參數(shù)設(shè)置

其它參數(shù)設(shè)置類似單相接地短路短路，但是接下來不知該怎么把它的參數(shù)通過圖形描述出來，以此證明中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，不同接地電阻下，對應(yīng)的零點漂移軌跡為接地相右半圓.如下圖：

第二篇：電力系統(tǒng)仿真

1、潮流計算

電力系統(tǒng)的潮流計算，是指在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，元件參數(shù)和發(fā)電負(fù)荷參量條件下，計算有功功率、無功功率及電壓在電力網(wǎng)中的分布。通常給定的運(yùn)行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓和相位角，待求的運(yùn)行參量包括網(wǎng)絡(luò)中各母線節(jié)點的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。

2、潮流計算的目的

電力系統(tǒng)潮流計算的最主要目的是為了讓電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為電力資源的調(diào)度，電網(wǎng)的規(guī)劃，電力系統(tǒng)的可靠性分析提供支撐。

具體表現(xiàn)：（1）、在電網(wǎng)規(guī)劃階段，通過潮流計算，合理規(guī)劃電源容量及接入點，合理規(guī)劃網(wǎng)架，選擇無功補(bǔ)償方案，滿足規(guī)劃水平的大小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。（2）、在編年運(yùn)行方式時，在預(yù)計負(fù)荷增長及新設(shè)備投入運(yùn)行基礎(chǔ)上，選擇典型方式進(jìn)行潮流計算，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)，供調(diào)度人員日常調(diào)度控制參考，并對規(guī)劃、基建部門提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快基建進(jìn)度的建議。（3）、正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計算，用于日常運(yùn)行方式的編制，指導(dǎo)發(fā)電廠開機(jī)方式，有功、無功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案，滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。（4）、預(yù)想事故、設(shè)備退出對靜態(tài)完全的影響分析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式調(diào)整方案。

即電力系統(tǒng)在運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時，為了實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛，最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時，采用離線潮流計算，而在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實時監(jiān)控中，采用在線潮流計算。

3、本次仿真的目的及任務(wù)

通過仿真，了解和熟悉電力系統(tǒng)潮流分析計算的軟件的使用方法，結(jié)合理論知識，熟悉計算機(jī)解潮流分布時的方法，學(xué)會分析潮流計算的結(jié)果，對功率，電壓等作出評價是否符合要求，初步能夠運(yùn)用計算機(jī)對一個小型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)供電的設(shè)計。

本次仿真中設(shè)計了一個三機(jī)五節(jié)點的小型交流電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，主要通過MATPOWER進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流的結(jié)算，得到每條支路上的功率流動情況，每個節(jié)點的損耗等，分析網(wǎng)絡(luò)中的損耗情況，損耗過大的話改進(jìn)算法重新進(jìn)行潮流的計算，得到更加合理的潮流分布。

第三篇：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)仿真實驗指導(dǎo)書(試用稿)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

實驗指導(dǎo)書

張艷肖 編

適用于12級電氣工程及其自動化專業(yè)

西安交通大學(xué)城市學(xué)院

二○一五年三月

目 錄

第一部分 MATLAB基礎(chǔ)...................................................................................1.1 MATLAB簡介..........................................................................................1.2 MATLAB的基本界面...........................................................................1.2.1MATLAB的主窗口......................................................................1.2.2 MATLAB的主窗口.......................................................................1.3 SIMULINK仿真工具簡介....................................................................1.3.1 SIMULINK的啟動........................................................................1.3.2 SIMULINK的庫瀏覽器說明........................................................第二部分 仿真實驗內(nèi)容..................................................................................實驗一 電力系統(tǒng)故障....................................................................................實驗二 電流速斷保護(hù)....................................................................................實驗三 三段式電流保護(hù)..............................................................................實驗四 線路自動重合閘電流保護(hù)..............................................................34第二部分 仿真實驗內(nèi)容 實驗一

電力系統(tǒng)故障

一、實驗?zāi)康?/p>

1.對電力系統(tǒng)中各種短路現(xiàn)象的認(rèn)識 2.掌握各種短路故障的電壓電流分布特點 3.仿真波形分析

二、實驗內(nèi)容

電力系統(tǒng)中，大多數(shù)故障都是由于輸電線路短路引起的，在發(fā)生短路故障的情況 下，電力系統(tǒng)從一種狀態(tài)劇烈變化到另一種狀態(tài)，產(chǎn)生復(fù)雜的暫態(tài)過程。

