基于ATPDraw的電網(wǎng)故障仿真平臺設(shè)計(jì)

1、中文摘要 I摘 要隨著社會(huì)對能源需求的增長和發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步，電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)越來越復(fù)雜，運(yùn)行難度也隨之增加，而且發(fā)生的故障也難以用傳統(tǒng)的分析方法進(jìn)行預(yù)測，從而使得電力系統(tǒng)分析和仿真技術(shù)成為電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、分析及改造等過程中不可缺少的工具和手段。 本文首先介紹了電力系統(tǒng)仿真的必要性，簡要對電磁暫態(tài)程序ATP-EMTP和MATLAB進(jìn)行了說明，然后對電力系統(tǒng)中發(fā)生的各種短路故障進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建了基于ATPDraw和MATLAB仿真軟件的故障仿真平臺，利用電磁暫態(tài)程序的圖形輸入功能和MATLAB強(qiáng)大的計(jì)算功能和編程技術(shù)，繪制故障仿真波形圖，從而為進(jìn)一步分析提供依據(jù)。該方案通

2、過設(shè)置不同的參數(shù)，可以對單相接地短路、兩相短路、兩相接地短路、三相接地短路進(jìn)行仿真，繪制出各種故障發(fā)生時(shí)的電壓、電流的波形。 關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng)； ATP-EMTP； MATLAB； ATPDrawABSTRACT IIABSTRACTAlong with the growth of energy demand and the technological progresses of power generation, topology for power system is becoming more and more comlex, the difficulty of operation i

3、s also increasing,furthermore,it makes hard to predict by traditional analysis method for the fault,and Power System Analysis and Simulation Technology become indispensable tools and instruments in the power systems planning, design, operation, analysis and transformation. The paper introduces the n

4、ecessity of power system simulation in the first instance,and briefly describes the illustrations of ATP and MATLAB,then implements mathematical analysis for all kinds of faults, besides based on this and according to the ATP and MATLAB,we create the platform of fault simulation,using the EMTP which

5、 has the input function of graph and the MATLAB which has the powerful calculation and the programming technology, in order to provide evidence for analysis.This scheme could simulate the single-phase earth fault,two-phase short circuit,two-phase earth short circuit,three-phase short circuit , drawi

6、ng up various voltage and current waveform of faults by setting different parameters HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e5%85%b3%e9%94%ae%e8%af%8d&tjType=sentence&style= Keywords: power system； ATP-EMTP； MATLAB； ATPDraw目 錄 第二章 仿真軟件ATP-EMTP及MATLAB簡介2.1 電磁暫態(tài)程序ATP-EMTP2.1.1 電磁暫態(tài)程序（ATP-EMTP）的數(shù)學(xué)模型電力

7、系統(tǒng)包含有電機(jī)、變壓器、輸電線路、電纜、斷路器、電抗器、電容器組、逆變器組、互感器、避雷器等設(shè)備，它們在結(jié)構(gòu)功能和特性上千差萬別，但從電路的角度來講，除電源外，都可以用R、L、C來表征它們的這些功能和特征。目前，ATPEMTP的數(shù)學(xué)模型包括如下幾種：（1）集總參數(shù)電阻R、電感L和電容C；（2）多相PI等值電路；（3）多相分布參數(shù)輸電線路；（4）非線性電阻，這里v-i特性曲線是單值的；（5）非線性電感器，既可模擬常規(guī)的單值特性曲線，也可包括剩磁和磁滯；（6）時(shí)變電阻；（7）開關(guān)，用來模擬斷路器、火花間隙及其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的改變，二極管和晶閘管也包括在內(nèi)；（8）電壓和電流源，除了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)函數(shù)波形外，

8、用戶還可用FORTRAN或TACS來定義波形；（9）動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，除了模擬最常用的三相同步電機(jī)外，還可模擬單相、二相和三相感應(yīng)電機(jī)和直流電機(jī)。它與TACS控制系統(tǒng)模型相聯(lián)接，從而可模擬電壓調(diào)節(jié)器和調(diào)速器等的動(dòng)態(tài)特性。（10）控制系統(tǒng)可以用TACS（Transient Analysis of Control Systems）來實(shí)現(xiàn)，允許不同種類的非線性和邏輯運(yùn)算?？刂葡到y(tǒng)的輸入和輸出可以和EMTP的電網(wǎng)絡(luò)相接口。WatcomATP-EMTP是一個(gè)真正的32位Windows應(yīng)用程序，可以在Win9X/NT/2000/XP下運(yùn)行，不能在Windows3.x下運(yùn)行。它的圖形輸出工具是PCPLOT和PL

9、OTXY。ATP-EMTP還配備有圖形輸入程序ATPDraw，本文中使用的是ATPDraw4.2。ATPDraw4.2是一個(gè)32位程序，可以在Windows9X/NT/2000/XP下運(yùn)行。ATPDraw作為ATP-EMTP的一個(gè)前處理程序,最終生成一個(gè)格式正確的ATP-EMTP的數(shù)據(jù)輸入文件。ATPDraw支持70個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件和28個(gè)TACS模塊，同時(shí)也支持MODELS，用戶可以根據(jù)自己的需要?jiǎng)?chuàng)建所需要的電路模塊4。2.1.2 ATP-EMTP的功能EMTP程序的基本功能是進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真計(jì)算，典型應(yīng)用是預(yù)測電力系統(tǒng)在某個(gè)擾動(dòng)（如開關(guān)投切或故障）之后感興趣的變量隨時(shí)間變化的規(guī)律；將EMTP的穩(wěn)

10、態(tài)分析和電磁暫態(tài)分析相結(jié)合，可以作為電力系統(tǒng)諧波分析的有力工具。另外，EMTP程序也廣泛應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域的仿真計(jì)算。同時(shí)，EMTP還可以用來計(jì)算單相或多相網(wǎng)絡(luò)如：（1）在某一頻率電源作用下的線性系統(tǒng)相量值，即可計(jì)算電力系統(tǒng)中的工頻過電壓；穩(wěn)態(tài)值的計(jì)算可作為電磁暫態(tài)計(jì)算的初始條件；（2）程序自動(dòng)地用步長f由fmin到fmax電源頻率的變化，求解某一網(wǎng)絡(luò)的自振頻率；（3）能計(jì)算電路網(wǎng)絡(luò)的暫態(tài)過程；（4）可求解各種非線性網(wǎng)絡(luò)。由上述可知EMTP是一種進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真的強(qiáng)大工具，其對研究對象的限制微乎其微，可以用來求解電力系統(tǒng)單相或多相的穩(wěn)態(tài)解與各種類型的暫態(tài)解，可以包含有多個(gè)集中元件、分布參數(shù)、線

