電力系統(tǒng)的matlab simulink仿真及應(yīng)用第4章

1、第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.1 同步發(fā)電機模型同步發(fā)電機模型 4.2 電力變壓器模型電力變壓器模型 4.3 輸電線路模型輸電線路模型 4.4 負(fù)荷模型負(fù)荷模型 習(xí)題習(xí)題 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.1 同步發(fā)電機模型同步發(fā)電機模型4.1.1 同步發(fā)電機等效電路同步發(fā)電機等效電路SimPowerSystems中同步發(fā)電機模型考慮了定子、勵磁和阻尼繞組的動態(tài)行為，經(jīng)過Park變換后的等值電路如圖4-1所示。圖4-1 同步發(fā)電機等效電路圖(a) d軸等效電路；(b) q軸等效電路 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 該等值電路中，所有參數(shù)均歸算到定

2、子側(cè)，各變量下標(biāo)的含義如表4-1所示。表表4-1 同步發(fā)電機各變量下標(biāo)的含義同步發(fā)電機各變量下標(biāo)的含義第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 因此， 圖 4-1 中， Rs、Ll為定子繞組的電阻和漏感，dRf 、df lL為勵磁繞組的電阻和漏感，dRk 、dLlk為 d 軸阻尼繞組的電阻和漏感，1kqR、1lkqL為 q 軸阻尼繞組的電阻和漏感，2kqR、2lkqL為考慮轉(zhuǎn)子棒和大電機深處轉(zhuǎn)子棒的渦流或者小電機中雙鼠籠轉(zhuǎn)子時 q 軸阻尼繞組的電阻和漏感，Lmd和Lmq為 d 軸和 q 軸勵磁電感， Rq和 Rd為 d 軸和 q 軸的發(fā)電機電勢。 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.1.2 簡化同步

3、電機模塊簡化同步電機模塊簡化同步電機模塊忽略電樞反應(yīng)電感、勵磁和阻尼繞組的漏感，僅由理想電壓源串聯(lián)RL線路構(gòu)成，其中R值和L值為電機的內(nèi)部阻抗。SimPowerSystems庫中提供了兩種簡化同步電機模塊，其圖標(biāo)如圖4-2所示。圖4-2(a)為標(biāo)幺制單位(p.u.)下的簡化同步電機模塊，圖4-2(b)為國際單位制(SI)下的簡化同步電機模塊。簡化同步電機的兩種模塊本質(zhì)上是一致的，唯一的不同在于參數(shù)所選用的單位。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-2 簡化同步電機模塊圖標(biāo)(a) 標(biāo)幺制；(b) 國際單位制 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 簡化同步電機模塊有2個輸入端子，1個輸出端子和3個電

4、氣連接端子。模塊的第1個輸入端子(Pm)輸入電機的機械功率，可以是常數(shù)，或者是水輪機和調(diào)節(jié)器模塊的輸出。模塊的第2個輸入端子(E)為電機內(nèi)部電壓源的電壓，可以是常數(shù)，也可以直接與電壓調(diào)節(jié)器的輸出相連。模塊的3個電氣連接端子(A，B，C)為定子輸出電壓。輸出端子(m)輸出一系列電機的內(nèi)部信號，共由12路信號組成，如表4-2所示。 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 表表4-2 簡化同步電機輸出信號簡化同步電機輸出信號第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 通過電機測量信號分離器(Machines Measurement Demux)模塊可以將輸出端子m中的各路信號分離出來，典型接線如圖4-3所示。第4章

5、 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-3 簡化同步電機輸出信號分離接線第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 雙擊簡化同步電機模塊，將彈出該模塊的參數(shù)對話框，如圖4-4所示。圖4-4 簡化同步電機模塊參數(shù)對話框第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 在該對話框中含有如下參數(shù)：(1) “連接類型”(Connection type)下拉框：定義電機的連接類型，分為3線Y型連接和4線Y型連接(即中線可見)兩種。(2) “額定參數(shù)”(Nom. power, L-L volt.，and freq.)文本框：三相額定視在功率Pn(單位：VA)、額定線電壓有效值Vn(單位：V)、額定頻率fn(單位：Hz)。(3) “機械參

6、數(shù)”(Inertia, damping factor and pairs of poles)文本框：轉(zhuǎn)動慣量J (單位：kgm2)或慣性時間常數(shù)H (單位：s)、阻尼系數(shù)Kd (單位：轉(zhuǎn)矩的標(biāo)幺值/轉(zhuǎn)速的標(biāo)幺值)和極對數(shù)p。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (4) “內(nèi)部阻抗”(Internal impedance)文本框：單相電阻R (單位：或p.u.)和電感L(單位：H或p.u.)。R和L為電機內(nèi)部阻抗，設(shè)置時允許R等于0，但L必須大于0。(5) “初始條件”(Init. cond.)文本框：初始角速度偏移(單位：)，轉(zhuǎn)子初始角位移e(單位：)，線電流幅值ia、ib、ic(單位：A或p.u

7、.)，相角pha、phb、phc(單位：)。初始條件可以由Powergui模塊自動獲取(見5.1節(jié))。【例【例4.1】額定值為50 MVA、10.5 kV的兩對極隱極同步發(fā)電機與10.5 kV無窮大系統(tǒng)相連。隱極機的電阻R=0.005 p.u.，電感L=0.9 p.u.，發(fā)電機供給的電磁功率為0.8 p.u.。求穩(wěn)態(tài)運行時的發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、功率角和電磁功率。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 解：解：(1) 理論分析。由已知，得穩(wěn)態(tài)運行時發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n為n=1500 r/min (4-1)其中，f為系統(tǒng)頻率，按我國標(biāo)準(zhǔn)取為50 Hz；p為隱極機的極對數(shù)，此處為2。電磁功率Pe=0.8 p.u.，功