各種類型的短路包括三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)。

1.模型的建立

發(fā)電機(jī)G：50MW，13.8kV，保持恒定，Y連接，變壓器T：13.8/220kV，線路L：100km，負(fù)荷：50MVA

仿真模型建立：

啟動MATLAB，進(jìn)入SIMULINK后新建文檔，運(yùn)用Power System中的各種元件模型建立仿真模型，如圖1-1所示。雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。

圖2-1

仿真模型

2.仿真參數(shù)設(shè)計

（1）發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)置

發(fā)電機(jī)額定容量為500MVA，額定電壓為13.8KV，額定頻率為60HZ，Yg連 接，其他值采用默認(rèn)值。

圖2-6

輸電線路

圖2-7 三相故障模塊

三、實驗報告

1.正常運(yùn)行時，觀察并分析三相電壓、電流波形。

2.單相接地短路故障分析

將三相電路短路故障發(fā)生器中的“故障相選擇”選擇A相故障，并選擇故障相接地選項，故障時間設(shè)置為0.06～0.12S，觀察并分析A相接地短路故障點三相電壓、電流波形。

同理，也可設(shè)置B或C相單相接地短路，觀察并分析故障點三相電壓、電流波形。

3.兩相短路接地故障分析

將三相電路短路故障發(fā)生器中的“故障相選擇”選擇A相和B相故障，并選擇故障相接地選項，故障時間設(shè)置為0.06～0.12S，觀察并分析A相和B相接地故障點三相電壓、電流波形。

同理，也可設(shè)置B相和C相，C相和A相兩相接地短路，觀察并分析故障點三相電壓、電流波形，線路電壓、電流波形分析。

4.兩相短路故障分析

將三相電路短路故障發(fā)生器中的“故障相選擇”選擇A相和B相故障，故障時間設(shè)置為0.06～0.12S，觀察并分析A相和B相短路故障點三相電壓、電流波形。

同理，也可設(shè)置B相和C相，C相和A相兩相短路，觀察并分析故障點三相電壓、電流波形，線路電壓、電流波形分析。

5.三相短路接地故障分析

將三相電路短路故障發(fā)生器中的“故障相選擇”的三相故障3個都選中，故障時間設(shè)置為0.06～0.12S，觀察并分析故障點三相電壓、電流波形。

實驗二 電流速斷保護(hù)

一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握電流速斷保護(hù)的工作原理、整定計算、保護(hù)構(gòu)成和保護(hù)特點。2.掌握相間短路時，電流速斷保護(hù)的動作時間。

二、實驗內(nèi)容

電流保護(hù)原理：當(dāng)線路發(fā)生故障時，線路中的電流會驟然增大，當(dāng)電流大于保護(hù)的整定值時，電流保護(hù)動作切除故障，這種反映電流幅值升高而動作的保護(hù)裝置叫過電流保護(hù)。電流保護(hù)分為：電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)和定時限過電流保護(hù)，稱為電流三段式保護(hù)。

對于單側(cè)電源供電線路，在每回線路的電源側(cè)均安裝有電流速斷保護(hù)。當(dāng)輸電線路上發(fā)生短路時，動作電流按躲過被保護(hù)線路末端短路時的最大短路電流整定。使其保護(hù)范圍限制在被保護(hù)線路的內(nèi)部，保證了選擇性，可以瞬間切除故障。流過保護(hù)安裝地點的短路路電流：

Ik?K?1.仿真模型的建立

E?Z??K?E?ZS?Zk

A2B1k1圖3-1 單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)

以一個110kV系統(tǒng)為例進(jìn)行模型搭建。模型的基本元件有：電源、斷路器、三相負(fù)載、繼電器、三相負(fù)載、繼電器，以及用來仿真故障的三相故障模型，傅立葉元件、測量元件、示波器等。從SimPowersystem模塊庫中找出各模塊，組合連接。2.主要模塊參數(shù)設(shè)置及功能：（1）三相電源模塊

模擬三相電源。線電壓設(shè)置為110kV；A相的相位角設(shè)置參數(shù)為0；頻率設(shè)置參數(shù)為50Hz，內(nèi)部連接方式設(shè)置為Yg，星形連接；電源的內(nèi)部電阻設(shè)置參數(shù)為3Ω；電源內(nèi)部電感設(shè)置參數(shù)為4H。（2）斷路器模塊

