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1、河南理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院畢業(yè)實(shí)習(xí)情況鑒定表（由實(shí)習(xí)單位負(fù)責(zé)填寫(xiě)并加蓋公章）學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)實(shí)習(xí)單位勞動(dòng)態(tài)度認(rèn)真較認(rèn)真一般較差工作能力強(qiáng)較強(qiáng)一般較差實(shí)習(xí)期間解決的實(shí)際問(wèn)題或所作的日常工作綜合評(píng)價(jià) 實(shí)習(xí)單位 (簽章)年 月 日13- -畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告答辯意見(jiàn)指導(dǎo)教師建議成績(jī)： 評(píng) 定 成 績(jī) ：_答辯組長(zhǎng)(簽名)：_年 月 日實(shí)習(xí)單位: XXXXXXXXXXXXXX 實(shí)習(xí)時(shí)間： 2月24日 至 3月14日 學(xué)院(系): XXXXXXXXXXXXXXXX 專(zhuān) 業(yè): XXXXXXXXXXXXXXXXX 學(xué)生姓名: XXXX 學(xué)號(hào): XXXXXXXXXXX 2014 年3月12日 HENAN PO

2、LYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 目錄1 實(shí)習(xí)目的及意義：12 實(shí)習(xí)單位及崗位介紹：12.1 實(shí)習(xí)單位介紹：13 實(shí)習(xí)內(nèi)容及過(guò)程：23.1 了解MATLAB、Simulink及圖形用戶(hù)界面（GUI）相關(guān)知識(shí)：23.1.1 MATLAB:23.1.2 Simulink:23.1.3圖形用戶(hù)界面（GUI）:33.2 電力系統(tǒng)故障分析可能用到的理論：43.2.1 小波理論：43.2.2 混沌優(yōu)化：43.2.3 遺傳算法：43.2.4 粗糙集理論：53.3 電力系統(tǒng)故障分析：63.3.1故障基礎(chǔ)知識(shí)63.3.2 電力開(kāi)關(guān)通斷的仿真：63.3.3 電網(wǎng)中性點(diǎn)下的故障分析73.4

3、 電力系統(tǒng)在MATLAB中的應(yīng)用：83.4.1電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：83.4.2 電力系統(tǒng)時(shí)域分析：83.4.3 電力系統(tǒng)頻域分析：94 實(shí)習(xí)總結(jié)和體會(huì)：10參考文獻(xiàn)13 HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙1 實(shí)習(xí)目的及意義：確立畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目；收集畢業(yè)設(shè)計(jì)可能用到的資料；查閱相關(guān)資料，了解畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中用到的相關(guān)理論知識(shí)。畢業(yè)實(shí)習(xí)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)校教學(xué)的重要環(huán)節(jié)以及為大學(xué)生步入社會(huì)之前必須的過(guò)程。經(jīng)過(guò)實(shí)習(xí)，不僅是大學(xué)生專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)得到鞏固和實(shí)踐技能得到鍛煉的機(jī)會(huì)，而且加深了大學(xué)生對(duì)有關(guān)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的理解。更重要的是它鍛

4、煉了大學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及實(shí)際動(dòng)手的能力，培養(yǎng)大學(xué)生團(tuán)結(jié)合作和互幫互助的意識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳詈凸ぷ骷?xì)心、耐心的態(tài)度。這次的實(shí)習(xí)應(yīng)讓我們?cè)鰪?qiáng)了對(duì)煤炭生產(chǎn)的感性認(rèn)識(shí)和與自身專(zhuān)業(yè)有關(guān)領(lǐng)域的設(shè)備性能的更深了解2 實(shí)習(xí)單位及崗位介紹：2.1 實(shí)習(xí)單位介紹：河南理工大學(xué)是具有博士學(xué)位授予權(quán)和河南省重點(diǎn)建設(shè)的骨干高校。其前身是1909年由英國(guó)福公司興辦的焦作路礦學(xué)堂，是中國(guó)歷史上第一所礦業(yè)高等學(xué)府和河南省建立最早的高等學(xué)校，歷經(jīng)河南福中礦務(wù)學(xué)校、福中礦務(wù)專(zhuān)門(mén)學(xué)校、福中礦務(wù)大學(xué)、私立焦作工學(xué)院、西北工學(xué)院、國(guó)立焦作工學(xué)院、焦作礦業(yè)學(xué)院等重要?dú)v史時(shí)期，1995年恢復(fù)焦作工學(xué)院校名，2004年更名為河南理工大學(xué)。