8、率角為 (4-2)其中，V為無窮大系統(tǒng)母線電壓；E為發(fā)電機電勢；X為隱極機電抗。(2) 按圖4-5搭建仿真電路圖，選用的各模塊的名稱及提取路徑見表4-3。pf6005.46119 . 08 . 0arcsinarcsineEVXP第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-5 例4.1的仿真電路圖第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 表表4-3 例例4.1仿真電路模塊的名稱及提取路徑仿真電路模塊的名稱及提取路徑第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (3) 設(shè)置模塊參數(shù)和仿真參數(shù)。雙擊簡化同步電機模塊，設(shè)置電機參數(shù)如圖4-6所示。圖4-6 例4.1的同步電機參數(shù)設(shè)置第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 在常數(shù)模

9、塊Pm的對話框中輸入0.805，在常數(shù)模塊VLLrms的對話框中輸入1.04(由Powergui計算得到的初始參數(shù))。電機測量信號分離器分離第49、11、12路信號。選擇器模塊均選擇a相參數(shù)通過。由于電機模塊輸出的轉(zhuǎn)速為標(biāo)幺值，因此使用了一個增益模塊將標(biāo)幺值表示的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為有單位r/min表示的轉(zhuǎn)速，增益系數(shù)fK(4-3) 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 兩個Fourier分析模塊均提取50 Hz的基頻分量。交流電壓源Va、Vb和Vc為頻率是50 Hz、幅值是10.5 / kV、相角相差120的正序三相電壓。三相電壓電流測量模塊僅用作電路連接，因此內(nèi)部無需選擇任何變

10、量。打開菜單SimulationConfiguration Parameters，在圖4-7的“算法選擇”(Solver options)窗口中選擇“變步長”(variable-step)和“剛性積分算法(ode15s)”。23第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-7 例4.1的系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (4) 仿真及結(jié)果。開始仿真，觀察電機的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)子角，波形如圖4-8所示。仿真開始時，發(fā)電機輸出的電磁功率由0逐步增大，機械功率大于電磁功率。發(fā)電機在加速性過剩功率的作用下，轉(zhuǎn)速迅速增大，隨著功角d的增大，發(fā)電機的電磁功率也增大，使得過剩功率減小。當(dāng)t=0.18

11、 s時，在阻尼作用下，過剩功率成為減速性功率，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速開始下降，但轉(zhuǎn)速仍然大于1500 r/min，因此功角d繼續(xù)增大，直到轉(zhuǎn)速小于1500 r/min后(t=0.5 s)，功角開始減小，電磁功率也減小。t=1.5 s后，在電機的阻尼作用下，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1500 r/min，功率穩(wěn)定在0.8 p.u.，功角為44。仿真結(jié)果與理論計算一致。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-8 例4.1的仿真波形圖 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.1.3 同步電機模塊同步電機模塊SimPowerSystems庫中提供了三種同步電機模塊，用于對三相隱極和凸極同步電機進(jìn)行動態(tài)建模，其圖標(biāo)如圖4-9所示。圖4

12、-9(a)為標(biāo)幺制(p.u.)下的基本同步電機模塊，圖4-9(b)為標(biāo)幺制(p.u.)下的標(biāo)準(zhǔn)同步電機模塊，圖4-9(c)為國際單位制(SI)下的基本同步電機模塊。 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-9 同步電機模塊圖標(biāo)(a) p.u.基本同步電機；(b) p.u.標(biāo)準(zhǔn)同步電機；(c) SI基本同步電機 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 同步電機模塊有2個輸入端子、1個輸出端子和3個電氣連接端子。模塊的第1個輸入端子(Pm)為電機的機械功率。當(dāng)機械功率為正時，表示同步電機運行方式為發(fā)電機模式；當(dāng)機械功率為負(fù)時，表示同步電機運行方式為電動機模式。在發(fā)電機模式下，輸入可以是一個正的常數(shù)，也可

13、以是一個函數(shù)或者是原動機模塊的輸出；在電動機模式下，輸入通常是一個負(fù)的常數(shù)或者函數(shù)。模塊的第2個輸入端子(Vf)是勵磁電壓，在發(fā)電機模式下可以由勵磁模塊提供，在電動機模式下為一常數(shù)。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 模塊的3個電氣連接端子(A,B,C)為定子電壓輸出。輸出端子(m)輸出一系列電機的內(nèi)部信號，共由22路信號組成，如表4-4所示。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 表表4-4 同步電機輸出信號同步電機輸出信號第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 通過“電機測量信號分離器”(Machines Measurement Demux)模塊可以將輸出端子m中的各路信號分離出來，典型接線如圖4-10

14、所示。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-10 同步電機輸出信號分離接線第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 同步電機輸入和輸出參數(shù)的單位與選用的同步電機模塊有關(guān)。如果選用SI制下的同步電機模塊，則輸入和輸出為國際單位制下的有名值(除了轉(zhuǎn)子角速度偏移量以標(biāo)幺值、轉(zhuǎn)子角位移以弧度表示外)。如果選用p.u.制下的同步電機模塊，輸入和輸出為標(biāo)幺值。雙擊同步電機模塊，將彈出該模塊的參數(shù)對話框，下面將對其一一進(jìn)行說明。1. SI基本同步電機模塊基本同步電機模塊SI基本同步電機模塊的參數(shù)對話框如圖4-11所示。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-11 SI基本同步電機模塊參數(shù)對話框第4章 電力系統(tǒng)主要