11、性與非線性元件、依賴于頻率變化的線路、各類型開關(guān)、電力電子元件、變壓器及電機(jī)、多種類型電源、控制電路的任意組合而成的不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。并且根據(jù)電網(wǎng)建立起來有很多零元素的導(dǎo)納矩陣，程序使用了稀疏矩陣技術(shù)，不但簡化了計(jì)算，而且大幅度減少了存儲(chǔ)單元及計(jì)算時(shí)間?？傊?，它不僅用來研究電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程，而且可以用來求解一般的電氣電子線路，以及能等價(jià)地用電氣電路來分析任何問題，都可以用EMTP來求解。近年來EMTP與實(shí)測結(jié)果的對比吻合，也證明了其計(jì)算結(jié)果的可信性。52.2 ATPDraw程序的使用62.2.1 ATPDraw程序的基本操作ATPDraw是對在MS-Windows操作系統(tǒng)的平臺上的Elect

12、romagneticTransien-ts程序（EMTP）的ATP版本的一個(gè)圖形輸入預(yù)處理程序。程序在Windows操作系統(tǒng)9x/Nt/2000/XP下面的BorlandDelphi2.0和運(yùn)行中被寫。ATPDraw支持多種電路模型，使多個(gè)電路同時(shí)工作和拷貝電路之間的信息成為可能。各種的標(biāo)準(zhǔn)電路編輯措施（復(fù)制/粘貼、旋轉(zhuǎn)、輸出/進(jìn)口、撤銷、還原/重做）在ATPDraw中是有效的。除此之外，ATPDraw支持視窗操作系統(tǒng)剪貼板和原文件輸出。啟動(dòng)ATPDraw程序，進(jìn)入ATPDraw初始窗口界面，如圖2-1所示：圖2-1 ATPDraw的初始窗口用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊File選項(xiàng)，再點(diǎn)選New選項(xiàng)，此時(shí)會(huì)

13、開啟一新的空白窗口，即新文件操作窗口，如圖2-2所示。圖2-2 ATPDraw新文件操作窗口ATPDraw的操作界面主要包括以下幾個(gè)部分：1標(biāo)題欄。標(biāo)題欄顯示的是當(dāng)前操作的文件名稱，當(dāng)前工作模式及最小化、最大化/還原、關(guān)閉按鈕。2菜單欄，菜單欄起了統(tǒng)領(lǐng)繪制模型所有功能模塊的作用，包括建立模型過程中最常用的一些命令。菜單項(xiàng)包括File、Edit、View、ATP、Objects、Tools、Window、Help，單擊這些菜單即可打開下拉菜單。下拉菜單中顯示了各功能子菜單，以及執(zhí)行該項(xiàng)功能的熱鍵和快捷鍵。3工具欄。菜單欄下面就是工具欄，工具欄提供了一些常用命令的快速訪問按鈕。單擊某個(gè)按鈕即可執(zhí)行

14、相應(yīng)的操作。4繪圖欄。工具欄下面的空白區(qū)域就是繪圖欄，用戶可以在此區(qū)域中繪制各種模型。用戶在繪圖欄中用鼠標(biāo)右鍵單擊，在彈出的菜單中即可選擇所需的繪圖元件。用戶選用過某元件后，該元件就會(huì)在工具欄右邊出現(xiàn)，下次再要選用時(shí)，只要用鼠標(biāo)左鍵單擊它即可。移動(dòng)元件：在該元件上按住鼠標(biāo)左鍵不放，拖曳鼠標(biāo)來移動(dòng)每個(gè)元件。旋轉(zhuǎn)元件：左鍵單擊元件即可將其選中，在該元件上按一下鼠標(biāo)右鍵，每按一下會(huì)向右旋轉(zhuǎn)90。設(shè)定元件：在該元件上按鼠標(biāo)左鍵兩下，即可進(jìn)入設(shè)定該元件的窗口。2.2.2 ATPDraw程序的基本元件1三相正弦波電壓源（Ac3ph）加入方法如圖2-3所示。用鼠標(biāo)左鍵雙擊電源圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)定窗口，如圖2-4所

15、示，選擇“Voltage”即為電壓源。Amp.：電源相電壓振幅，單位是V。f：電源的頻率，單位為Hz。Pha：電源的初始相角，單位視A1而定。A1：A1=0，單位為度（degrees）。A10，單位為秒（seconds）。TStart：電源啟動(dòng)時(shí)間，單位為秒。TStop：電源停止時(shí)間，單位為秒。當(dāng)TStop=0，代表永不停止。Lable：元件命名。圖2-3 三相電源加入菜單圖2-4 三相電源參數(shù)設(shè)置窗口2三相可獨(dú)立操作的時(shí)控開關(guān)（swit_3xt）加入方法如圖2-5所示。用鼠標(biāo)左鍵雙擊開關(guān)圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)定窗口，如圖2-6所示。T-cl_1、T-cl_2、T-cl_3：分別為A、B、C三相開關(guān)閉合

16、時(shí)間，單位為秒。T-op_1、T-op_2、T-op_3：分別為A、B、C三相開關(guān)打開時(shí)間,單位為秒。Lable：元件命名，可不設(shè)。圖2-5 三相時(shí)控開關(guān)加入菜單圖2-6 三相時(shí)控開關(guān)參數(shù)設(shè)置窗口3支路電流探針（Probe Curr）和節(jié)點(diǎn)電壓探針（Probe Volt）加入方法分別如圖2-7和圖28所示。這兩種探針分別可測支路三相電流和節(jié)點(diǎn)三相對地電壓，設(shè)置窗口如圖2-9所示。圖2-7 電流探針加入菜單圖2-8 電壓探針加入菜單圖2-9 探針設(shè)置窗口4三相分路器（splitter）加入方法如圖2-10所示。分路器可將系統(tǒng)中的三相分離出來，從上到下依次為A相、B相、C相。圖2-10 三相分路器