斷路器的起始狀態(tài)設(shè)置為closed，閉合狀態(tài)A、B、C開關(guān)不設(shè)置觸發(fā)，即前面不打勾；開、斷時間的外部控制需要用到，在前面打勾。（3）三相故障模塊。

此模塊是一個可以通過外部或內(nèi)部信號來控制開和閉合時間的三相斷路器，可以模

圖3-4 電壓源 圖3-5 斷路器

圖3-6 三相負(fù)載 圖3-7 故障模塊

圖3-8 傅立葉模塊 圖3-9 繼電器

1實驗三 三段式電流保護(hù)

一、實驗?zāi)康?/p>

1.加深了解三段式電流保護(hù)的原理。

2.掌握三段式電流保護(hù)的參數(shù)整定及各段保護(hù)之間的配合。

二、實驗內(nèi)容

電流保護(hù)分電流速斷保護(hù)（Ⅰ段保護(hù)），限時電流速斷保護(hù)（Ⅱ段保護(hù)）和過電流保護(hù)（Ⅲ段保護(hù)）。

1.線路三段式電流保護(hù)模型可以分為以下4各部分：

（1）電流保護(hù)Ⅰ段：該子系統(tǒng)主要功能是：當(dāng)線路在Ⅰ段范圍內(nèi)發(fā)生故障時，保護(hù)立即起動并切出故障，它只能保護(hù)本線路的一部分。它是經(jīng)過傅立葉模塊變換的電流與預(yù)先設(shè)置的繼電器電流相比較，若大于預(yù)置值則輸出1，反之輸出0，這個信號在經(jīng)過延時模塊，因為電流Ⅰ段是瞬時動作，所以延時時間很小，然后經(jīng)過保護(hù)出口將最終的信號輸出給斷路器的外部控制端。保護(hù)出口部分主要由非門、加法器和常數(shù)，使能子系統(tǒng)模塊構(gòu)成，其主要功能是將保護(hù)模塊的動作行為保持。（2）電流保護(hù)Ⅱ段：該子系統(tǒng)主要功能是：當(dāng)線路在Ⅱ段范圍內(nèi)發(fā)生故障時，保護(hù)經(jīng)過一個動作延時啟動并切出故障，它能保護(hù)本線路的全長。其動作原理與電流Ⅰ段相同，只是延時時間不一樣，當(dāng)滿足靈敏度的情況下Ⅱ段的延遲時間是0.5S。（3）電流保護(hù)Ⅲ段：該子系統(tǒng)主要功能是：當(dāng)線路在Ⅲ段范圍內(nèi)發(fā)生故障時，保護(hù)經(jīng)過一個動作延時啟動并切出故障，它不僅能保護(hù)本線路的全長，而且能保護(hù)下級相鄰線路的全長。其動作原理與電流保護(hù)Ⅰ段基本相同，也只是延遲時間設(shè)置不一樣。當(dāng)滿足靈敏度的情況下，它的動作時間應(yīng)與下一保護(hù)的Ⅲ段相配合。（4）保護(hù)出口部分，該部分的功能就是將電流Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ段的輸出信號相與。

模擬單側(cè)電源系統(tǒng)中，線路發(fā)生故障時保護(hù)的動作情況，在線路的不同位置模擬故障。

圖4-1 仿真模塊

圖4-2 subsystem子系統(tǒng)模塊

圖4-3 subsystem1子系統(tǒng)模塊

圖4-4 subsystem2子系統(tǒng)模塊

圖4-7 負(fù)載 圖4-8 故障模塊

圖4-9 傅立葉模塊 圖4-10 繼電器

圖4-11 延時模塊 圖4-12 邏輯模塊

三、實驗報告

1.根據(jù)所給出的系統(tǒng)模型，計算保護(hù)的整定值，整定各繼電器的參數(shù)。

2.根據(jù)線路三段式保護(hù)的原理以及各段保護(hù)之間的配合，通過改變負(fù)載參數(shù)來模擬改變故障位置，分析波形，觀察各段保護(hù)動作情況。