15、元件等效模型 在該對話框中含有如下參數(shù)：(1) “預(yù)設(shè)模型”(Preset model)下拉框：選擇系統(tǒng)設(shè)置的內(nèi)部模型后，同步電機自動獲取各項數(shù)據(jù)，如果不想使用系統(tǒng)給定的參數(shù)，請選擇“No”。(2) “顯示詳細(xì)參數(shù)”(Show detailed parameters)復(fù)選框：點擊該復(fù)選框，可以瀏覽并修改電機參數(shù)。(3) “繞組類型”(Rotor type)下拉框：定義電機的類型，分為隱極式(round)和凸極式(salient-pole )兩種。(4) “額定參數(shù)”(Nom. power, volt., freq. and field cur.)文本框：三相額定視在功率Pn(單位：VA)、額定

16、線電壓有效值Vn(單位：V)、額定頻率fn(單位：Hz)和額定勵磁電流ifn(單位：A)。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (5) “定子參數(shù)”(Stator)文本框：定子電阻Rs(單位：W)，漏感Ll(單位：H)，d軸電樞反應(yīng)電感Lmd (單位：H)和q軸電樞反應(yīng)電感Lmq (單位：H)。(6) “勵磁參數(shù)”(Field)文本框：勵磁電阻(單位：W)和勵磁漏感(單位：H)。(7) “阻尼繞組參數(shù)”(Dampers)文本框：d軸阻尼電阻Rkd(單位：W)，d軸漏感(單位：H)，q軸阻尼電阻(單位：W)和q軸漏感(單位：H)，對于實心轉(zhuǎn)子，還需要輸入反映大電機深處轉(zhuǎn)子棒渦流損耗的阻尼電阻(單位：

17、W)和漏感(單位：H)。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (8) “機械參數(shù)”(Inertia, friction factor and pole pairs)文本框：轉(zhuǎn)矩J (單位：kgm2)、衰減系數(shù)F (單位：Nms/rad)和極對數(shù)p。(9) “初始條件”(Init. cond.)文本框：初始角速度偏移(單位：)，轉(zhuǎn)子初始角位移th(單位：)，線電流幅值ia、ib、ic(單位：A)，相角pha、phb、phc(單位：)和初始勵磁電壓Vf(單位：V)。(10) “飽和仿真”(Simulate saturation)復(fù)選框：設(shè)置定子和轉(zhuǎn)子鐵芯是否飽和。若需要考慮定子和轉(zhuǎn)子的飽和情況，則選中

18、該復(fù)選框，在該復(fù)選框下將出現(xiàn)圖4-12所示的文本框。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-12 SI基本同步電機模塊飽和仿真復(fù)選框窗口第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 要求在該文本框中輸入代表空載飽和特性的矩陣。先輸入飽和后的勵磁電流值，再輸入飽和后的定子輸出電壓值，相鄰兩個電流/電壓值之間用空格或“，”分隔，電流和電壓值之間用“；”分隔。例如，輸入矩陣695.64, 774.7, 917.5, 1001.6, 1082.2, 1175.9, 1293.6, 1430.2, 1583.7 ；9660, 10623, 12243, 13063, 13757, 14437, 15180, 158

19、90, 16567，將得到如圖4-13所示的飽和特性曲線，曲線上的“*”點對應(yīng)輸入框中的一對ifd, Vt。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-13 飽和特性曲線第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 2. p.u.基本同步電機模塊基本同步電機模塊p.u.基本同步電機模塊的參數(shù)對話框如圖4-14所示。圖4-14 p.u.基本同步電機模塊參數(shù)對話框第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 該對話框結(jié)構(gòu)與SI基本同步電機模塊的對話框結(jié)構(gòu)相似，不同之處有：(1) “額定參數(shù)”(Nom. power, L-L volt., and freq.)文本框：與SI基本同步電機模塊相比，該項內(nèi)容中不含勵磁電流。(2)

20、“定子參數(shù)”(Stator)文本框：與SI基本同步電機模塊相比，該項參數(shù)為歸算到定子側(cè)的標(biāo)幺值。(3) “勵磁參數(shù)”(Field)：與SI基本同步電機模塊相比，該項參數(shù)為歸算到定子側(cè)的標(biāo)幺值。(4) “阻尼繞組參數(shù)”(Dampers)文本框：與SI基本同步電機模塊相比，該項參數(shù)為歸算到定子側(cè)的標(biāo)幺值。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (5) “機械參數(shù)”(Coeff. of inertia, friction factor and pole pairs)文本框：慣性時間常數(shù)H (單位：s)、衰減系數(shù)F (單位：p.u.)和極對數(shù)p。 (6) “飽和仿真”(Simulate saturation

21、)復(fù)選框：與SI基本同步電機模塊類似，其中的勵磁電流和定子輸出電壓均為標(biāo)幺值；電壓的基準(zhǔn)值為額定線電壓有效值；電流的基準(zhǔn)值為額定勵磁電流。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 例如，對有名值 ifn = 1087 A；Vn = 13800 ifd = 695.64, 774.7, 917.5, 1001.6, 1082.2, 1175.9, 1293.6, 1430.2, 1583.7 A Vt = 9660, 10623, 12243, 13063, 13757, 14437, 15180, 15890, 16567 V 變換后，有標(biāo)幺值 ifd*=0.6397, 0.7127, 0.8441,

22、 0.9214, 0.9956, 1.082, 1.19, 1.316, 1.457 Vt* = 0.7, 0.7698, 0.8872, 0.9466, 0.9969, 1.046, 1.1, 1.151, 1.201 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 3. p.u.標(biāo)準(zhǔn)同步電機模塊標(biāo)準(zhǔn)同步電機模塊p.u.標(biāo)準(zhǔn)同步電機模塊的參數(shù)對話框如圖4-15所示。圖4-15 p.u.標(biāo)準(zhǔn)同步電機模塊參數(shù)對話框第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 在該對話框中，“預(yù)設(shè)模型”(Preset model)下拉框、“顯示詳細(xì)參數(shù)”(Show detailed parameters)復(fù)選框、“繞組類型”(Rotor