17、加入菜單5電阻(Resistor)加入方法如圖2-11所示。用鼠標(biāo)左鍵雙擊電阻圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)定窗口，如圖2-12所示。RES：電阻值參數(shù)，單位為。Output：控制該支路的數(shù)據(jù)輸出，不同的數(shù)值代表要求輸出不同。0-No不輸出1-Current，支路電流輸出2-Voltage，支路電壓輸出3-Current&Voltage，支路電流與電壓同時(shí)輸出4-Power&Energy，支路功率與能量消耗輸出圖2-11 電阻加入菜單圖2-12 電阻參數(shù)設(shè)置窗口6 對稱三相線路分布參數(shù)模型（linezt_3）加入方法如圖2-13所示。用鼠標(biāo)左鍵雙擊線路圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)定窗口，如圖2-14所示。R/l+：正序電阻參數(shù)

18、，單位為/m。R/l0：零序電阻參數(shù)，單位為/m。L+：正序電感參數(shù)，單位為mH/m。L+：零序電感參數(shù)，單位為mH/m。C+：正序電感參數(shù)，單位為uF/m。C0：零序電感參數(shù)，單位為uF/m。Length：線路長度，單位為m。圖2-13 對稱三相線路分布參數(shù)模型加入菜單圖2-14 對稱三相線路分布參數(shù)設(shè)置窗口7. 單相時(shí)控開關(guān)（Swichtc_sup）加入方法如圖2-15所示。用鼠標(biāo)左鍵雙擊開關(guān)圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)定窗口，如圖2-16所示。T-cl：開關(guān)閉合時(shí)間，單位為s。T-op：開關(guān)打開時(shí)間，單位為s。 圖2-15 單相時(shí)控開關(guān)加入菜單圖216 單相時(shí)控開關(guān)參數(shù)設(shè)置窗口8無耦合三相阻抗元件(Rl

19、c_3)各相阻抗值相等，用于模擬電源系統(tǒng)阻抗。加入方法如圖2-17所示。用鼠標(biāo)左鍵雙擊阻抗圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)定窗口，如圖2-18所示。R：電阻，單位為。L：電感，單位為mH。C：電容，單位為uF。圖2-17 無耦合三相阻抗元件加入菜單圖2-18 無耦合三相阻抗元件參數(shù)設(shè)置窗口2.3 圖像處理軟件MATLABMATLAB之所以成為世界頂尖的科學(xué)計(jì)算與數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件,是因?yàn)樗S著版本的升級與不斷完善而具有愈來愈強(qiáng)大的功能。(1)數(shù)值計(jì)算功能。MATLAB出色的數(shù)值計(jì)算功能是使之優(yōu)于其他數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件的決定性因素之一。(2)符號計(jì)算功能?？茖W(xué)計(jì)算有數(shù)值計(jì)算與符號計(jì)算之分,僅有優(yōu)異的數(shù)值計(jì)算功能并不能滿足解決科

20、學(xué)計(jì)算時(shí)的全部需要。1993年,MathWorks公司開發(fā)出在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)符號計(jì)算功能的系統(tǒng)組件。(3)數(shù)據(jù)分析功能。MATLAB不但在科學(xué)計(jì)算方面具有強(qiáng)大的功能,而且在數(shù)值計(jì)算結(jié)果的分析和數(shù)據(jù)可視化方面也有著其他同類軟件難以匹敵的優(yōu)勢。(4)動(dòng)態(tài)仿真功能。MATLAB提供了一個(gè)模擬動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的交互式程序SIMULINK,允許用戶在屏幕上繪制框圖來模擬一個(gè)系統(tǒng),并能動(dòng)態(tài)地控制該系統(tǒng)。MATLAB既是一種計(jì)算機(jī)語言，又是一個(gè)集成編程環(huán)境。MATLAB的主窗口如圖219所示。圖219 MATLAB主窗口本文著重使用的是MATLAB的繪圖功能。語句plot()是MATLAB最基本的二維圖形繪

21、制語句，這是繪制線性x-y坐標(biāo)圖最常用的命令。使用這條語句繪制圖形時(shí)不必考慮坐標(biāo)平面的大小，x軸和y軸的刻度也是自動(dòng)標(biāo)出的。plot()函數(shù)調(diào)用格式為： plot(x) 省缺自變量繪圖格式。 如果x為實(shí)數(shù)，等價(jià)于plot(x,x)。 如果x為復(fù)數(shù)，等價(jià)于plot(real(x),image(x)。plot(x,y) 基本格式，以y(x)函數(shù)關(guān)系作出直角坐標(biāo)圖。如果y為n*m矩陣，則以x自變量，作出m條曲線。plot(x1,y1,x2,y2,) 多條曲線繪圖格式。例如：在命令行中輸入以下程序：x=0:2*pi/90:2*pi；y=sin(x)；ploy(x,y)其圖形如下所示：在用plot()函

22、數(shù)繪圖時(shí)，還可以在函數(shù)中添加部分參數(shù)來指定線條樣式，以便于確定各線條所代表的含義。plot繪圖函數(shù)的各參數(shù)的意義如下表所示。表2-1 plot繪圖函數(shù)的參數(shù)參 數(shù)意 義參 數(shù)意 義r紅 色-實(shí) 線g綠 色-虛 線b藍(lán) 色:點(diǎn) 線y黃 色-.點(diǎn) 劃 線m洋 紅 色o圓 圈c青 色x叉 號w白 色+加 號k黑 色s正 方 形*星 號d菱 形.點(diǎn) 號若要同時(shí)改變顏色及圖線狀態(tài)，只要在坐標(biāo)對后面加上相關(guān)字串即可。例如，x=0:2*pi/90:2*pi；Plot(x,sin(x),co,x,cos(x),g*)；圖形如下圖所示：MATLAB實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的仿真和分析，傳統(tǒng)上有二種獨(dú)立的方法：一種是傳統(tǒng)的

23、編程方法,即通過大量的代碼來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的建模、穩(wěn)態(tài)計(jì)算和暫態(tài)分析等等；但由于MATLAB提供了用戶可以直接調(diào)用已有的高性能數(shù)值計(jì)算。如矩陣求差、數(shù)值微、積分等等,較使用C或Fortran語言開發(fā)其源程序卻要簡潔得多,可節(jié)省大量的內(nèi)存空間和開發(fā)時(shí)間。另一種是Simulink平臺上進(jìn)行仿真分析,按建模方法分為器件級仿真(又稱為物理建模)和系統(tǒng)級仿真(又稱為數(shù)學(xué)建模)。其中器件級仿真是利用MATLAB的PSB中固有元件模型構(gòu)建新元件的物理模型,該方法一般適用于探討元件的內(nèi)部性能；系統(tǒng)仿真是利用MATLAB/SIMULINK中的控制模塊來構(gòu)建新元件的數(shù)學(xué)模型,該方法是研究元件的外部特性。在MATLA