5、電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院是在1938年創(chuàng)辦的電機(jī)系基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的共同努力，在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、學(xué)科建設(shè)、環(huán)境建設(shè)等方面取得了較大的進(jìn)步和發(fā)展，形成了優(yōu)良的傳統(tǒng)和辦學(xué)特色，為國(guó)家和社會(huì)培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才。學(xué)院設(shè)有電氣工程及其自動(dòng)化 （國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)）、自動(dòng)化（省級(jí)特色專(zhuān)業(yè)）、電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息技術(shù)及儀器、光電信息工程6個(gè)本科專(zhuān)業(yè)，另外電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)還有“中外合作辦學(xué)”、“專(zhuān)升本”、“第二學(xué)位”三個(gè)招生類(lèi)別；在研究生培養(yǎng)方面，學(xué)院現(xiàn)有礦業(yè)電氣與控制工程博士點(diǎn)，電氣工程、控制科學(xué)與工程2個(gè)一級(jí)碩士點(diǎn)，10個(gè)二級(jí)碩士點(diǎn)，電氣工程、控制工程2個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)位點(diǎn)，

6、電氣工程、控制工程2個(gè)工程碩士授權(quán)領(lǐng)域；學(xué)院擁有2門(mén)國(guó)家級(jí)精品課程、1個(gè)國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)、3個(gè)省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、1個(gè) HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 省級(jí)創(chuàng)新型科技團(tuán)隊(duì)、擁有電工電子國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、控制工程省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)、實(shí)驗(yàn)及科研環(huán)境優(yōu)越。學(xué)院現(xiàn)有教職工130人，其中教授18人，副教授38人。擁有省級(jí)特聘教授1人，省(部)跨世紀(jì)學(xué)術(shù)帶頭人和省級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)拔尖人才等9人，博士生導(dǎo)師4人，碩士生導(dǎo)師51人，外聘數(shù)十位國(guó)際、國(guó)內(nèi)著名專(zhuān)家、學(xué)者擔(dān)任兼職教授。3 實(shí)習(xí)內(nèi)容及過(guò)程：3.1 了解MATLAB、Simulink及圖形用戶(hù)界面（GUI）

7、相關(guān)知識(shí)：3.1.1 MATLAB:MATLAB是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠(chǎng)（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。MATLAB主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫

8、了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB和Mathematica、Maple并稱(chēng)為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶(hù)界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Mapl

9、e等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C+，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用，用戶(hù)也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶(hù)可以直接進(jìn)行下載就可以用。3.1.2 Simulink: HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書(shū)寫(xiě)程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適

10、應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線(xiàn)性系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simuli

11、nk提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶(hù)接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶(hù)可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。Simulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。.構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink與MATLAB緊密集成，可以直接訪(fǎng)問(wèn)MATLAB大量的

12、工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。3.1.3圖形用戶(hù)界面（GUI）:圖形用戶(hù)界面GUI(GraphicalUserInterfaces)是一種用戶(hù)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的工具和方法，由各種圖形對(duì)象組成，在這種用戶(hù)界面下，用戶(hù)的命令和對(duì)程序的控制是通過(guò)鼠標(biāo)等輸入設(shè)備“選擇”各種圖形對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)的。軟件開(kāi)發(fā)者只需在由軟件開(kāi)發(fā)工具自動(dòng)生成的程序代碼中添加自己的運(yùn)算或控制代碼，就可以完成應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。目前90%以上的應(yīng)用程序和軟件都是在GUI下運(yùn)行的。MATLAB有兩種GUI用戶(hù)界面控件的創(chuàng)建方式，基于命令行的編程方式制作和基于MATL