23、type)下拉框、“額定參數(shù)”(Nom. power, L-L volt., and freq.)文本框、“機械參數(shù)”(Coeff. of inertia, friction factor and pole pairs)文本框、“初始條件”(Init. cond.)文本框、“飽和仿真”(Simulate saturation)復(fù)選框中的參數(shù)與p.u.基本同步電機相同(圖4-15中虛線部分)。除此之外，還含有如下參數(shù)：第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (1) “電抗”(Reactances)文本框：d 軸同步電抗 Xd、暫態(tài)電抗dX 、次暫態(tài)電抗dX ，q 軸同步電抗 Xq、暫態(tài)電抗qX (對于

24、實心轉(zhuǎn)子)、次暫態(tài)電抗qX ，漏抗 X1，所有的參數(shù)均為標(biāo)幺值。 (2) “直軸和交軸時間常數(shù)”(d axis time constants, q axis time constant)下拉框：定義 d 軸和 q 軸的時間常數(shù)類型，分為開路和短路兩種。 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (3) “時間常數(shù)”(Time constants)文本框：d 軸和 q 軸的時間常數(shù)(單位：s)， 包括 d 軸開路暫態(tài)時間常數(shù)(odT )/短路暫態(tài)時間常數(shù)(dT )，d 軸開路次暫態(tài)時間常數(shù)(odT )/短路次暫態(tài)時間常數(shù)(dT )，q 軸開路時間常數(shù)(oqT )/短路暫態(tài)時間常數(shù)(qT)，q 軸開路次暫

25、態(tài)開路時間常數(shù)(oqT )/短路次暫態(tài)時間常數(shù)(qT )， 這些時間常數(shù)和時間常數(shù)列表框中的定義必須一致。 (4) “定子電阻” (Stator resistance)文本框： 定子電阻Rs(單位：p.u.)。 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 【例【例4.2】額定值為50 MVA、10.5 kV的有阻尼繞組同步發(fā)電機與10.5 kV無窮大系統(tǒng)相連。發(fā)電機定子側(cè)參數(shù)為Rs=0.003，Ll=0.19837，Lmd=0.91763，Lmq=0.21763；轉(zhuǎn)子側(cè)參數(shù)為Rf=0.00064，Llfd=0.16537；阻尼繞組參數(shù)為Rkd=0.00465，Llkd=0.0392，Rkq1=0.006

26、84，Llkq1=0.01454。各參數(shù)均為標(biāo)幺值，極對數(shù)p=32。穩(wěn)態(tài)運行時，發(fā)電機供給的電磁功率由0.8 p.u.變?yōu)?.6 p.u.，求發(fā)電機轉(zhuǎn)速、功率角和電磁功率的變化。解：解：(1) 理論分析。由已知，穩(wěn)態(tài)運行時發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 利用凸極式發(fā)電機的功率特性方程做近似估算。其中凸極式發(fā)電機電勢Eq=1.233，無窮大母線電壓V=1，系統(tǒng)縱軸總電抗xd=Ll+Lmd=1.116，系統(tǒng)橫軸總電抗xq=Ll+Lmq=0.416。75.9360pfn r/min qdqddqxxxxVxVEP2sin2esin2 (4-5) (4-4) 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等

27、效模型 電磁功率為Pe=0.8p.u.時，通過功率特性方程計算得到功率角為 (4-6)當(dāng)電磁功率變?yōu)?.6p.u.并重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，計算得到功率角為 (4-7)(2) 按圖4-16搭建仿真電路圖，選用的各模塊的名稱及提取路徑見表4-5。35.1846.13第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-16 例4.2的仿真電路圖第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 表表4-5 例例4.2仿真電路模塊的名稱及提取路徑仿真電路模塊的名稱及提取路徑第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (3) 設(shè)置模塊參數(shù)和仿真參數(shù)。雙擊同步電機模塊，設(shè)置電機參數(shù)如圖4-17。圖中，初始條件是通過Powergui模塊自動設(shè)置的，讀者

28、不妨直接將這些參數(shù)輸入。關(guān)于Powergui的詳細(xì)內(nèi)容參見5.1節(jié)。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-17 例4.2的同步電機參數(shù)設(shè)置第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 在常數(shù)模塊VLLrms的對話框中輸入1.23304(由Powergui計算得到的初始參數(shù))。將階躍函數(shù)模塊的初始值設(shè)為0.8，然后在0.6 s時刻變?yōu)?.6。電機測量信號分離器分離第4、5、15、16、20路信號。由于電機模塊輸出的轉(zhuǎn)速為標(biāo)幺值，因此使用了一個增益模塊將標(biāo)幺值表示的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為有名單位r/min表示的轉(zhuǎn)速，增益系數(shù)為75.9332506060pfK第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 交流電壓源Va、Vb和Vc為

29、頻率是50 Hz、幅值是10.5 kV、相角相差120的正序三相電壓。三相電壓電流測量表模塊僅用作電路連接，因此內(nèi)部無需選擇任何變量。打開菜單SimulationConfiguration Parameters，在圖4-18的“算法選擇”(Solver options)窗口中選擇“變步長”(Variable-step)和“剛性積分算法(ode15s)”。3/2第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-18 例4.2的系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (4) 仿真及結(jié)果。開始仿真，觀察電機的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)子角，波形如圖4-19所示。圖4-19 例4.2的仿真波形圖 第4章 電力系統(tǒng)