24、B/SIMULINK平臺上,借助于鼠標(biāo)點(diǎn)擊和拖放以及一些必要的參數(shù)設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析,并可方便地研究各種先進(jìn)的控制方法對電力系統(tǒng)的控制效果。在實(shí)際應(yīng)用中,特別是對復(fù)雜電力系統(tǒng)的仿真分析,兩種方法通常交替融合使用。應(yīng)用MATLAB 進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真的主要步驟為： 系統(tǒng)模型的建立；設(shè)置仿真參數(shù)和控制算法的實(shí)現(xiàn)；進(jìn)行暫態(tài)仿真； 結(jié)果分析。使用ATPDraw程序,可以更方便的創(chuàng)建完整的仿真模型電路。對仿真模型輸入?yún)?shù)，借助微機(jī)建立數(shù)據(jù)文件，通過轉(zhuǎn)化程序，使數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化成MATLAB文件，利用MATLAB高效的數(shù)據(jù)仿真分析，特別是信號處理和直觀的的圖形顯示功能，能快速而準(zhǔn)確地對電路及

25、更復(fù)雜的電氣系統(tǒng)進(jìn)行仿真、計(jì)算，從而節(jié)省了大量的人力物力，為現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)故障研究提供了條件。7第三章 電力系統(tǒng)故障仿真平臺的建立 第三章 電力系統(tǒng)故障仿真平臺的建立3.1 單相故障邊界條件分析1. A相直接接地故障當(dāng)系統(tǒng)中的f點(diǎn)發(fā)生單相（A相）直接短路接地故障時(shí)，其短路點(diǎn)的不對稱電流和電壓可以用圖3-1表示。很明顯，短路點(diǎn)的邊界條件為a相在短路點(diǎn)f的對地電壓為零，b相和c相從短路點(diǎn)流出的電流為零，即系統(tǒng)圖3-1 A相短路接地 （3-1）2. A相經(jīng)阻抗接地當(dāng)系統(tǒng)中f點(diǎn)發(fā)生單相（A相）短路接地故障時(shí)，在一般情況下，接地點(diǎn)往往產(chǎn)生電弧，這相當(dāng)于故障點(diǎn)經(jīng)過阻抗接地。系統(tǒng)圖3-2 A相經(jīng)阻抗接地在

26、此情況下，短路點(diǎn)的電壓和電流如圖3-2所示，從而可以列出短路點(diǎn)的邊界條件為： （3-2）3.2 兩相故障邊界條件分析1. B、C兩相直接短路故障當(dāng)系統(tǒng)中f點(diǎn)發(fā)生兩相（B、C兩相）直接短路時(shí)，短路點(diǎn)處的電流和電壓可以用圖3-3表示：系統(tǒng) 圖3-3 B、C兩相短路并由此可以列出短路點(diǎn)的邊界條件為 (3-3)2. B、C兩相短路直接接地故障當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生B、C兩相直接短路接地時(shí)，短路點(diǎn)處的電壓和電流可以用圖3-4表示，系統(tǒng)圖3-4 B、C兩相短路接地從而可以列出相分量的邊界條件為 （3-4）3. B、C兩相短路經(jīng)阻抗接地故障如果B、C兩相經(jīng)阻抗接地，如圖3-5系統(tǒng) 圖3-5 B、C兩相經(jīng)阻抗接地則故障

27、點(diǎn)的邊界條件為 （3-5）3.3 三相短路故障分析如果發(fā)生三相短路，如圖3-6所示系統(tǒng)圖3-6 三相短路則故障點(diǎn)相電流的邊界條件為 （3-6）對于相電壓的邊界條件，我們用以下模型計(jì)算：圖3-7三相短路計(jì)算模型其中， 為電源內(nèi)阻，為線路阻抗，和為中點(diǎn)，以為參考點(diǎn)，由結(jié)點(diǎn)電壓法可得由于，所以即： （3-7）3.4 故障仿真平臺3.4.1 通用故障等效電路分析在三相系統(tǒng)中，發(fā)生的常見的短路故障基本有三相短路、單相對地短路、兩相短路和兩相對地短路。我們通過對這些故障類型的分析，可以得出，三相系統(tǒng)短路時(shí)，對于短路點(diǎn)的相電壓和相電流的個(gè)數(shù)是不變的，只是發(fā)生短路的相數(shù)不同，接地阻抗不同，所以我們可以圖3-8

28、所示的模型，通過不同開關(guān)的組合，來模擬不同的短路故障：系統(tǒng)圖3-8等效故障電路當(dāng)開關(guān)k3、k4斷開，k1、k2閉合時(shí)，可以模擬三相短路故障；當(dāng)開關(guān)k1、k2、k3斷開，k4閉合時(shí)，可以模擬A相對地短路故障；當(dāng)開關(guān)k2、k3、k4斷開，k1閉合時(shí)，可以模擬b、c兩相短路故障；當(dāng)開關(guān)k2、k4斷開，k1、k3閉合時(shí)，可以模擬b、c兩相接地短路故障。在簡單環(huán)形三相輸電網(wǎng)中，我們同樣可以利用上面的故障模型來描述輸電網(wǎng)中發(fā)生的故障，如圖3-9所示：RLCRLCRLCZ-TZ-TZ-TZ-T圖3-9 故障通用等效電路3.4.2 創(chuàng)建ATPDraw故障仿真平臺ATPDraw是一種圖形預(yù)處理程序，支持多種電路

29、模型，可以創(chuàng)建完整的仿真模型電路。啟動(dòng)ATPDraw程序，進(jìn)入ATPDraw初始窗口界面第一步,點(diǎn)擊File下的new項(xiàng),以建成一個(gè)新的電路窗口文件。第二步,在新建的空白頁中單擊鼠標(biāo)右鍵,就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)元件選擇菜單,點(diǎn)擊所需元件,其模型的圖標(biāo)就會(huì)出現(xiàn)在新建的電路窗口文件中。第三步，給元件賦值。雙擊選出的元件圖標(biāo),即可彈出添加參數(shù)的對話框,參數(shù)修改完后點(diǎn)擊ok鍵即可保存賦值。下圖為ATPDraw建立的故障仿真模型電路其中：電源為500kv三相交流電源，頻率為50 Hz，電壓等級為500 kV，幅值均為408248 V。三個(gè)電源的初始相位依次為、60。采用三個(gè)Rlc_3元件模擬系統(tǒng)阻抗（三相具有相同