13、AB提供的圖形用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)環(huán)境GUI中的圖形用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)工具的GUI創(chuàng)建方式制作。 HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 3.2 電力系統(tǒng)故障分析可能用到的理論：3.2.1 小波理論：小波(Wavelet)這一術(shù)語(yǔ)，顧名思義，“小波”就是小的波形。所謂“小”是指它具有衰減性；而稱(chēng)之為“波”則是指它的波動(dòng)性，其振幅正負(fù)相間的震蕩形式。與Fourier變換相比，小波變換是時(shí)間(空間)頻率的局部化分析，它通過(guò)伸縮平移運(yùn)算對(duì)信號(hào)(函數(shù))逐步進(jìn)行多尺度細(xì)化，最終達(dá)到高頻處時(shí)間細(xì)分，低頻處頻率細(xì)分，能自動(dòng)適應(yīng)時(shí)頻信號(hào)分析的要求，從而可聚焦到信號(hào)的任意細(xì)節(jié)，解決了Fou

14、rier變換的困難問(wèn)題，成為繼Fourier變換以來(lái)在科學(xué)方法上的重大突破。有人把小波變換稱(chēng)為“數(shù)學(xué)顯微鏡”3.2.2 混沌優(yōu)化：混沌是一種普遍的非線(xiàn)性現(xiàn)象,其行為復(fù)雜且類(lèi)似隨機(jī),但存在精致的內(nèi)在規(guī)律性?；煦绲陌l(fā)現(xiàn),對(duì)科學(xué)的發(fā)展具有空前深遠(yuǎn)的影響。近年來(lái),混沌控制、混沌同步和混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)受到了廣泛關(guān)注,并展現(xiàn)出誘人的應(yīng)用與發(fā)展前景。混沌具有其獨(dú)特性質(zhì):（1）隨機(jī)性,即混沌具有類(lèi)似隨機(jī)變量的雜亂表現(xiàn)；（2）遍歷性,即混沌能夠不重復(fù)地歷經(jīng)一定范圍內(nèi)的所有狀態(tài)；（3）規(guī)律性,即混沌是由確定性的迭代式產(chǎn)生的。介于確定性和隨機(jī)性之間,混沌具有豐富的時(shí)空動(dòng)態(tài),系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的演變可導(dǎo)致吸引子的轉(zhuǎn)移。最重要的是,

15、混沌的遍歷性特點(diǎn)可作為搜索過(guò)程中避免陷入局部極小的一種優(yōu)化機(jī)制,這與模擬退火的概率性劣向轉(zhuǎn)移和禁忌搜索的禁忌表檢驗(yàn)存在明顯的區(qū)別。因此,混沌已成為一種新穎的優(yōu)化技術(shù),并受到廣泛重視和大量研究。3.2.3 遺傳算法：遺傳算法（Genetic Algorithm）是模擬達(dá)爾文生物進(jìn)化論的自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的生物進(jìn)化過(guò)程的計(jì)算模型，是一種通過(guò)模擬自然進(jìn)化過(guò)程搜索最優(yōu)解的方法，它最初由美國(guó)Michigan大學(xué)J.Holland教授于1975年首先提出來(lái)的，并出版了頗有影響的專(zhuān)著Adaptation in Natural and Artificial Systems，GA這個(gè)名稱(chēng)才逐漸為人所知，J.H

16、olland教授所提出的GA通常為簡(jiǎn)單遺傳算法（SGA）。遺傳算法是解決搜索問(wèn)題的一種通用算法，對(duì)于各種通用問(wèn)題都可以使用。搜索算法的共同特征為： HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 （1）首先組成一組候選解；（2）依據(jù)某些適應(yīng)性條件測(cè)算這些候選解的適應(yīng)度；（3）根據(jù)適應(yīng)度保留某些候選解，放棄其他候選解；（4）對(duì)保留的候選解進(jìn)行某些操作，生成新的候選解。在遺傳算法中，上述幾個(gè)特征以一種特殊的方式組合在一起：基于染色體群的并行搜索，帶有猜測(cè)性質(zhì)的選擇操作、交換操作和突變操作。這種特殊的組合方式將遺傳算法與其它搜索算法區(qū)別開(kāi)來(lái)。遺傳算法還具有以下幾方面的特點(diǎn)