3.通過改變故障模塊參數(shù)來模擬故障類型，分析波形，觀察保護(hù)動作情況。

圖5-3 重合閘模塊

圖5-4 重合閘后加速模塊

1.保護(hù)模塊，模塊主要由傅立葉變換模塊、繼電器、延遲模塊，其主要功能是將傅立葉變換后的電流幅值與定值相比較，一旦大于定值，經(jīng)延時輸出為0。

2.保護(hù)出口模塊，該模塊的主要功能是將保護(hù)模塊的動作行為保持，主要由非門、加法器和常數(shù)、使能子系統(tǒng)模塊構(gòu)成。如保護(hù)模塊中延遲模塊的輸出為0，則經(jīng)非門在與常數(shù)-0.5相加后，可使保護(hù)出口模塊使能端輸出為1，保護(hù)出口模塊輸出為0.3.重合閘模塊，主要功能是在第一次判斷線路發(fā)生故障跳閘后，經(jīng)過一段時間實現(xiàn)斷路器重合。主要由非門、常數(shù)發(fā)生器、加法器、使能子系統(tǒng)和延遲模塊組成。如保護(hù)模塊輸出為0，則經(jīng)整定延時后，重合閘使能出口模塊輸出為1。

4.后加速模塊，主要功能是判斷斷路器重合后故障是否存在。如故障依然存在，則發(fā)出跳閘命令并不再重合；如故障解除，則保持合閘狀態(tài)。主要由非門、加法器、常數(shù)發(fā)生器和使能子系統(tǒng)組成，后加速模塊的邏輯功能基本等同于保護(hù)模塊和保護(hù)出口模塊的合成，不同的是后加模塊是在重合閘后啟動的，另外，該模塊要實現(xiàn)加速跳閘功能，因此在本例中設(shè)定延時值為0.01s。

5.執(zhí)行模塊，將（1）、（2）和（3）部分的波形相加，最終形成正確的斷路器控制波形。

819

第四篇：MatlabSimulink通信系統(tǒng)建模與仿真課程設(shè)計

電子信息課程設(shè)計

題目：

Matlab/Simulink通信

系統(tǒng)建模與仿真

班級：

2008級電子（X）班

學(xué)號：

姓名：

電子信息課程設(shè)計

Matlab/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真

一、設(shè)計目的：學(xué)習(xí)Matlab/Simulink的功能及基本用法，對給定系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真。

二、基本知識：Simulink是用來對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包，依托于MATLAB豐富的仿真資源，可應(yīng)用于任何使用數(shù)學(xué)方式進(jìn)行描述的動態(tài)系統(tǒng)，其最大優(yōu)點是易學(xué)、易用，只需用鼠標(biāo)拖動模塊框圖就能迅速建立起系統(tǒng)的框圖模型。

三、設(shè)計內(nèi)容：

1、基本練習(xí)：

（1）

啟動SIMULINK：先啟動MATLAB，在命令窗口中鍵入：simulink，回車；或點擊窗口上的SIMULINK圖標(biāo)按鈕。

圖（1）建立simulink

（2）

點擊File＼new＼Model或白紙圖標(biāo)，打開一個創(chuàng)建新模型的窗口。

（3）

移動模塊到新建的窗口，并按需要排布。

（4）

連接模塊：將光標(biāo)指向起始模塊的輸出口，光標(biāo)變?yōu)椤?”，然后拖動鼠標(biāo)到目標(biāo)模塊的輸入口；或者，先單擊起始模塊，按下Ctrl鍵再單擊目標(biāo)模塊。

（5）

在連線中插入模塊：只需將模塊拖動到連線上。

（6）

連線的分支與改變：用鼠標(biāo)單擊要分支的連線，光標(biāo)變?yōu)椤?”，然后拖動到目標(biāo)模塊；單擊并拖動連線可改變連線的路徑。

（7）

信號的組合：用Mux模塊可將多個標(biāo)量信號組合成一個失量信號，送到另一模塊（如示波器Scope）。

（8）

生成標(biāo)簽信號：雙擊需要加入標(biāo)簽的信號線，會出現(xiàn)標(biāo)簽編輯框，鍵入標(biāo)簽文本即可?；螯c擊Edit＼Signal

Properties。傳遞：選擇信號線并雙擊，在標(biāo)簽編輯框中鍵入<>，并在該尖括號內(nèi)鍵入信號標(biāo)簽即可。

四、建立模型

1.建立仿真模型

（1）在simulink

library

browser中查找元器件，并放置在創(chuàng)建的新模型的窗口中，連接元器件，得到如下的仿真模型。

圖（2）調(diào)幅解調(diào)器性能測試仿真模型

（2）分別雙擊雙邊帶相干解調(diào)模塊和低通濾波器模塊，彈出如下的對話框，進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。