30、的電阻、電感和電容），三個(gè)系統(tǒng)阻抗元件的電感值取39.8 mH，電阻和電容值均為0。U1至U2線路長度為150 km。把U1-U2線路分為兩段，M2點(diǎn)為故障點(diǎn)，線路分布參數(shù)如下：R0=0.1847 /km，L0=3.601 mH/km，C0=7.52 nF/kmR1=0.0174 /km，L1=0.967 mH/km，C1=12.03 nF/km故障支路包含三相分路器、單相電阻（模擬過渡電阻）和單相時(shí)控開關(guān)三種元件。在M1測量點(diǎn)設(shè)置一個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓探針和一個(gè)支路電流探針，以輸出M1點(diǎn)三相電壓和三相電流信號。同時(shí)在M2測量點(diǎn)設(shè)置一個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓探針和一個(gè)支路電流探針，以輸出M2點(diǎn)三相電壓和三相電流信號。

31、完成電路圖后,點(diǎn)擊ATPSetting項(xiàng)可彈出對話框,選擇Simulation菜單，設(shè)置采樣步長10s，仿真計(jì)算時(shí)間Tmax0.06s，然后，選擇菜單欄中ATPrun ATP或直接按F2，則電磁暫態(tài)分析程序（EMTP）將對所建立的模型進(jìn)行計(jì)算，生成具有一定格式的仿真數(shù)據(jù)，同時(shí)生成相應(yīng)的文件。再單擊菜單欄中的ATPPL42MAT，將仿真生成的PL4格式文件轉(zhuǎn)換成MAT格式。運(yùn)行MATLAB軟件，在MATLAB中打開上述MAT文件，就可繪制測量點(diǎn)的三相電壓和電流波形。第四章 電力系統(tǒng)故障仿真分析 第四章 電力系統(tǒng)故障仿真分析本文的仿真分析的主要對象：電網(wǎng)的故障點(diǎn)發(fā)生的單相接地故障（A相接地故障）、

32、兩相接地故障（BC相接地故障）、兩相相間短路（BC相間短路）和三相短路時(shí)，檢測點(diǎn)和故障點(diǎn)的三相電壓、電流波形。在ATPDraw環(huán)境下，打開電網(wǎng)故障仿真平臺的結(jié)構(gòu)圖文件，點(diǎn)擊ATPSetting項(xiàng)，彈出對話框，設(shè)置采樣步長10s，仿真計(jì)算時(shí)間Tmax0.06s。4.1 單相故障仿真分析當(dāng)開關(guān)K1、K2、K3斷開，K4閉合時(shí)，仿真平臺可以模擬A相接地故障。設(shè)置參數(shù)：K1、K2、K3：T-cl=1s、T-op=2s；K4：T-cl= 0.01s、T-op=1s。4.1.1. A相直接接地故障設(shè)置接地電阻：0歐姆，故障距離：50km。選擇菜單欄中ATPrun ATP或直接按F2，電磁暫態(tài)分析程序?qū)λ?/p>

33、建立的模型進(jìn)行計(jì)算，生成具有一定格式的仿真數(shù)據(jù)，同時(shí)生成相應(yīng)的文件。再單擊菜單欄中的ATPPl42mat，將仿真生成的PL4格式文件轉(zhuǎn)換成MAT格式。運(yùn)行MATLAB軟件，輸入： load(C:EEUGWatATP98Atp晁鋒.MAT) plot(t,vM2a,r-,t,vM2b,g-,t,vM2c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電壓波形如圖4-1所示：A相電壓C相電壓B相電壓圖4-1 A相直接接地故障點(diǎn)M2的相電壓波形圖輸入： plot(t,iM2aM3a,r-,t,iM2bM3b,g-,t,iM2cM3c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電流波形如圖4-2所示：A相電流圖4-2 A相直接接地故障點(diǎn)M2的相

34、電流波形圖輸入： plot(t,vM9a,r-,t,vM9b,g-,t,vM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電壓波形如圖43所示：A相電壓B相電壓C相電壓圖4-3 A相直接接地檢測點(diǎn)M1的相電壓波形圖輸入：plot(t,iM1aM9a,r-,t,iM1bM9b,g-,t,iM1cM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電流波形如圖4-4所示：A相電流C相電流B相電流圖4-4 A相直接接地檢測點(diǎn)M1的相電流波形圖當(dāng)發(fā)生A相直接接地故障時(shí)，由圖4-1，圖4-2知，故障點(diǎn)M2的A相電壓為零，非故障相B、C故障電流為零，這一點(diǎn)與式（3-1）吻合。從圖4-3，圖4-4可以看出，故障對檢測點(diǎn)M1處電壓電流有影響，由于回

35、路存在的線路阻抗較大，A相直接接地故障對檢測點(diǎn)三相電壓影響不大,電壓發(fā)生小幅波動(dòng)，A相存在故障電流導(dǎo)致A相電流幅值增大，相位發(fā)生變化。4.1.2. A相經(jīng)阻抗接地設(shè)置接地電阻：50歐姆，故障距離：50km。點(diǎn)擊ATPrun ATP，對模型進(jìn)行仿真計(jì)算，再單擊菜單欄中的Pl42mat，將仿真生成的PL4格式文件轉(zhuǎn)換成MAT格式。運(yùn)行MATLAB軟件，輸入： load(C:EEUGWatATP98Atp晁鋒.MAT) plot(t,vM2a,r-,t,vM2b,g-,t,vM2c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電壓波形如圖4-5所示：A相電壓C相電壓B相電壓圖4-5 A相經(jīng)阻抗接地故障點(diǎn)M2的相電壓波形圖

36、輸入： plot(t,iM2aM3a,r-,t,iM2bM3b,g-,t,iM2cM3c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電流波形如圖46所示A相電流圖4-6 A相經(jīng)阻抗接地故障點(diǎn)M2的相電流波形圖輸入： plot(t,vM9a,r-,t,vM9b,g-,t,vM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電壓波形如圖4-7所示：C相電壓B相電壓A相電壓圖4-7 A相經(jīng)阻抗接地檢測點(diǎn)M1的相電壓波形圖輸入：plot(t,iM1aM9a,r-,t,iM1bM9b,g-,t,iM1cM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電流波形如圖4-8所示：B相電流C相電流A相電流圖4-8 A相經(jīng)阻抗接地檢測點(diǎn)M1的相電流波形圖在發(fā)生A相經(jīng)阻抗