30、主要元件等效模型 仿真開始時，發(fā)電機處于穩(wěn)定狀態(tài)，轉(zhuǎn)速為93.75 r/min，功率為0.8 p.u.，功角為18.35。t=0.6 s時，發(fā)電機上的機械功率忽然降到0.6 p.u.，使得電磁功率瞬時大于機械功率，轉(zhuǎn)速迅速降低，于是功角d減小，發(fā)電機的電磁功率減小。t=0.72 s后，電磁功率小于0.6 p.u.，產(chǎn)生加速性的過剩功率，轉(zhuǎn)速開始增大，功角d在轉(zhuǎn)子的慣性作用下繼續(xù)減小，直到轉(zhuǎn)速大于93.75 r/min后，功角才開始增大，電磁功率也增大。最終在電機的阻尼作用下，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在93.75 r/min，功率穩(wěn)定在0.6 p.u.，功角穩(wěn)定在13.46。仿真結(jié)果與理論計算一致。第4章 電力

31、系統(tǒng)主要元件等效模型 4.2 電力變壓器模型電力變壓器模型4.2.1 三相變壓器等效電路三相變壓器等效電路三相雙繞組變壓器和三繞組變壓器的單相等效電路如圖4-20所示。圖4-20 三相變壓器單相等效電路圖(a) 雙繞組；(b) 三繞組 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 該等效電路中，各繞組通過互感耦合線圈繞在同一個鐵芯上。其中，R1、R2和R3為各繞組電阻，L1、L2和L3為各繞組漏感，Rm和Lm為勵磁支路的電阻和電感。若為飽和變壓器，則Lm不再為恒定值，隨電流變化而變化。4.2.2 雙繞組三相變壓器模塊雙繞組三相變壓器模塊SimPowerSystems庫中提供的雙繞組三相變壓器模塊可以對線性

32、和鐵芯變壓器進(jìn)行仿真，圖標(biāo)如圖4-21所示。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-21 雙繞組三相變壓器模塊圖標(biāo)第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 變壓器一次、二次繞組的連接方法有以下五種：(1) Y型連接：3個電氣連接端口(A、B、C或a、b、c)；(2) Yn型連接：4個電氣連接端口(A、B、C、N或a、b、c、n)，繞組中線可見；(3) Yg型連接：3個電氣連接端口(A、B、C或a、b、c)，模塊內(nèi)部繞組接地；(4) (D11)型連接：3個電氣連接端口(A、B、C或a、b、c)，繞組超前Y繞組30；(5) (D1) 型連接：3個電氣連接端口(A、B、C或a、b、c)，繞組滯后Y繞組30。

33、第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 不同的連接方式對應(yīng)不同的圖標(biāo)。圖4-22為四種典型連接方式的雙繞組三相變壓器圖標(biāo)，分別為-、-Yg、Yg-Yn和Yn-型連接。圖4-22 四種典型接線方式下的雙繞組三相變壓器圖標(biāo)第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 若對變壓器的飽和特性進(jìn)行仿真，模塊的圖標(biāo)上出現(xiàn)飽和標(biāo)記，如圖4-23所示。圖4-23 飽和雙繞組三相變壓器圖標(biāo)第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 該模塊的電氣端子分別為變壓器一次繞組(ABC)和二次繞組(abc)。雙擊雙繞組三相變壓器模塊，將彈出該模塊的參數(shù)對話框，如圖4-24所示。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-24 雙繞組三相變壓器模塊參數(shù)對

34、話框第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 在該對話框中含有如下參數(shù)：(1) “額定功率和頻率”(Nominal power and frequency)文本框：額定功率Pn(單位：VA)和額定頻率fn(單位：Hz)。(2) “一次繞組連接方式”(Winding 1 (ABC) connection)下拉框：一次繞組的連接方式。(3) “一次繞組參數(shù)”(Winding parameters)文本框：額定線電壓有效值(單位：V)、電阻(單位：p.u.)和漏感(單位：p.u.)。 (4) “二次繞組連接方式”(Winding 2 (abc) connection)下拉框：二次繞組的連接方式。第4章 電力

35、系統(tǒng)主要元件等效模型 (5) “二次繞組參數(shù)”(Winding parameters)文本框：額定線電壓有效值(單位：V)、電阻(單位：p.u.)和漏感(單位：p.u.)。 (6) “飽和鐵芯”(Saturable core)復(fù)選框：對三相變壓器的飽和特性進(jìn)行仿真。(7) “磁阻”(Magnetization resistance Rm)文本框：反映變壓器鐵芯的損耗，單位為p.u.，在鐵芯損耗取0.2%時，Rm=500。(8) “勵磁電感”(Magnetization resistance Lm)文本框：該文本框只在未選中“飽和鐵芯”復(fù)選框時出現(xiàn)，單位為p.u.。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模

36、型 選中“飽和鐵芯”復(fù)選框后，“勵磁電感”文本框消失，被圖4-25所示文本框取代。圖4-25 飽和鐵芯復(fù)選框窗口 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (9) “飽和特性”(Saturation characteristic)文本框：從坐標(biāo)原點(0,0)開始指定電流磁通特性曲線。變壓器的飽和特性用分段線性化的磁化曲線表示。若不考慮鐵芯剩磁作用，則磁化曲線如圖4-26(a)所示；若考慮鐵芯剩磁作用，則相應(yīng)的磁化曲線如圖4-26(b)所示。圖中縱坐標(biāo)是磁通j，橫坐標(biāo)為磁化電流i。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-26 磁化曲線(a) 無剩磁；(b) 有剩磁第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 參數(shù)對

37、話框中，在每一個拐點處輸入對應(yīng)的電流和磁通值，電流和磁通用空格或“，”分割，兩組電流和磁通值之間用“；”分隔。磁化電流和磁通都使用標(biāo)幺值，基準(zhǔn)值為其中，V1為一次側(cè)額定相電壓有效值。21nbaseVPI22n1basefV(4-8) (4-9) 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (10) “磁滯”(Simulate hysteresis)復(fù)選框：實現(xiàn)對變壓器磁滯現(xiàn)象的仿真，選中后，出現(xiàn)新文本框如圖4-27所示。圖4-27中文本框內(nèi)的文本指向含磁滯數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件hysteresis.mat。打開Powergui模塊中的“磁滯設(shè)計”(Hysteresis Design)工具，可以對默認(rèn)數(shù)據(jù)文件hy