17、：(1)遺傳算法從問(wèn)題解的串集開(kāi)始搜索，而不是從單個(gè)解開(kāi)始。這是遺傳算法與傳統(tǒng)優(yōu)化算法的極大區(qū)別。傳統(tǒng)優(yōu)化算法是從單個(gè)初始值迭代求最優(yōu)解的；容易誤入局部最優(yōu)解。遺傳算法從串集開(kāi)始搜索，覆蓋面大，利于全局擇優(yōu)。(2)遺傳算法同時(shí)處理群體中的多個(gè)個(gè)體，即對(duì)搜索空間中的多個(gè)解進(jìn)行評(píng)估，減少了陷入局部最優(yōu)解的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)算法本身易于實(shí)現(xiàn)并行化。(3)遺傳算法基本上不用搜索空間的知識(shí)或其它輔助信息，而僅用適應(yīng)度函數(shù)值來(lái)評(píng)估個(gè)體，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行遺傳操作。適應(yīng)度函數(shù)不僅不受連續(xù)可微的約束，而且其定義域可以任意設(shè)定。這一特點(diǎn)使得遺傳算法的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展。(4)遺傳算法不是采用確定性規(guī)則，而是采用概率的變遷規(guī)則

18、來(lái)指導(dǎo)他的搜索方向。(5)具有自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)性。遺傳算法利用進(jìn)化過(guò)程獲得的信息自行組織搜索時(shí)，適應(yīng)度大的個(gè)體具有較高的生存概率，并獲得更適應(yīng)環(huán)境的基因結(jié)構(gòu)3.2.4 粗糙集理論：粗糙集理論作為一種數(shù)據(jù)分析處理理論，在1982年由波蘭科學(xué)家Z.Pawlak創(chuàng)立。最開(kāi)始由于語(yǔ)言的問(wèn)題，該理論創(chuàng)立之初只有東歐國(guó)家的一些學(xué)者研究和應(yīng)用它，后來(lái)才受到國(guó)際上數(shù)學(xué)界和計(jì)算機(jī)界的重視。1991年，Pawlak出版了粗糙集關(guān)于數(shù)據(jù)推理的理論這本專(zhuān)著，從此粗糙集理論及其應(yīng)用的研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段，1992年關(guān)于粗糙集理論的第一屆國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議在波蘭召開(kāi)。1995年ACM將粗糙集理論列為新興的計(jì)算機(jī)科學(xué)的研

19、究課題。 HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 它是一種刻劃不完整性和不確定性的數(shù)學(xué)工具，能有效的分析和處理不精確、不完整、不一致等各種不完備信息，并從中發(fā)現(xiàn)隱含的知識(shí)，揭示潛在的規(guī)律。在處理不確定性問(wèn)題上。粗糙集理論可以通過(guò)數(shù)學(xué)公式計(jì)算得到近似值，不需要有關(guān)數(shù)據(jù)的任何預(yù)備和附加信息，因而被證明特別適合于數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化，及數(shù)據(jù)相關(guān)性、相似性的查找。發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)模式。經(jīng)過(guò)十幾年的研究和發(fā)展，粗糙集理論已經(jīng)在理論和實(shí)際應(yīng)用上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，特別是在機(jī)器學(xué)習(xí)、從數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)知識(shí)、決策支持與分析等方面的應(yīng)用。目前它已經(jīng)在人工智能、知識(shí)與數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、模式識(shí)別與分類(lèi)、故障檢測(cè)等

