電力系統(tǒng)的MATLAB SIMULINK仿真及應(yīng)用教學(xué)大綱

電力系統(tǒng)的MATLABSIMULINK仿真及應(yīng)用教學(xué)大綱

課程中文名稱(chēng)：電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK彷真及應(yīng)用

課程英文名稱(chēng)：PowerSystemBlockSetofMATLAB/SIMULINK

課程編號(hào)：C1233應(yīng)開(kāi)課學(xué)期：7

學(xué)時(shí)數(shù)：24學(xué)分?jǐn)?shù)：1.5

適用專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化課程類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)拓展課/選修

先修課程：電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)信號(hào)分析與處理、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言

C或其它高級(jí)程序語(yǔ)言

一、課程性質(zhì)

本課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)(拔尖計(jì)劃)的專(zhuān)業(yè)拓展課，主要以MATLAB軟件

為平臺(tái)，以MATLAB計(jì)算和Simulink仿真為基礎(chǔ)，涵蓋本專(zhuān)業(yè)的主干課程，包括電力系統(tǒng)

杉態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等內(nèi)容，課程實(shí)驗(yàn)仿真例程均是相關(guān)課程

的主要知識(shí)點(diǎn)。本課程具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性和綜合性。

二、課程目標(biāo)

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生鞏固本專(zhuān)業(yè)相關(guān)主干課程的知識(shí)點(diǎn)，可以掌握

MATLAB/SIMULINK軟件在電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化建模與仿真計(jì)算中的應(yīng)用。熟悉

MATLAB/SIMULINK軟件工作環(huán)境，掌握電力系統(tǒng)模型庫(kù)和各元件模型的選取和設(shè)置，能

夠應(yīng)用MATLAB/SIMULINK軟件平臺(tái)進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)故障分析、繼電保

護(hù)設(shè)計(jì)和分析?、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析等，基本具備利用該軟件平臺(tái)對(duì)電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題

進(jìn)行分析與仿真研究的能力。同時(shí)，了解該軟件平臺(tái)在高壓直流輸電及柔性輸電、風(fēng)力發(fā)電

等分布式能源發(fā)電技術(shù)中的仿真應(yīng)用。該課程為電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)

和后續(xù)繼續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，

三、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排和基本要求

第一章MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)(3學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí))

重點(diǎn)難點(diǎn)：MATLAB工作環(huán)境、賦值和運(yùn)算、繪圖功能

(1)MATLAB簡(jiǎn)介

(2)MATLAB工作環(huán)境

(3)MATLAB7.0的通用命令

(4)MATLAB的計(jì)算基礎(chǔ)

（5）基本賦值和運(yùn)算

（6）MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

（7）MATLAB的繪圖功能

第二章Simulink仿真入門(mén)（3學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）

重點(diǎn)難點(diǎn)：Simulink噢塊基本操作、建模步驟、創(chuàng)建和封裝子系統(tǒng)

（1）Simulink基本操作

（2）運(yùn)行仿真及參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)介

（3）創(chuàng)建模型的基本步驟及仿真算法簡(jiǎn)介

（4）子系統(tǒng)及其封裝

第三章電力系統(tǒng)元件模型及模型庫(kù)介紹（2學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí)）

重點(diǎn)難點(diǎn)：各主要模塊參數(shù)含義和設(shè)置、Powergui噢塊應(yīng)用

（1）同步發(fā)電機(jī)狗數(shù)學(xué)模型

（2）變壓器數(shù)學(xué)模型及基于電氣原理圖的變壓器數(shù)學(xué)模型

（3）輸電線(xiàn)路模型

（4）負(fù)荷模型

（5）電力圖形用戶(hù)分析界面（Powergui）模塊

第四章Powergui在簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中的應(yīng)用實(shí)例（4學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）

重點(diǎn)難點(diǎn)：實(shí)際系統(tǒng)模型的搭建和參數(shù)設(shè)置

（1）實(shí)例系統(tǒng)

（2）電力系統(tǒng)元件的模型選擇

（3）模型參數(shù)的計(jì)算及設(shè)置

（4）仿真計(jì)算結(jié)果分析

第五章MATLAB在電力系統(tǒng)故障分析中的仿真實(shí)例（4學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）

重點(diǎn)難點(diǎn)：三個(gè)故障仿真模型的搭建和參數(shù)設(shè)置

（1）無(wú)窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路仿真

（2）同步發(fā)電機(jī)機(jī)端突然三相短路仿真

（3）小電流接地系統(tǒng)單相故障仿真

第六章MATLAB在微機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用實(shí)例（4學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）

重點(diǎn)難點(diǎn)：差動(dòng)保護(hù)、距離保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

（1）Simulink在變壓器微機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用舉例

（2）輸電線(xiàn)路距離保護(hù)的建模與仿真

第七章MATLAB在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用實(shí)例（4學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）

重點(diǎn)難點(diǎn)：模型搭建、參數(shù)設(shè)置、故障和擾動(dòng)的引入

（1）簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性仿真分析

（2）簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性仿真分析

四、課程的其它教學(xué)環(huán)節(jié)

序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)

1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：MATLAB工作環(huán)境熟悉、基本運(yùn)算和繪圖操作1

實(shí)驗(yàn)二：Simulink基本操作、基本建模步驟熟悉、子系統(tǒng)

2實(shí)驗(yàn)2

生成和封裝

實(shí)驗(yàn)三：電力系統(tǒng)模塊庫(kù)熟悉、各元件模塊調(diào)用和參數(shù)設(shè)

3實(shí)驗(yàn)1

置

實(shí)驗(yàn)四：基于Powergui的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)潮流計(jì)算實(shí)例建模

4實(shí)驗(yàn)2

和仿真

實(shí)驗(yàn)五：無(wú)窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路、同步發(fā)電機(jī)

5實(shí)驗(yàn)2

機(jī)端突然二相短路、小電流接地系統(tǒng)單相故障建模和仿真

6實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六：變壓器差動(dòng)保護(hù)和線(xiàn)路距離保護(hù)建模和仿真2

7實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四：簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的暫態(tài)、靜態(tài)穩(wěn)定性建模與仿真2

MATLAB在高壓直流輸電及風(fēng)力發(fā)電等分布式能源發(fā)電

8課外調(diào)研0

技術(shù)中的仿真應(yīng)用

限據(jù)具體情況確定期末考察所需完成的模型，規(guī)定時(shí)間內(nèi)

9課外作業(yè)上交，依據(jù)模型完整情況以及仿真結(jié)果正確性，給出期末0

考核成績(jī)。

五、教學(xué)方法與手段

本課程教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)、課外調(diào)研和作業(yè)以及學(xué)生自

學(xué)等教學(xué)方法與手段。

六、推薦教材和教學(xué)參考資源

教材：

1.于群，曹姍h《MATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，

2011.

參考書(shū)：

1.張志涌，《MATLAB教程》，北京航空航天大學(xué)出版社，2001.

2.陳桂明，《應(yīng)用MATLAB建模與仿真》，科學(xué)出版社，2001.

3.程衛(wèi)國(guó)，《MATLAB.X應(yīng)用指南》，人民郵電出版社，1999.

4.王晶等，《電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版

社，2008.

5.吳天明等，《MATLAB電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析》，國(guó)防工業(yè)出版社，2