38、steresis.mat中的磁滯數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、保存或創(chuàng)建新文件。圖4-27 變壓器磁滯復(fù)選框窗口第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (11) “磁通初始化”(Specify initial fluxes)復(fù)選框：選中后，出現(xiàn)新文本框如圖4-28所示，其中變壓器各相的初始磁通均為標(biāo)幺值。 圖4-28 磁通初始化復(fù)選框窗口第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (12) “測量參數(shù)”(Measurements)下拉框：對以下變量進(jìn)行測量： “繞組電壓”(Winding voltages)：測量三相變壓器端電壓； “繞組電流”(Winding currents)：測量流經(jīng)三相變壓器的電流； “磁通和磁化電流

39、”(Fluxes and magnetization currents)：測量磁通(單位：Vs)和變壓器飽和時的勵磁電流； “所有變量”(All measurement)：測量三相變壓器繞組端電壓、電流、勵磁電流和磁通。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 從SimPowerSystems庫的“測量子庫”中復(fù)制“萬用表模塊”(Multimeter)到相應(yīng)的模型文件中，可以在仿真過程中對選中的測量變量進(jìn)行觀察。選用萬用表模塊相當(dāng)于在對應(yīng)的測量元件內(nèi)部并聯(lián)電壓表或者串聯(lián)電流表模塊。 SimPowerSystems庫提供的三相三繞組變壓器模塊圖標(biāo)如圖4-29所示。三相三繞組變壓器模塊實際上是由三個單相變

40、壓器模塊根據(jù)不同的聯(lián)接組別聯(lián)接而成的，因此三相變壓器的參數(shù)設(shè)置與三相雙繞組變壓器的參數(shù)設(shè)置類似，這里不再贅述。 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-29 三相三繞組變壓器模塊圖標(biāo)第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 【例【例4.3】一臺Y-D11連接的三相變壓器，Pn=180kVA，V1n/V2n=10 000 V/525 V。已知R1=0.4 ，R2=0.035 ，X1=0.22 ，X2=0.055 ，Rm=30 ，Xm=310 ，鐵芯飽和特性曲線如圖4-30所示。試分析變壓器空載運行時一次側(cè)的相電壓、主磁通和空載電流的波形。改變變壓器的接線方式，分析結(jié)果。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型

41、圖4-30 例4.3的鐵芯飽和特性曲線 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 解：解：(1) 理論分析?？蛰d時，由于變壓器鐵芯飽和，因此當(dāng)相電壓和主磁通是正弦時空載電流為尖頂波，其中將含有較大的三次諧波和一系列高次諧波。但是，因為三相變壓器采用Y-連接，一次側(cè)空載電流中三次諧波無法流通，又因為五次以上的諧波電流很小可忽略不計，所以Y側(cè)空載電流接近正弦波。由一次側(cè)空載電流產(chǎn)生的主磁通波形為平頂波，其中含有的三次諧波磁通分量在二次繞組的閉合三角形回路中產(chǎn)生三次諧波環(huán)流，此環(huán)流將削弱主磁通中的三次諧波分量，因此空載電流、主磁通及其感應(yīng)的電動勢均接近于正弦。(2) 按圖4-31搭建仿真電路圖，選用的各模塊

42、名稱及提取路徑見表4-6。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-31 例4.3的仿真電路圖第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 表表4-6 例例4.3仿真電路模塊名稱及提取路徑仿真電路模塊名稱及提取路徑第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (3) 設(shè)置模塊參數(shù)和仿真參數(shù)。雙擊變壓器模塊，按圖4-32設(shè)置參數(shù)。圖4-32 例4.3的變壓器參數(shù)設(shè)置第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 其中， 0022. 0n2n11*1PVRR，0012. 02nn2n11*1fPVLL，0686. 0n2n22*2PVRR， 1078. 02nn2n22*2fPVLL，162. 0n2n1*PVRRmm，674. 12n

43、n2n1*fPVLLmm 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 雙擊萬用表模塊打開萬用表參數(shù)設(shè)置窗口如圖 4-33 所示。注意，由于在圖 4-32 窗口中選擇對變壓器上所有變量進(jìn)行測量，因此圖 4-33 窗口中可測量的參數(shù)包括各繞組端電壓、電流、勵磁電流和磁通，選擇變壓器一次側(cè)的 a相電壓、a 相主磁通和 a相電流為測量變量。 交流電壓源 Va、Vb和 Vc為頻率等于 50 Hz、幅值等于372/3 kV、相角相差 120 的正序三相電壓。 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-33 例4.3的萬用表參數(shù)設(shè)置第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 打開菜單SimulationConfiguration

44、 Parameters，在圖4-34的“算法選擇”(Solver options)窗口中選擇“變步長”(Variable -step)和“剛性積分算法(ode15s)”。圖4-34 例4.3的系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (4) 仿真及結(jié)果。開始仿真，仿真波形如圖4-35所示。圖中波形從上至下分別為一次側(cè)相電壓、空載電流和主磁通。為了進(jìn)行比較，在仿真得到的各個波形上疊加了理想正弦波?？梢?，空載相電流為正弦波，主磁通發(fā)生了很小的畸變但仍近似為正弦波。由于磁滯損耗的存在，主磁通滯后空載相電流一個鐵耗角，由主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢滯后主磁通90且波形發(fā)生畸變。此時，盡管電壓源電壓波