20、方面得到了較為成功的應(yīng)用。3.3 電力系統(tǒng)故障分析：3.3.1故障基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)的故障一般分為簡(jiǎn)單故障和各種復(fù)雜故障。簡(jiǎn)單故障是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)某一處發(fā)生短路或斷線(xiàn)故障的情況，其又可分為短路故障（橫向故障）和斷線(xiàn)故障（縱向故障），而復(fù)雜故障則是指兩個(gè)或兩個(gè)以上簡(jiǎn)單故障的組合。短路故障有4種類(lèi)型：三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相短路接地；斷線(xiàn)故障分為一相斷線(xiàn)和兩相斷線(xiàn)。其中發(fā)生單相接地短路故障的概率最高，占65%。使用理想三相電壓源作電路的供給電源,使用中性點(diǎn)不接地方式的主要缺點(diǎn)是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性電弧接地時(shí),系統(tǒng)中積聚的能量無(wú)法泄漏掉,從而導(dǎo)致中性點(diǎn)對(duì)地電位升高,使整個(gè)系統(tǒng)過(guò)電壓

21、。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以抑制電弧接地時(shí)的過(guò)電壓,此外,由于人為地增加了有功電流,因此更加易于實(shí)現(xiàn)選擇性接地保護(hù)。但當(dāng)電網(wǎng)電容電流太大時(shí),一旦發(fā)生接地故障,在本來(lái)就較大的電容電流中加入了一部分有功分量,使得接地故障大電流增加,增加了故障點(diǎn)的熱效應(yīng),會(huì)使電氣設(shè)備的鐵心和絕緣過(guò)熱,電纜在接地故障處時(shí)的相間絕緣會(huì)因過(guò)熱燒毀而發(fā)展為多相短路,這對(duì)特別是煤礦井下這樣的危險(xiǎn)環(huán)境來(lái)說(shuō)是不利的。當(dāng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式后,由于人為增加的電感電流補(bǔ)償了電容電流,電網(wǎng)的單相接地電流僅為補(bǔ)償后很小的殘余電流,并對(duì)電弧的重燃有明顯的抑制作用,可大大減少高幅值電弧地過(guò)電壓發(fā)生的機(jī)率。3.3.2 電力開(kāi)

22、關(guān)通斷的仿真： HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 仿真方案就以暫態(tài)過(guò)程中最多的故障暫態(tài)過(guò)程和操作暫態(tài)過(guò)程作為仿真對(duì)象。系統(tǒng)進(jìn)行的操作暫態(tài)仿真以單相電路為分析對(duì)象,突出在開(kāi)關(guān)打開(kāi)、閉合時(shí)開(kāi)關(guān)上電氣參量的變化情況。電氣開(kāi)關(guān)作為控制系統(tǒng)的重要組成部分,對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用,因此在投入使用前,必須經(jīng)過(guò)復(fù)雜的型式實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證其性能。電氣開(kāi)關(guān)的通斷性能集中體現(xiàn)在接通和分?jǐn)嗟馁|(zhì)量上,接通瞬間由于動(dòng)靜觸頭之間碰撞,起斷續(xù)電弧導(dǎo)致觸頭腐蝕。分?jǐn)嗨查g由于電流急劇變化,引起持續(xù)燃弧并產(chǎn)生巨大的熱量和分?jǐn)噙^(guò)電壓,所以分?jǐn)嗨查g的危害最為嚴(yán)重。分?jǐn)噙^(guò)程中觸頭