37、接地時(shí)，由圖4-5，圖4-6可知，故障點(diǎn)M2的A相電壓不為零，由接地阻抗和故障電流決定，非故障相B、C故障電流為零，這一點(diǎn)與式（3-2）吻合。圖4-7，圖4-8顯示，在檢測點(diǎn)M1，發(fā)生故障的A相由于接地阻抗的存在，回路阻抗基本不變，三相電壓基本不變，三相電流由于A相電流的變化，發(fā)生波動(dòng)。4.2 兩相故障仿真分析4.2.1. B、C兩相直接短路故障當(dāng)開關(guān)K2、K3、K4斷開，K1閉合時(shí)，仿真平臺可以模擬B、C兩相相間短路故障。設(shè)置參數(shù)：K2、K3、K4：T-cl=1s、T-op=2s；K1：T-cl= 0.01s、T-op=1s。故障距離：50km。點(diǎn)擊ATPrun ATP，對模型進(jìn)行仿真計(jì)算，

38、再單擊菜單欄中的Pl42mat，將仿真生成的PL4格式文件轉(zhuǎn)換成MAT格式。運(yùn)行MATLAB軟件，輸入： load(C:EEUGWatATP98Atp晁鋒.MAT) plot(t,vM2a,r-,t,vM2b,g-,t,vM2c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電壓波形如圖4-9所示：C相電壓A相電壓B相電壓圖4-9 B、C兩相直接短路故障點(diǎn)M2的相電壓波形圖輸入： plot(t,iM2aM3a,r-,t,iM2bM3b,g-,t,iM2c3c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電流波形如圖4-10所示C相電流A相電流B相電流圖4-10 B、C兩相直接短路故障點(diǎn)M2的相電流波形圖輸入： plot(t,vM9a,r-

39、,t,vM9b,g-,t,vM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電壓波形如圖4-11所示：C相電壓A相電壓B相電壓圖4-11 B、C兩相直接短路檢測點(diǎn)M1的相電壓波形圖輸入：plot(t,iM1aM9a,r-,t,iM1bM9b,g-,t,iM1cM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電流波形如圖4-12所示A相電流C相電流B相電流圖4-12 B、C兩相直接短路檢測點(diǎn)M1的相電流波形圖當(dāng)發(fā)生B、C兩相直接短路時(shí),由圖4-9，圖4-10可知，故障點(diǎn)M2的故障相B、C相電壓相等，且B、C相電流大小相等，相位相反，非故障相A相故障電流為零，這一點(diǎn)與式（3-3）吻合。圖4-11，圖4-12顯示，在檢測點(diǎn)B、C相電壓

40、由于故障影響，幅值降低，B、C電流與故障點(diǎn)相同。4.2.2. B、C兩相短路直接接地故障當(dāng)開關(guān)K2、K4斷開，K1、K3閉合時(shí)，仿真平臺可以模擬B、C兩相直接短路接地故障。設(shè)置參數(shù)：K2、K4：T_cl=1s、T_op=2s；K1、K3：T_cl= 0.01s、T_op=1s。接地電阻：0歐姆，故障距離：50km。點(diǎn)擊ATPrun ATP，對模型進(jìn)行仿真計(jì)算，再單擊菜單欄中的Pl42mat，將仿真生成的PL4格式文件轉(zhuǎn)換成MAT格式。運(yùn)行MATLAB軟件，輸入： load(C:EEUGWatATP98Atp晁鋒.MAT) plot(t,vM2a,r-,t,vM2b,g-,t,vM2c,b-)，

41、故障點(diǎn)M2的相電壓波形如圖4-13所示：C相電壓B相電壓A相電壓圖4-13 B、C兩相直接短路接地故障點(diǎn)M2的相電壓波形圖輸入： plot(t,iM2aM3a,r-,t,iM2bM3b,g-,t,iM2cM3c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電流波形如圖4-14所示A相電流C相電流B相電流圖4-14 B、C兩相直接短路接地故障點(diǎn)M2的相電流波形圖輸入： plot(t,vM9a,r-,t,vM9b,g-,t,vM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電壓波形如圖4-15所示：C相電壓B相電壓A相電壓圖4-15 B、C兩相直接短路接地檢測點(diǎn)M1的相電壓波形圖輸入：plot(t,iM1aM9a,r-,t,iM1bM9

42、b,g-,t,iM1cM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電流波形如圖4-16所示A相電流C相電流B相電流圖4-16 B、C兩相直接短路接地檢測點(diǎn)M1的相電流波形圖在發(fā)生B、C兩相短路直接接地時(shí)，由圖4-13，圖4-14可知，故障點(diǎn)M2處，A相故障電流為零，B、C兩相電壓為零，這一點(diǎn)與式（3-4）吻合。圖4-15，圖4-16顯示，檢測點(diǎn)M1的B、C兩相電壓由于故障影響，幅值降低，B、C電流與故障點(diǎn)波形相同。4.2.3. B、C兩相經(jīng)阻抗短路接地故障當(dāng)開關(guān)K2、K4斷開，K1、K3閉合時(shí)，仿真平臺可以模擬B、C兩相經(jīng)阻抗短路接地故障。設(shè)置參數(shù)：K2、K4：T-cl=1s、T-op=2s；K1、K3：T

43、-cl= 0.01s、T-op=1s。接地電阻：50歐姆，故障距離：50km。點(diǎn)擊ATPrun ATP，對模型進(jìn)行仿真計(jì)算，再單擊菜單欄中的Pl42mat，將仿真生成的PL4格式文件轉(zhuǎn)換成MAT格式。運(yùn)行MATLAB軟件，輸入： load(C:EEUGWatATP98Atp晁鋒.MAT) plot(t,vM2a,r-,t,vM2b,g-,t,vM2c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電壓波形如圖4-17所示：B相電壓C相電壓A相電壓如圖4-17 B、C兩相經(jīng)阻抗短路接地故障點(diǎn)M2的相電壓波形圖輸入： plot(t,iM2aM3a,r-,t,iM2bM3b,g-,t,iM2cM3c,b-)，故障點(diǎn)M2的相