45、形為理想正弦波，但變壓器一次側(cè)空載相電壓并不是理想正弦波，而只是近似正弦波?？梢姺抡娼Y(jié)果與理論分析一致。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-35 例4.3 Y/型接線仿真波形圖第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (5) 改變變壓器接線方式。將變壓器接線方式改變?yōu)閅-Y型，此時，由于二次繞組中也無法流通三次諧波電流，因此主磁通中三次諧波分量未減弱，該磁通將使感應(yīng)電動勢畸變?yōu)榧忭敳?。再次仿真，觀察相電壓、空載電流和主磁通波形，如圖4-36所示。由圖可見，一次側(cè)相電流仍然為正弦波，主磁通偏離理想正弦波而發(fā)生畸變(讀者把圖形放大后可以很清楚地看到畸變)，這個畸變被感應(yīng)電動勢波形放大，在電壓幅值處(t

46、=0.005 s)，感應(yīng)電動勢波形明顯偏離理想正弦波形，呈現(xiàn)一個小尖頂。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 將圖4-36得到的感應(yīng)電動勢波形與圖4-35中的感應(yīng)電動勢波形進(jìn)行比較可知，Y-Y型接線的變壓器的主磁通和感應(yīng)的電動勢畸變更大一些，和理論一致。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-36 例4.3 Y-Y型接線仿真波形圖第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.2.3 互感線圈互感線圈互感線圈也是一種簡單的變壓器模塊，它由兩個或三個有互感關(guān)系的耦合線圈組成，等效電路如圖4-37所示。其中，R1、R2和R3為各繞組電阻；L1、L2和L3為各繞組自感；Rm和Lm為耦合電阻和互感。圖4-37 互感

47、線圈模塊等效電路第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 SimPowerSystems庫中提供的互感線圈模塊圖標(biāo)如圖4-38(a)所示。如果不設(shè)第三個線圈的自感，則模塊成為兩個有互感的線圈，模塊圖標(biāo)變?yōu)閳D4-38(b)所示。 圖4-38 互感線圈模塊圖標(biāo)(a) 雙線圈；(b) 三線圈 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 雙擊互感線圈模塊，將彈出該模塊的參數(shù)對話框，如圖4-39所示。該對話框中含有以下參數(shù)：(1) “一次線圈自阻抗”(Winding 1 self impedance)文本框：電阻(單位：)和自感(單位：H)。(2) “二次線圈自阻抗”(Winding 2 self impedance)文

48、本框：電阻(單位：)和自感(單位：H)。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-39 互感線圈模塊參數(shù)對話框第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (3) “三線圈耦合電感”(Three windings Mutual Inductance)復(fù)選框：選擇是雙線圈還是三線圈耦合電路，選擇后將出現(xiàn)三次線圈參數(shù)文本框。(4) “三次線圈自阻抗”(Winding 3 self impedance)文本框：電阻(單位：)和自感(單位：H)。(5) “耦合阻抗”(Mutual impedance)文本框：耦合電阻(單位：)和互感(單位：H)。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (6) “測量參數(shù)”(Measure

49、ments)下拉框：對以下變量進(jìn)行測量。 “線圈電壓”(Winding voltages)：測量線圈端口電壓； “線圈電流”(Winding currents)：測量流經(jīng)線圈的電流； “所有變量”(All measurement)：測量線圈端口電壓和線圈上的電流。選中的測量變量需要通過萬用表模塊進(jìn)行觀察。 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.2.4 其它其它除了三相雙繞組和三繞組變壓器外，SimPowerSystems庫中還提供了其它一些變壓器模塊，如圖4-40所示。這些模塊包括“單相線性變壓器”(Linear Transformer)、“單相飽和變壓器”(Saturable Transfo

50、rmer)、“三相6端口變壓器”(Three-Phase Transformer 12 Terminals)、“移相變壓器”(Zigzag Phase-Shifting Transformer)。其基本參數(shù)均與三相雙繞組變壓器相似，讀者可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-40 其它變壓器模塊圖標(biāo)(a) 單相線性變壓器；(b) 單相飽和變壓器；(c) 三相6端口變壓器；(d) 移相變壓器 第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.3 輸電線路模型輸電線路模型輸電線路的參數(shù)指線路的電阻、電抗、電納和電導(dǎo)。嚴(yán)格來說，這些參數(shù)是均勻分布的，即使是極短的一段線路，都有相應(yīng)大小

51、的電阻、電抗、電納和電導(dǎo)，因此精確的建模非常復(fù)雜。在輸電線路不長且僅需分析線路端口狀況，即兩端電壓、電流、功率時，通?？刹豢紤]線路的這種分布參數(shù)特性，只是在個別情況下才需要用雙曲函數(shù)研究具有均勻分布參數(shù)的線路。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.3.1 輸電線路等效電路輸電線路等效電路將參數(shù)均勻分布的輸電線路看成由無數(shù)個長度為dx的小段組成，若每單位長度導(dǎo)線的電感及電阻分別為L和R，每單位長度導(dǎo)線對地電容及電導(dǎo)分別為C和G，則單相等值電路如圖4-41所示。圖4-41 輸電線路等效電路第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 盡管實際中的輸電線路是分布參數(shù)線路，但在某些情況下，為了分析、計算的方便，也

52、將輸電線路等值為RLC串聯(lián)或PI型電路模塊。4.3.2 RLC串聯(lián)支路模塊串聯(lián)支路模塊在電力系統(tǒng)中，對于電壓等級不高的短線路(長度不超過100 km的架空線路)，通常忽略線路電容的影響，用RLC串聯(lián)支路來等效。SimPowerSystems庫提供的RLC串聯(lián)支路如圖4-42所示。圖4-42 RLC串聯(lián)支路圖標(biāo)第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 雙擊RLC串聯(lián)支路模塊，將彈出該模塊的參數(shù)對話框，如圖4-43所示。該對話框中含有以下參數(shù)：(1) “電阻”(Resistance R)文本框：電阻(單位：)。(2) “電感”(Inductance L)文本框：電感(單位：H)。(3) “電容”(Capa