（3）相干解調(diào)模塊載波設(shè)置為1MHZ，初相位為-pi/2,低通濾波器截止頻率為6000HZ。

圖（3）雙邊帶相干解調(diào)模塊及低通濾波器的設(shè)置對話框

（4）在MATLAB中輸入如下程序進(jìn)行仿真。

%

ch5problem1.m

SNR_in_dB=-10:2:30;

SNR_in=10.^(SNR_in_dB./10);

%

信道信噪比

m_a=0.3;

%

調(diào)制度

P=0.5+(m_a^2)/4;

%

信號功率

for

k=1:length(SNR_in)

sigma2=P/SNR_in(k);

%

計算信道噪聲方差并送入仿真模型

sim(＇ch5problem1.mdl＇)

;

%

執(zhí)行仿真

SNRdemod(k,:)=SNR_out;

%

記錄仿真結(jié)果

end

plot(SNR_in_dB,SNRdemod);

xlabel(＇輸入信噪比

dB＇);

ylabel(＇解調(diào)輸出信噪比

dB＇);

legend(＇包絡(luò)檢波＇,＇相干解調(diào)＇);

執(zhí)行程序之后，得出仿真結(jié)果如下圖所示。圖中給出了不同輸入信噪比下兩種解調(diào)器輸出的信噪比曲線。從圖中可見，高輸入信噪比情況下，相干解調(diào)方法下的輸出解調(diào)信噪比大致比包絡(luò)檢波法好3dB左右，但是在低輸入信噪比情況下，包絡(luò)檢波輸出信號質(zhì)量急劇下降，這樣我們就通過仿真驗證了包絡(luò)檢波的門限效應(yīng)。

圖（4）解調(diào)信噪比仿真結(jié)果

同時在仿真中給出了三路解調(diào)輸出信號的波形，如下，從解調(diào)輸出的波形上也可以看出，在相同噪聲傳輸條件下，包絡(luò)檢波輸出的正弦波幅度較小，也即包絡(luò)檢波的解調(diào)增益較相干解調(diào)要小。

圖（5）仿真輸出的解調(diào)信號波形

2建立另一個仿真模型

（1）

在圖（2）的基礎(chǔ)上加上一個鎖相環(huán)，構(gòu)成鎖相環(huán)相干解調(diào)器模型，如下。

圖（6）鎖相環(huán)提取載波的相干解調(diào)仿真模型

（2）

用類似于對圖（2）進(jìn)行仿真的程序進(jìn)行仿真，程序如下

%

ch5problem1progB.m

SNR_in_dB=-10:2:30;

SNR_in=10.^(SNR_in_dB./10);

%

信道信噪比

m_a=0.3;

%

調(diào)制度

P=0.5+(m_a^2)/4;

%

信號功率

for

k=1:length(SNR_in)

sigma2=P/SNR_in(k);

%

計算信道噪聲方差并送入仿真模型

sim(＇

ch5problem1progB.mdl＇);

%

執(zhí)行仿真

SNRdemod(k,:)=SNR_out;

%

記錄仿真結(jié)果

end

plot(SNR_in_dB,SNRdemod);

xlabel(＇輸入信噪比

dB＇);

ylabel(＇解調(diào)輸出信噪比

dB＇);

legend(＇包絡(luò)檢波＇,＇相干解調(diào)＇);

（3）

仿真的波形如下，從結(jié)果中可以看出，在低信噪比下，鎖相環(huán)相干解調(diào)器的性能比理想解調(diào)模塊要差一些，但在實際中由于PLL的門限效應(yīng)，一般不能達(dá)到這里仿真出來的性能曲線。

圖（7）鎖相環(huán)相干解調(diào)器的輸出信噪比性能對比

（4）

同時給出仿真輸出的解調(diào)信號波形如下

五．設(shè)計總結(jié)

借由此次模擬通信系統(tǒng)的建模仿真設(shè)計，基本熟悉了調(diào)制解調(diào)的原理和借條性能的測試方法，通過仿真實驗進(jìn)一步深入理解超外差接收機(jī)的工作原理。設(shè)計過程中由于對軟件的不熟悉遇到了很多的問題，例如，元器件的正確查找，參數(shù)設(shè)置，等等，在老師的指導(dǎo)下，參照參考書目，及與同學(xué)們討論摸索，及上網(wǎng)搜索，此次學(xué)到了很多東西。做完這次課設(shè)，對matlab軟件也進(jìn)一步熟悉，真正把理論與實踐聯(lián)系起來，使我所學(xué)的專業(yè)知識得到了的運(yùn)用，更深刻的理解了理論知識，理論聯(lián)系實際的實踐操作能力也進(jìn)一步提高。這次的課程設(shè)計，學(xué)要我們更進(jìn)一步的掌握學(xué)到的基礎(chǔ)知識，加深對軟件的掌握，應(yīng)用，為下一次課程設(shè)計打好基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