44、電流波形如圖4-18所示A相電流C相電流B相電流如圖4-18 B、C兩相經(jīng)阻抗短路接地故障點(diǎn)M2的相電流波形圖 plot(t,vM9a,r-,t,vM9b,g-,t,vM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電壓波形如圖4-19所示：C相電壓A相電壓B相電壓如圖4-19 B、C兩相經(jīng)阻抗短路接地檢測點(diǎn)M1的相電壓波形圖輸入：plot(t,iM1aM9a,r-,t,iM1bM9b,g-,t,iM1cM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電流波形如圖4-20所示A相電流C相電流B相電流如圖4-20 B、C兩相經(jīng)阻抗短路接地檢測點(diǎn)M1的相電流波形圖在發(fā)生B、C兩相短路經(jīng)阻抗接地時(shí)，由圖4-17，圖4-18可知，故障點(diǎn)

45、M2的故障相B、C電壓相等，A相故障電流為零，由式（3-5）可得，電壓值由接地阻抗、B相故障電流和C相故障電流之和決定。圖4-19，圖4-20顯示，在檢測點(diǎn)，B、C相電壓幅值受故障影響降低，B、C相電流波形與故障點(diǎn)相同。4.3 三相短路故障仿真分析當(dāng)開關(guān)K3、K4斷開，K1、K2閉合時(shí)，仿真平臺可以模擬三相短路。設(shè)置參數(shù)：K2、K4：T-cl=1s、T-op=2s；K1、K3：T-cl= 0.01s、T-op=0.03s。接地電阻：50歐姆，故障距離：50km。點(diǎn)擊ATPrun ATP，對模型進(jìn)行仿真計(jì)算，再單擊菜單欄中的Pl42mat，將仿真生成的PL4格式文件轉(zhuǎn)換成MAT格式。運(yùn)行MATL

46、AB軟件，輸入： load(C:EEUGWatATP98Atp晁鋒.MAT) plot(t,vM2a,r-,t,vM2b,g-,t,vM2c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電壓波形如圖4-21所示：C相電壓A相電壓B相電壓圖4-21 三相短路故障點(diǎn)M2的相電壓波形圖輸入： plot(t,iM2aM3a,r-,t,iM2bM3b,g-,t,iM2cM3c,b-)，故障點(diǎn)M2的相電流波形如圖4-22所示A相電壓C相電壓B相電壓圖4-22 三相短路故障點(diǎn)M2的相電流波形圖 plot(t,vM9a,r-,t,vM9b,g-,t,vM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電壓波形如圖4-23所示：C相電壓A相電壓B相電壓

47、圖4-23 三相短路檢測點(diǎn)M1的相電壓波形圖輸入：plot(t,iM1aM9a,r-,t,iM1bM9b,g-,t,iM1cM9c,b-)，檢測點(diǎn)M1的相電流波形如圖4-24所示A相電流C相電流B相電流圖4-24 三相短路檢測點(diǎn)M1的相電流波形圖在發(fā)生三相短路時(shí)，由圖4-21可知，短路后的三相故障電壓為零，與式（3-7）相符；圖4-22顯示，短路后，三相電流仍然對稱，可由式（3-6）得出。圖4-23，圖4-24顯示，在檢測點(diǎn)，三相電壓和三相電流仍然對稱，受故障影響，電壓幅值減小，電流幅值增大。結(jié) 論 結(jié) 論ATP-EMTP仿真軟件適用于詳細(xì)研究大電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的暫態(tài)和動(dòng)態(tài)過程。圖形輸入程序ATP

48、Draw作為ATP-EMTP的一個(gè)預(yù)處理程序,最終將生成一個(gè)格式正確ATP-EMTP的數(shù)據(jù)輸入文件,用戶可以根據(jù)自己的需要?jiǎng)?chuàng)建所需要的電路模塊。通過使用EMTP的強(qiáng)大運(yùn)算功能和ATPDraw的提前處理,將使工作量大大減少且設(shè)計(jì)更為方便、快捷。另外,在正確選擇電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和參數(shù)的基礎(chǔ)上,其電力系統(tǒng)仿真的規(guī)模基本不受限制,并能較完整地模擬大規(guī)模電力系統(tǒng)。因此,ATP-EMTP在電力系統(tǒng)仿真研究中具有廣泛的應(yīng)用前景。本文將ATP和Matlab結(jié)合起來,利用ATP的圖形輸入功能實(shí)現(xiàn)故障仿真, 同時(shí),利用MATLAB強(qiáng)大的計(jì)算功能和編程技術(shù)，使之構(gòu)成一個(gè)完整系統(tǒng)。該系統(tǒng)開放性好,集成度高,并具有可視

49、化功能,有利于暫態(tài)故障分析。可以非常方便地建立電力系統(tǒng)各種模型,并且可以將這些模型保存起來,建立復(fù)雜的系統(tǒng)仿真模型,以提高仿真計(jì)算的靈活性和效率, 為電力系統(tǒng)仿真和故障分析提供了一種新的手段。參 考 文 獻(xiàn) 參 考 文 獻(xiàn)1靳希，安平，張承學(xué)電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真軟件 HYPERLINK /P-shdlxyxb.html o 上海電力學(xué)院學(xué)報(bào) 上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)， HYPERLINK /I-shdlxyxb.2004.03.html 2004年第3期2徐政免費(fèi)使用的電磁暫態(tài)分析程序ATP-EMTP程序介紹電網(wǎng)技術(shù)，1999年第7期3李妍. MATLAB通信仿真開發(fā)手冊. 北京:國防工業(yè)出版社, 2

50、005.14陳維鐵. 電力系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用. 重慶電力職工大學(xué)5韓麗娜，楊志堅(jiān)，李虎. ATP-EMTP在500kV配電系統(tǒng)的應(yīng)用. 電測與儀表，2005年第12期6陳平. 微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)手冊. 20057孫亮. MATLAB語言與控制系統(tǒng)仿真. 北京:國防工業(yè)出版社,20068張煒主編.電力系統(tǒng)分析.中國水利水電出版社.1999.12 9李江琦編.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析(第二版).中國電力出版社.1995.510張穎,金維香. 基于 MATLAB的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真研究.長沙電力學(xué)院11童國力.模塊化電力系統(tǒng)仿真模型研究與開發(fā).太原理工大學(xué)碩士論文.200412龔慶武,來文青,吳夙.用MA

51、TLAB和EMTP對輸電線路進(jìn)行故障定位數(shù)字仿真的比較.200113樊啟斌,李虹.Matlab語言的功能、特點(diǎn)及其應(yīng)用.14王學(xué)輝,張明輝等編著.Matlab6.1最新應(yīng)用詳解.中國水利水電出版社.200115夏道止. 電力系統(tǒng)分析. 北京：中國電力出版社，200416吳國瑜電力系統(tǒng)仿真北京：水利電力出版社，200417劉萬順電力系統(tǒng)故障分析（第二版）北京：中國電力出版社，199818C.Li,T.Tayjasanant,W.Xu,X.Liu,Method for voltage-sag-source Detection by investigating slope of the system