53、citance C)文本框：電容(單位：F)。(4) “測量參數(shù)”(Measurements)下拉框：對以下變量進(jìn)行測量。 “無”(None)：不測量任何參數(shù)； “支路電壓”(Branch voltages)：測量支路電壓； “支路電流”(Branch currents)：測量支路電流；第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-43 RLC串聯(lián)支路模塊參數(shù)對話框第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 “所有變量”(Branch voltages and currents)：測量支路電壓和電流。選中的測量變量需要通過萬用表模塊進(jìn)行觀察。若需要考慮線路泄漏電流和電暈現(xiàn)象造成的功率損耗，就需要用到較為詳細(xì)的

54、輸電線路模塊。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.3.3 PI型等效電路模塊型等效電路模塊在電力系統(tǒng)中，對于長度大于100 km的架空線路以及較長的電纜線路，電容的影響一般是不能忽略的。因此，潮流計算、暫態(tài)穩(wěn)定分析等計算中常使用PI型電路等效模塊。SimPowerSystems庫中提供的PI型等效電路模塊的等效電路及單相和三相圖標(biāo)如圖4-44所示。圖4-44 PI型等效電路及其圖標(biāo)(a) PI型等效電路；(b) PI型等效電路單相和三相圖標(biāo)第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 雙擊PI型等效電路模塊，將彈出該模塊的參數(shù)對話框，如圖4-45所示。該對話框中含有以下參數(shù)：(1) “基頻”(Frequ

55、ency used for RLC specification)文本框：仿真系統(tǒng)的基頻用于計算RLC參數(shù)值。(2) “單位長度電阻”(Positive- and zero-sequence resistances)文本框：正序和零序電阻R1 R0(單位：ohms/km)。(3) “單位長度電感”(Positive- and zero-sequence inductance)文本框：正序和零序電感L1 L0(單位：H/km)。(4) “單位長度電容”(Positive- and zero-sequence capacitance)文本框：正序和零序電容C1 C0 (單位：F/km)。第4章 電力

56、系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-45 PI型等效電路模塊參數(shù)對話框第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (5) “線路長度”(Line section length)文本框：線路長度(單位：km)。長度不超過300 km的線路可用一個PI型電路來代替，對于更長的線路，可用串級聯(lián)接的多個PI型電路來模擬。PI型電路限制了線路中電壓、電流的頻率變化范圍，對于研究基頻下的電力系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，PI型電路可達(dá)到足夠的精度，但是對于研究開關(guān)開合時的瞬變過程等含高頻暫態(tài)分量的問題時，就不能不考慮分布參數(shù)的特性了，這時應(yīng)該使用分布參數(shù)線路模塊。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 4.3.4 分

57、布參數(shù)線路模塊分布參數(shù)線路模塊當(dāng)分析線路的波過程以及進(jìn)行更精確的分析時，通常使用線路的分布參數(shù)模塊。SimPowerSystems庫中的分布參數(shù)線路模塊基于Bergeron波傳輸方法。三相分布參數(shù)線路模塊圖標(biāo)如圖4-46所示。雙擊分布參數(shù)線路模塊，將彈出該模塊的參數(shù)對話框，如圖4-47所示。該對話框中含有以下參數(shù)：(1) “相數(shù)”(Number of phases N)文本框：改變分布參數(shù)線路的相數(shù)，可以動態(tài)改變該模塊的圖標(biāo)。圖4-48所示為單相和多相分布參數(shù)線路圖標(biāo)。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-46 三相分布參數(shù)線路模塊圖標(biāo)第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-47 分布參數(shù)線

58、路模塊參數(shù)對話框第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 圖4-48 單相和多相分布參數(shù)線路模塊圖標(biāo)(a) 單相；(b) 多相第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (2) “基頻”(Frequency used for RLC specification)文本框：基本頻率用于計算RLC的參數(shù)值。(3) “單位長度電阻”(Resistance per unit length)文本框：用矩陣表示的單位長度電阻(單位：/km)，對于兩相或三相連續(xù)換位線路，可以輸入正序和零序電阻R1 R0；對于對稱的六相線路，可以輸入正序、零序和耦合電阻R1 R0 R0m；對于N相非對稱線路，必須輸入表示各線路和線路間相互關(guān)系的

59、NN階電阻矩陣。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (4) “單位長度電感”(Inductance per unit length)文本框：用矩陣表示的單位長度電感(單位：H/km)，對于兩相或三相連續(xù)換位線路，可以輸入正序和零序電感L1 L0；對于對稱的六相線路，可以輸入正序電感、零序電感和互感L1 L0 L0m；對于N相非對稱線路，必須輸入表示各線路和線路間相互關(guān)系的NN階電感矩陣。(5) “單位長度電容”(Capacitance per unit length)文本框：用矩陣表示的單位長度電容(單位：F/km)，對于兩相或三相連續(xù)換位線路，可以輸入正序和零序電容C1 C0；對于對稱的六相線

60、路，可以輸入正序、零序和耦合電容C1 C0 C0m；對于N相非對稱線路，必須輸入表示各線路和線路間相互關(guān)系的NN階電容矩陣。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 (6) “線路長度”(Line length)文本框：線路長度(單位：km)。(7) “測量參數(shù)”(Measurements)列表框：對線路送端和受端的相電壓進(jìn)行測量。選中的測量變量需要通過萬用表模塊進(jìn)行觀察。實際上，由于導(dǎo)線和地之間的集膚效應(yīng)，R和L有極強的依頻特性，分布參數(shù)線路模塊也不能準(zhǔn)確地描述線路RLC參數(shù)的依頻特性，但和PI型等效電路模塊相比，分布參數(shù)線路可以較好地描述波過程和波的反射現(xiàn)象。第4章 電力系統(tǒng)主要元件等效模型 【例