紹玉斌

仿真實例分析學(xué)習(xí)輔導(dǎo)和習(xí)題詳解.清華大學(xué)出版社

第五篇：電力系統(tǒng)建模仿真作業(yè)

風(fēng)電并網(wǎng)后靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析的建模與仿真

電力系統(tǒng)經(jīng)常采用P-V曲線分析法來分析有關(guān)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的問題,P代表穿越傳輸斷面?zhèn)魉偷墓β驶蛘咭粋€區(qū)域的總負(fù)荷,V代表代表性節(jié)點或關(guān)鍵節(jié)點的電壓。P-V曲線分析法即是建立一個區(qū)域負(fù)荷或者傳輸界面潮流和節(jié)點電壓之間的關(guān)系曲線,從電力系統(tǒng)當(dāng)前的穩(wěn)定運(yùn)行點開始,通過不斷增加P,使用潮流計算,描出代表節(jié)點的電壓變化曲線,用P-V曲線的拐點來表示區(qū)域負(fù)荷或者傳輸界面功率的增加導(dǎo)致整個系統(tǒng)臨界電壓崩潰的程度,即系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定極點。

在把P-V曲線法用于研究風(fēng)電的接入對電壓靜態(tài)穩(wěn)定性的影響時,P代表的是風(fēng)電場輸出的有功功率,V為機(jī)端電壓、風(fēng)電接入點電壓（PCC電壓）等其他需要監(jiān)測的母線電壓。

實際上，P-V曲線法是在靜態(tài)情況下,研究風(fēng)速變化導(dǎo)致的風(fēng)電場輸出有功功率的變化對電網(wǎng)電壓的影響。用風(fēng)電輸出的有功功率引起的電壓水平的變化及當(dāng)前運(yùn)行點到電壓崩潰點的“距離”,反映風(fēng)電接入的電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定裕度。

在求取風(fēng)電接入系統(tǒng)的P-V曲線時 ,除了系統(tǒng)平衡節(jié)點外,一般不考慮網(wǎng)內(nèi)其他常規(guī)機(jī)組的有功功率的變化以及網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的變化情況。

綜上,電網(wǎng)基于靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的風(fēng)電接納能力,即是以電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性作為約束條件,在保證電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)上盡可能多接入風(fēng)電。通常系統(tǒng)靜態(tài)電壓越限臨界點所接入的風(fēng)電容量即為系統(tǒng)可接納的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量。

1算例

本文通過IEEE14節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)作為算例，風(fēng)電場通過變壓器和110 kV線路接入IEEEl4節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)的14號節(jié)點，使用以上算法對基于靜態(tài)電壓穩(wěn)定性下的一風(fēng)電場的并網(wǎng)功率極限進(jìn)行計算。

風(fēng)電場110kv線路IEEE14節(jié)點系統(tǒng)圖2.2 風(fēng)電場接入IEEE14系統(tǒng)圖

圖中變壓器標(biāo)幺變比取1（在實際運(yùn)行中，可以通過改變變壓器的分接頭來調(diào)控特定節(jié)點的電壓），風(fēng)電場接入系統(tǒng)的線路參數(shù)為12.6+j24.96Ω。本文基于雙饋感應(yīng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場進(jìn)行電壓靜態(tài)穩(wěn)定約束下接納能力計算。1.1基于雙饋感應(yīng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場接納能力計算 1.1.1Powerworld仿真軟件簡介

Powerworld是一個面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)大型可視化分析和計算程序,其擁有優(yōu)異的交互性能以及友好的用戶界面。PowerWorld軟件集電力系統(tǒng)潮流計算、靜態(tài)安全分析、靈敏度分析、經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC/AGC、短路電流計算、,最優(yōu)潮流OPF、GIS功能、無功優(yōu)化、用戶定制模塊、電壓穩(wěn)定分析PV/QV、ATC計算、等多種龐大復(fù)雜功能于一體,并使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來實現(xiàn)強(qiáng)大豐富的三維可視化顯示技術(shù)。