23、接觸面積逐漸減小,電流密度逐漸增大,導(dǎo)致金屬?gòu)?qiáng)烈發(fā)熱并形成大量游離的電子,在電場(chǎng)的作用下,當(dāng)電流達(dá)到最小起弧電流時(shí)便引發(fā)強(qiáng)烈的電弧過(guò)程。操作暫態(tài)是指當(dāng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)或者熔斷器運(yùn)行的時(shí)候,若在電網(wǎng)中發(fā)生一次操作,則電力系統(tǒng)的一些部件彼此分離或相互連接。對(duì)于一個(gè)切換設(shè)備來(lái)說(shuō),操作作用可以是一個(gè)閉合操作也可以是一個(gè)開(kāi)斷操作。在一次閉合操作后,暫態(tài)電流將流過(guò)系統(tǒng),而在一次開(kāi)斷操作后,當(dāng)工頻電流被遮斷時(shí),一個(gè)暫態(tài)恢復(fù)電壓將出現(xiàn)在遮斷設(shè)備的端子上。從切換設(shè)備的端子來(lái)看,電網(wǎng)的配置確定了電流和電壓的振蕩的振幅、頻率和形狀。當(dāng)在變電站內(nèi)設(shè)置調(diào)整電壓用的電容器組時(shí),在正常情況時(shí)切換設(shè)備遮斷的主要是電

24、容性的負(fù)載。電流和電壓之間的相角相差大約90,電流超前電壓。當(dāng)一臺(tái)大型變壓器正常負(fù)載下切斷時(shí),電壓和電流之間的相角也是90,此時(shí),電流滯后于電壓。在主要是電容性或電感性電網(wǎng)中閉合或者開(kāi)關(guān)斷路器時(shí),將產(chǎn)生沖擊電流。3.3.3 電網(wǎng)中性點(diǎn)下的故障分析我們仿真的電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程以線(xiàn)路故障暫態(tài)為分析對(duì)象, 所涉及的故障類(lèi)型有: 單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路、三相短路和三相接地短路。故障暫態(tài)包括短路故障和斷線(xiàn)故障等, 對(duì)電力系統(tǒng)危害比較嚴(yán)重。各種復(fù)雜故障是指在不同地點(diǎn)兩處或者兩處以上斷線(xiàn)或短路。文章所仿真的故障暫態(tài)是在對(duì)不同電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式下的故障分析。使用理想三相電壓源作電路的供給電源,

25、使用中性點(diǎn)不接地方式的主要缺點(diǎn)是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性電弧接地時(shí),系統(tǒng)中積聚的能量無(wú)法泄漏掉,從而導(dǎo)致中性點(diǎn)對(duì)地電位升高,使整個(gè)系統(tǒng)過(guò)電壓。 HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以抑制電弧接地時(shí)的過(guò)電壓,此外,由于人為地增加了有功電流,因此更加易于實(shí)現(xiàn)選擇性接地保護(hù)。但當(dāng)電網(wǎng)電容電流太大時(shí),一旦發(fā)生接地故障,在本來(lái)就較大的電容電流中加入了一部分有功分量,使得接地故障大電流增加,增加了故障點(diǎn)的熱效應(yīng),會(huì)使電氣設(shè)備的鐵心和絕緣過(guò)熱,電纜在接地故障處時(shí)的相間絕緣會(huì)因過(guò)熱燒毀而發(fā)展為多相短路,這對(duì)特別是煤礦井下這樣的危險(xiǎn)環(huán)境來(lái)說(shuō)是

26、不利的。當(dāng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式后,由于人為增加的電感電流補(bǔ)償了電容電流,電網(wǎng)的單相接地電流僅為補(bǔ)償后很小的殘余電流,并對(duì)電弧的重燃有明顯的抑制作用,可大大減少高幅值電弧地過(guò)電壓發(fā)生的機(jī)率。3.4 電力系統(tǒng)在MATLAB中的應(yīng)用：3.4.1電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：電力系統(tǒng)一般由發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線(xiàn)路和電力負(fù)荷構(gòu)成。電力系統(tǒng)地?cái)?shù)學(xué)模型一般由電力系統(tǒng)元件的數(shù)學(xué)模型構(gòu)成。MATLAB為電力系統(tǒng)的建模提供了簡(jiǎn)潔的工具，通過(guò)電力系統(tǒng)的電路圖繪制，可以自動(dòng)生成數(shù)學(xué)模型。電路圖模型具有很好的人機(jī)交互界面，便于進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，省去了利用程序建立電力系統(tǒng)模型的繁瑣步驟，利用這種方式建立的數(shù)學(xué)模型相對(duì)于控制系

