电⼒系统的常⽤仿真模块MATLABSIMULINK（1）本⽂的内容是参考的《基于MATLAB的电⽓控制系统图形化仿真技术》 在进⾏电⼒系统的仿真时，先要了解构成电⼒系统的各元件。本章描述了相关的电⼒系统模块在/SIMULINK⾥⾯的使⽤。其中包括：1. 同步发电机模块 2. 电⼒变压器 3. 输电线路 4. 负荷 5. 断路器和故障模块
1. 同步发电机模块
简化的同步电机模块忽略了电枢反应电感、励磁和阻尼绕组的漏感，仅由理想电压源串联RL线路构成，其中R和L都为电机的内部阻抗。 在SimPowerSyestem给定的库中有如下两种简化的同步电机模块。
简化同步电机的两种模块本质上是⼀致的，唯⼀的不同之处在于参数选取的单位不同。pu为标⼳值，SI为国际单位制。 简化的同步电机模块有两个输⼊端⼦，1个输出端⼦和三个电⽓连接端⼦。模块的第⼀个输⼊端⼦(Pm)输⼊电机的机械功率，可以为常数，或者是原动机的输出；模块的第⼆个输⼊端⼦（E）是电机内部电压源的电压，可以是常数，也可以直接与电压调节器的输出相连；模块的三个电⽓连接端⼦（A,B,C）为定⼦输出电压。输出端（m）输出⼀系类的电机内部信号，共有12路信号组成：
高频变压器参数双击简化电机模块，将弹出该模块的参数对话框
（1）额定参数⽂本框：三相额定视在功率、额定线电压有效值、额定频率。
（2）机械参数⽂本框：转动惯量J或惯性时间常数H、阻尼系数Kd、极对数p。
（3）内部阻抗⽂本框：单相电阻R和电感L。RL为内部电机的阻抗，设置时允许R等于0，但L必须⼤于0
（4）初始条件⽂本框：初始⾓速度偏移，转⼦初始⾓位移、线电流幅值、相⾓。初始条件可以由Powergui模块⾃动获取。
1.2.同步电机模块
SimPowerSyestem提供了三种同步电机模块，⽤于对三相隐极和凸极同步电机进⾏动态建模。如下图：
同步电机模块有两个输⼊端，⼀个输出端和三个电⽓连接端⼦。
第⼀个输⼊端⼦（Pm）为电机的机械功率。当机械功率为正时，表⽰同步电机运⾏在发电机模式；当机械功率为负时，表⽰同步电机⼯作在电动机模式。在发电机模式下，输⼊可以是⼀个正数，也可以是⼀个函数或者是原动机模块的输出；在电动机模块下，输⼊通常是⼀个负数或着函数。
第⼆个输⼊（Vf）是励磁电压，在发电机模式下可以由励磁模块提供，在电动机模式下为⼀常数。
三个电⽓连接端⼦（A,B,C）为定⼦电压输出。输出端（m）输出⼀系类电机的内部信号，由22路信号组成。
(1) SI基本同步电机模块
1）预设模型下拉框：选择系统设置的内部模型后，同步电机⾃动获取各项数据，如果不想使⽤系统给定的参数，选择“no”
2) 机械量输⼊复选框：可以浏览并选择电机的机械参数
3）绕组类型： 有凸极和隐极两种⽅式
4）额定参数：三相额定视在功率、额定线电压有效值、额定频率、额定励磁电流
5）定⼦参数：定⼦电阻，漏感，d轴电枢反应电感，q轴电枢反应电感
6）励磁参数：励磁电阻，励磁漏感
7）阻尼绕组参数：d轴阻尼电阻，d轴漏感，q轴阻尼电阻，q轴电感。对于实⼼转⼦还需要输⼊反应⼤电机深处转⼦棒涡流损耗的阻尼电阻和漏感。
8）机械参数：转动惯量，摩擦系数，极对数
9）初始条件：初始⾓速度偏移量，转⼦初始⾓位移，线电流幅值，相⾓，初始励磁电压
10）饱和仿真复选框：设置定⼦和转⼦是否饱和。如需要考虑饱和，则选中复选框。
（2）pu基本电机模块
该对话框与SI基本同步电机模块的对话框相似，不同之处在于：
1）额定参数：与SI基本同步电机模块相⽐，该项内容中不含励磁电流。
2）定⼦参数：与SI基本同步电机模块相⽐，该项参数为归算到定⼦侧的标⼳值。
3）励磁参数：与SI基本同步电机模块相⽐，该项参数为归算到定⼦侧的标⼳值。
4）阻尼绕组参数：与SI基本同步电机模块相⽐，该项参数为归算到定⼦侧的标⼳值。
5）机械参数：惯性时间常数、摩擦系数、极对数
6）饱和仿真：其中的励磁电流和定⼦输出电压均为标⼳值；电压的基准值为额定线电压有效值；电流的基准值为额定励磁电流。
（3）p.u标准同步电机模块
各类模块的⽐较：
简化的同步电机模块是只计及转⼦动态的⼆阶模型，其特点是模型简单，在⼤规模电⼒系统分析中得到⼴泛应⽤。
在基本同步电机模块中，忽略了定⼦绕组暂态，但考虑了励磁绕组、阻尼绕组的动态特性。常常⽤于可忽略转⼦超瞬变过程但⼜考虑转⼦绕组顺便过程的问题分析。
在标准同步电机模块中，忽略了定⼦绕组暂态，但考虑了励磁绕组、阻尼绕组的暂态和转⼦绕组动态特性，并考虑了电机的凸极效应。常⽤于对电⼒系统暂态稳定分析的准确度要求较⾼的情况。
2. 电⼒变压器模块
变压器按磁路特性可以分为线性和饱和变压器；按绕组个数可以分为双绕组和三绕组变压器；按相数可以分为单相和三相变压器。2.1 单相变压器模块
上图是⼀个三相三绕组变压器及其参数设置对话框。有SI和p.u两种单位制。
1）额定功率和频率：额定频率的选择要与所选的激励源的频率保持⼀致。
2）绕组1的参数：它包括额定电压V1，绕组的电阻和漏电感。
3）绕组2的参数：它包括额定电压V2，它的值若⼩于V1，为降压变压器，⼤于V1则为升压变压器。绕组2的电阻和漏电感。
4）三相绕组变压器复选框：选定这个复选框会是⼀个单相三绕组变压器，此时也就相当于两个双绕组变压器；否则就是⼀个单相双绕组变压器。
5）绕组3的参数：与V2的的功能类似。
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