1.1.2Powerworld仿真算例

按照前文所介紹的算例，仿真系統(tǒng)單線圖如下圖所示：

圖1.1 Power World下的ieee14節(jié)點系統(tǒng)接線圖

本文在原模型中另加入15號母線，并在15號母線上添加了一臺雙饋式感應(yīng)風(fēng)機(jī)來等值一個風(fēng)電場。

本例中雙饋異步電機(jī)風(fēng)電機(jī)組采用恒功率因數(shù)控制方式,且功率因數(shù)cosφ = l，利用Powerworld中P-V曲線繪制功能，不斷增加在15號母線處的雙饋式感應(yīng)電機(jī)的有功輸出，繪制出風(fēng)電接入處電壓隨風(fēng)機(jī)并網(wǎng)功率變化的P-V曲線圖。如下圖所示：

圖1.2 風(fēng)電接入處P-V曲線圖

大規(guī)模風(fēng)電接入后,電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性降低的原因是風(fēng)機(jī)會消耗一定的無功功率。由上圖可以看出，當(dāng)風(fēng)電輸出有功功率功率較小時，風(fēng)電接入地區(qū)的電壓有所上升，這是因為風(fēng)電的接入為接入地區(qū)的電網(wǎng)提供了一定的有功功率，減少了該地區(qū)從主網(wǎng)吸收的功率，使得傳輸線路及變壓器上的無功損耗減小，降低了主網(wǎng)與風(fēng)電接入點的電壓差。

當(dāng)風(fēng)電場輸出的有功功率進(jìn)一步增加時，風(fēng)電接入地區(qū)電壓下降，這是因為當(dāng)風(fēng)電場輸出較大時，風(fēng)電場附近局部電網(wǎng)由受端系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為送端系統(tǒng)。當(dāng)外送的有功出力繼續(xù)增加時，線路及變壓器上的無功消耗增大，需要從主網(wǎng)吸收大量的無功功率，無功功率的傳輸導(dǎo)致風(fēng)電接入點的電壓與主網(wǎng)的壓差不斷增大，導(dǎo)致接入點電壓水平不斷下降。當(dāng)系統(tǒng)電壓升高或降低超過電力系統(tǒng)的規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時，就容易導(dǎo)致電壓失穩(wěn)。

此外，風(fēng)電接入前的并網(wǎng)點電壓水平以及風(fēng)電場的功率因數(shù)也是影響電網(wǎng)接納風(fēng)電能力的重要因素。風(fēng)電接入前,并網(wǎng)點的電壓水平由整個系統(tǒng)決定，當(dāng)并網(wǎng)點的電壓水平很高時，如果風(fēng)電的接入容量較小，則對并網(wǎng)點的電壓的抬升效果可能會造成電壓越上限。當(dāng)風(fēng)電場運(yùn)行在不同的功率因數(shù)下，即風(fēng)電機(jī)組吸收或發(fā)出無功功率會抬升或降低并網(wǎng)點及附近母線電壓，可能會造成電壓越限,使電網(wǎng)失去電壓穩(wěn)定性。由于常規(guī)電機(jī)具有一定的無功調(diào)節(jié)能力，可以在機(jī)組的無功極限內(nèi)通過控制其無功輸出以保證連接節(jié)點的電壓維持穩(wěn)定，所以當(dāng)風(fēng)電場出力較小時，與常規(guī)機(jī)組連接的母線電壓變化不大。

但是在風(fēng)電場出力持續(xù)增大的過程中，如果常規(guī)機(jī)組的無功調(diào)節(jié)能力達(dá)到了機(jī)組極限，即發(fā)出的無功功率超過極限值時，則隨著風(fēng)電場并網(wǎng)功率的持續(xù)增加，其輸出無功不會再改變，以保證風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，母線電壓仍會下降。如下圖所示：

圖1.3 發(fā)電機(jī)母線的P-V曲線圖

再繪制出其余節(jié)點的P-V曲線圖，如圖1-4和1-5所示：

圖1.4 剩余母線P-V曲線圖

圖1.5 剩余母線P-V曲線圖

繪制出所有母線的P-V曲線圖后，分別觀察其母線電壓是否越限，得到節(jié)點電壓越限時風(fēng)電場輸出功率的集合，取其最小值即為基于電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性下的風(fēng)電最大并網(wǎng)功率。