27、統(tǒng)中的微分方程模型、狀態(tài)方程模型、傳遞函數(shù)模型有著更直觀和實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。另外，在電路圖模型建立以后，在MATLAB軟件中，提供了power2sys函數(shù)作為短路模型的結(jié)構(gòu)分析函數(shù)，可以利用power2sys函數(shù)將電力系統(tǒng)的電路圖模型向狀態(tài)方程模型和傳遞函數(shù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。3.4.2 電力系統(tǒng)時(shí)域分析：模型設(shè)計(jì)思路是:既要反映電力線(xiàn)路等值模型的特點(diǎn),在電路中如何使用,還要比較兩種等值模型的精度,從而得出兩種模型的應(yīng)用范圍。針對(duì)這種思想,模擬電力線(xiàn)路等值模型內(nèi)容時(shí)利用Simulink設(shè)計(jì)兩條參數(shù)、長(zhǎng)度一樣,位置對(duì)稱(chēng)的并聯(lián)運(yùn)行架空線(xiàn)路:一條線(xiàn)路采用均勻分布參數(shù)進(jìn)行等值；另一條線(xiàn)路采用pi型電路進(jìn)行等值。用

28、示波器分別觀察這兩條物理特性相同,但數(shù)學(xué)模型不同的架空線(xiàn)路的電流、線(xiàn)路末端的電壓的異同,同時(shí)利用Powergui的“ImpendancevsFrequencyMeasurement性能觀察等值輸電線(xiàn)路隨頻率變化的阻抗特性,使對(duì)輸電線(xiàn)路的各項(xiàng)特性在理論上有一個(gè)更清晰的認(rèn)識(shí)。 HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)可以認(rèn)為是三相對(duì)稱(chēng)的，即每個(gè)元件三相阻抗相等，各處三相電壓和三相電流對(duì)稱(chēng)，且具有正弦波形和正常相序。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路或個(gè)別地方一相或兩相斷開(kāi)時(shí)，則對(duì)稱(chēng)運(yùn)行方式遭到破壞三相電壓和電流將不對(duì)稱(chēng)，而且波形將發(fā)生不同程度的畸變，即除

29、基波外，還含有一系列諧波分量。一般情況，在電力系統(tǒng)分析中，對(duì)于不對(duì)稱(chēng)故障采用簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)分量法進(jìn)行分析。對(duì)稱(chēng)分量法是指任意不對(duì)稱(chēng)的三相量均可以分解為三相序不同的對(duì)稱(chēng)分量：正序、負(fù)序、零序分量。它們之間的數(shù)學(xué)關(guān)為：（3-1）已知正序、負(fù)序、零序分量時(shí)，可以用下式合成三相分量：（3-2）MATLAB軟件中的電力系統(tǒng)元件庫(kù)中提供了3-Phase Sequence Analyzer(三相序分量分析)元件。3.4.3 電力系統(tǒng)頻域分析：電力系統(tǒng)分析元件（powergui）如下圖一：圖一：電力系統(tǒng)分析元件模型電力系統(tǒng)分析元件模型是用來(lái)分析電路和電力系統(tǒng)的工具。MATLAB軟件提供的電力系統(tǒng)分析元件是一種功能

30、強(qiáng)大的電力系統(tǒng)分析工具。 HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 電力系統(tǒng)圖形化用戶(hù)接口(Powergui)利用Simulink功能連接不同的電氣元件,是分析電力系統(tǒng)模型有效的圖形化用戶(hù)接口工具?？梢钥截惔四K到系統(tǒng)模型窗口中,然后雙擊模塊打開(kāi)功能菜單:(1)Powergui模塊可以顯示系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)的電流和電壓及電路(電感電流和電容電壓)所有的狀態(tài)變量值；(2)為了執(zhí)行仿真,Powergui模塊允許修改初始狀態(tài)；(3)Powergui可以執(zhí)行負(fù)載潮流的計(jì)算,并且為了從穩(wěn)態(tài)時(shí)開(kāi)始仿真可以初始化包括三相電機(jī)在內(nèi)的三相網(wǎng)絡(luò),三相電機(jī)的類(lèi)型為簡(jiǎn)化的同步電機(jī)、同步電機(jī)