52、 trajectory,IEE Proc.Gen. Transm.Distrib.150(2003)367372.19Y.Xue,B.Xu,Z.Feng,Average and instantaneous reactive power of nonsinusoidal circuit based on Hilbert transformation,Automat.Electr.Power Syst.28(2004)3539(in Chinese).致 謝 附錄資料：matlab繪圖指令大全繪圖指令1 二維曲線圖1.1 繪制折線圖plot指令圖例Y=1,3,6,5,9,0,2;plot(Y);X

53、=0: pi/10: pi*2;Y=sin(X);plot(X,Y);X=0: pi/10: pi*2;Y1=sin(X);Y2=cos(X);Plot(X,Y1,X,Y2);調(diào)整坐標(biāo)范圍：axisaxis(0,300,0,2)1.2 繪制自定義函數(shù)DrawCircle.mfunction DrawCircle(Point,Radius) Hold on t=0: pi/10: 2*pi; x=Point(1)+ Radius*cos(t); y=Point(2)+ Radius*sin(t); plot(x,y);DrawCircle(10 10,1)DrawCircle(20 10,2)D

54、rawCircle(10 20,3)1.3 繪制符號函數(shù)顯函數(shù)ezplot(sin(x),0,2*pi)隱函數(shù)ezplot(x2+y2-10,-5,5,-6,6)參數(shù)方程ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0,2*pi)1.4 繪制自定義函數(shù)function y=myf1(x) y=sqrt(100-x2);fplot(myf1,-15 15)fplot(sin(x) cos(x) myf1(x),-15 15)1.5 圖形修飾 設(shè)置顏色 y m c r g b w k 設(shè)置線型 - : -. - 設(shè)置標(biāo)記 . o x + * 指令圖例Y=1,3,6,5,9,0,2;plot(Y,

55、r-+);X=0: pi/10: pi*2;Y=sin(X);plot(X,Y, b-.);X=0: pi/10: pi*2;Y1=sin(X); Y2=cos(X);plot(X,Y1,r+-, X,Y2,b-*); 在指定坐標(biāo)處，書寫文字：text(3.5, 0.6, 曲線比較);x=1.6*pi, 1.6*pi; y=-0.3, 0.8;s=曲線cos; 曲線sin; text(x,y,s);1.6 更多類型的二維圖指令圖例bar直方圖X=0:pi/10:2*pi;Y=sin(X);bar(X,Y);polar極坐標(biāo)圖T=0: pi/10: 4*pi;R=T;polar(T, R);誤差

56、棒棒圖X=0:pi/10:2*pi;Y=sin(X);e=0.2*rand(size(X);errorbar(X,Y,e);火柴桿圖X=0:pi/10:2*pi; Y=sin(X);stem(X,Y);stairs樓梯圖X=0:pi/10:2*pi; Y=sin(X);stairs(X,Y);多邊形填色圖X=1,2,3,4,5; Y=3,5,2,1,6;fill(X,Y,r);hold on; % 保持圖形plot(X,Y,o)1.7 數(shù)值函數(shù)的二維圖 可用于繪圖，更可用于采樣取點(diǎn)。 fplot(0.5*cos(x),-pi,pi) % 繪圖X,Y = fplot(0.5*cos(x),-pi

57、,pi); % 返回點(diǎn)坐標(biāo)fplot(cos(x),-pi,pi,r-+); % 觀察點(diǎn)的位置控制采樣點(diǎn)的密度fplot(cos(x),-pi,pi,r-+,0.05);fplot(cos(x),-pi,pi,r-+,0.1); 可繪制系統(tǒng)函數(shù)，也可繪制自定義函數(shù)的圖形。2 三維曲線圖2.1 三維曲線plot3指令圖例X=0: 0.1: 8*pi;Y=sin(X);Z=cos(X); plot3(X,Y,Z,r);X=0: 0.1: 8*pi;Y=sin(X);Z1=cos(X);Z2=2*cos(X); plot3(X,Y,Z1,r, X,Y,Z2,b);2.2 三維面填色fill3指令圖例

58、X1=2,2,1;Y1=0,2,1; Z1=0,0,1;fill3(X1,Y1,Z1,r);hold on;X2=1,0,0;Y2=1,2,0;Z2=1,0,0;fill3(X2,Y2,Z2,r);X3=0,2,1;Y3=2,2,1;Z3=0,0,1;fill3(X3,Y3,Z3,b);text(1,1,1,1,1,1);3 曲面圖形3.1 網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)的表示x=1:2:7y=2:2:6X,Y = meshgrid(x,y)X = 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 7Y = 2 2 2 2 4 4 4 4 6 6 6 63.2 三維網(wǎng)格mesh、meshc、meshz 用途：數(shù)據(jù)場的觀

59、察分析命令圖例隨機(jī)數(shù)據(jù)的網(wǎng)格Z=rand(5,5);mesh(Z);% 設(shè)置顏色colormap(1,0,0);自定義函數(shù)的網(wǎng)格x=-4: 1: 4;y=-5: 1: 5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=X.2+Y.2;mesh(X,Y,Z); 消影開關(guān)：hidden on / hidden off 利用peaks(50)作為模擬數(shù)據(jù)矩陣;命令圖例 帶等高線的網(wǎng)格Z=peaks(50);meshc(Z);Z=peaks(50);meshc(Z);colormap(1,0,0);帶基準(zhǔn)面的網(wǎng)格Z=peaks(50);meshz(Z);剪孔Z=peaks(50);Z(30:45,15:30

60、)=NaN*ones(16,16);meshc(Z);3.3 著色表面圖surf、surfc命令圖例表面著色的網(wǎng)格Z=peaks(50);surf(Z);自定義函數(shù)的著色網(wǎng)格x=-2: 0.1: 2;y=-2: 0.1: 2;X,Y=meshgrid(x,y);Z=sqrt(X.2+Y.2);surfc(X,Y,Z);3.4 二元函數(shù)的偽彩色圖pcolor 用途：污染濃度場的觀察分析。命令圖例Z=peaks(50); pcolor(Z);colorbar(hor);colorbar(vec);3.5 等高線contour不僅可用于繪圖，更可以用以求截面數(shù)據(jù)。命令圖例以矩陣下標(biāo)為x、y分量的等高