第6章电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用

第6章 电力系统稳态与暂态仿真 　6.1 Powergui模块　　Powergui模块为电力系统稳态与暂态仿真提供了有用的图形用户分析界面。通过Powergui模块，可以对系统进行可变步长连续系统仿真、定步长离散系统仿真和相量法仿真，并实现以下功能：　　(1) 显示测量电压、测量电流和所有状态变量的稳态值；　　(2) 改变仿真初始状态；　　(3) 进行潮流计算并对包含三相电机的电路进行初始化设置；　　(4) 显示阻抗的依频特性图； 　　(5) 显示FFT分析结果；　　(6) 生成状态—空间模型并打开“线性时不变系统”(LTI)时域和频域的视窗界面；　　(7) 生成报表，该报表中包含测量模块、电源、非线性模块和电路状态变量的稳态值，并以后缀名.rep保存；　　(8) 设计饱和变压器模块的磁滞特性。6.1.1 主窗口功能简介　　MATLAB提供的Powergui模块在SimPowerSystems库中，图标如图6-1所示。 图6-1 Powergui模块图标 　　双击Powergui模块图标将弹出该模块的主窗口，如图6-2所示。该主窗口包含“仿真类型”(Simulation Type)和“分析工具”(Analysis Tools)两块内容，简介如下。　　1. 仿真类型　　1) “相量法仿真”(Phasor simulation)单选框　　点击该单选框后，在该单选框下方的“频率”(Frequency)文本框中输入指定的频率，进行相量法分析。若未选中该单选框，“频率”文本框显示为灰色。 图6-2 Powergui模块主窗口 　　2) “离散系统仿真”(Discretize electrical model)单选框　　点击该单选框后，在“采样时间”(Sample time)文本框中输入指定的采样时间(Ts>0)，按指定的步长对离散化系统进行分析。若采样时间等于0，表示不对数据进行离散化处理，采用连续算法分析系统。若未选中该单选框，“采样时间”文本框显示为灰色。　　3) “连续系统仿真”(Continuous)单选框　　点击该单选框后，采用连续算法分析系统。　　4) “显示分析信息”(Show message during analysis)复选框　　选中该复选框后，命令窗口中将显示系统仿真过程中的相关信息。 　　2. 分析工具　　1) “稳态电压电流分析”(Steady-State Voltages and Currents)按键打开稳态电压电流分析窗口，显示模型文件的稳态电压和电流。　　2) “初始状态设置”(Initial States Setting)按键　　打开初始状态设置窗口，显示初始状态，并允许对模型的初始电压和电流进行更改。　　3) “潮流计算和电机初始化”(Load Flow and Machine Initialization)按键　　打开潮流计算和电机初始化窗口。 　　4) “LTI视窗”(Use LTI Viewer)按键　　打开窗口，使用“控制系统工具箱”(Control System Toolbox)的LTI视窗。　　5) “阻抗依频特性测量”(Impedance vs. Frequency Measurement)按键　　打开窗口，如果模型文件中含阻抗测量模块，该窗口中将显示阻抗依频特性图。　　6) “FFT分析”(FFT Analysis)按键　　打开FFT分析窗口。　　7) “报表生成”(Generate Report)按键　　打开窗口，产生稳态计算的报表。 　　8) “磁滞特性设计工具”(Hysteresis Design Tool)按键　　打开窗口，对饱和变压器模块和三相变压器模块的铁芯进行磁滞特性设计。　　9) “计算RLC线路参数”(Compute RLC Line Parameters)按键　　打开窗口，通过导线型号和杆塔结构计算架空输电线的RLC参数。6.1.2 稳态电压电流分析窗口　　打开“稳态电压电流分析”窗口如图6-3所示。该窗口中含有以下内容： 图6-3 “稳态电压电流分析”窗口 　　(1) “稳态值”(Steady state value)列表框：显示模型文件中指定的电压、电流稳态值。　　(2) “单位”(Units)下拉框：选择将显示的电压、电流值是“峰值”(Peak)还是“有效值”(RMS)。　　(3) “频率”(Frequency)下拉框：选择将显示的电压、电流相量的频率。该下拉框中列出模型文件中电源的所有频率。　　(4) “状态”(States)复选框：显示稳态下电容电压和电感电流的相量值。默认状态为不选。　　(5) “测量”(Measurements)复选框：显示稳态下测量模块