31、或異步電機(jī)模塊；(4)當(dāng)電路中出現(xiàn)阻抗測(cè)量模塊時(shí),Powergui也可以顯示阻抗隨頻率變化的波形；(5)如果用戶(hù)擁有控制工具箱,Powergui模塊可以產(chǎn)生用戶(hù)自己的系統(tǒng)的空間模塊,自動(dòng)打開(kāi)LTI相對(duì)于時(shí)域和頻域的觀測(cè)器接口；(6)Powergui可以產(chǎn)生擴(kuò)展名為.rep的結(jié)果報(bào)告文件,這個(gè)文件包含測(cè)量模塊、電源、非線(xiàn)性模塊等系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)值。電力系統(tǒng)是由大量元件組成的復(fù)雜系統(tǒng),因而它的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和發(fā)展是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程,電力系統(tǒng)分析便是這項(xiàng)系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ),它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、電路、電機(jī)、電子、自控和計(jì)算機(jī)等一系列學(xué)科的知識(shí),對(duì)電力系統(tǒng)的一些主要問(wèn)題:潮流、故障、穩(wěn)定和運(yùn)行調(diào)度進(jìn)

32、行分析計(jì)算。由于它研究的對(duì)象是實(shí)際的電力系統(tǒng),因此帶有明顯的工程特點(diǎn)。這意味著在教學(xué)中,一方面要介紹很多工程實(shí)際中的知識(shí)和概念,另一方面在很多問(wèn)題的處理上要從工程實(shí)際的角度出發(fā),進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。由于Powergui模塊具有可視化的功能,還具有一個(gè)非常優(yōu)秀的特點(diǎn):改變系統(tǒng)中的參數(shù),可以通過(guò)圖形來(lái)觀察由于參數(shù)改變而引起的變化。這個(gè)特點(diǎn)可以進(jìn)一步提高同學(xué)們討論和思考問(wèn)題的積極性,也可以幫助研究者進(jìn)一步研究在復(fù)雜問(wèn)題中不同參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響及不同參數(shù)間的相互作用關(guān)系。4 實(shí)習(xí)總結(jié)和體會(huì)：在短暫的實(shí)習(xí)過(guò)程中，我深深的感覺(jué)到自己所學(xué)知識(shí)的膚淺和在實(shí)際運(yùn)用中的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的匱乏。實(shí)習(xí)是每一個(gè)大學(xué)畢業(yè)生必須擁有的一

33、段經(jīng)歷，它使我們打開(kāi)了視野，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，為我們以后更好地服務(wù)社會(huì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。盡管實(shí)習(xí)的時(shí)間并不是很長(zhǎng)，但對(duì)于我來(lái)說(shuō)真是受益匪淺，我深信這段實(shí)習(xí)的經(jīng)歷會(huì)對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作帶來(lái)非常積極的影響。 HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告用紙 在學(xué)校的實(shí)習(xí)雖比不上像在工廠(chǎng)或公司一樣的實(shí)習(xí)密切地接觸社會(huì)，密切地接觸實(shí)際生產(chǎn)，但在學(xué)校的實(shí)習(xí)時(shí)間方面我們利用的更為充分，去執(zhí)行我們應(yīng)該做的而不是別人給安排的。在學(xué)校實(shí)習(xí)，資料方面更有優(yōu)勢(shì)，學(xué)校圖書(shū)館資源非常豐富，在我們意識(shí)到缺乏某一方面的知識(shí)時(shí)，既可以向老師請(qǐng)教，也能夠方便的去圖書(shū)館查閱資料，自學(xué)給人的印象更能加深刻。將畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)實(shí)習(xí)聯(lián)系一塊，一方面調(diào)動(dòng)了同