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：電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK彷真及應(yīng)用

課程英文名稱：PowerSystemBlockSetofMATLAB/SIMULINK

課程編號：C1233應(yīng)開課學(xué)期：7

學(xué)時數(shù)：24學(xué)分數(shù)：1.5

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化課程類型：專業(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、電力系統(tǒng)信號分析與處理、計算機語言

C或其它高級程序語言

一、課程性質(zhì)

本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)(拔尖計劃)的專業(yè)拓展課，主要以MATLAB軟件

為平臺，以MATLAB計算和Simulink仿真為基礎(chǔ)，涵蓋本專業(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)繼電保護等內(nèi)容，課程實驗仿真例程均是相關(guān)課程

的主要知識點。本課程具有較強的實驗性和綜合性。

二、課程目標

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生鞏固本專業(yè)相關(guān)主干課程的知識點，可以掌握

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

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

夠應(yīng)用MATLAB/SIMULINK軟件平臺進行電力系統(tǒng)潮流計算、電力系統(tǒng)故障分析、繼電保

護設(shè)計和分析?、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析等，基本具備利用該軟件平臺對電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問題

進行分析與仿真研究的能力。同時，了解該軟件平臺在高壓直流輸電及柔性輸電、風力發(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化專業(yè)學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計

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)時安排和基本要求

第一章MATLAB基礎(chǔ)知識(3學(xué)時，含實驗1學(xué)時)

重點難點：MATLAB工作環(huán)境、賦值和運算、繪圖功能

(1)MATLAB簡介

(2)MATLAB工作環(huán)境

(3)MATLAB7.0的通用命令

(4)MATLAB的計算基礎(chǔ)

（5）基本賦值和運算

（6）MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)

（7）MATLAB的繪圖功能

第二章Simulink仿真入門（3學(xué)時，含實驗2學(xué)時）

重點難點：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）運行仿真及參數(shù)設(shè)置簡介

（3）創(chuàng)建模型的基本步驟及仿真算法簡介

（4）子系統(tǒng)及其封裝

第三章電力系統(tǒng)元件模型及模型庫介紹（2學(xué)時，含實驗1學(xué)時）

重點難點：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）輸電線路模型

（4）負荷模型

（5）電力圖形用戶分析界面（Powergui）模塊

第四章Powergui在簡單電力系統(tǒng)潮流計算中的應(yīng)用實例（4學(xué)時，含實驗2學(xué)時）

重點難點：實際系統(tǒng)模型的搭建和參數(shù)設(shè)置

（1）實例系統(tǒng)

（2）電力系統(tǒng)元件的模型選擇

（3）模型參數(shù)的計算及設(shè)置

（4）仿真計算結(jié)果分析

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

重點難點：三個故障仿真模型的搭建和參數(shù)設(shè)置

（1）無窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路仿真

（2）同步發(fā)電機機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在微機繼電保護中的應(yīng)用實例（4學(xué)時，含實驗2學(xué)時）

重點難點：差動保護、距離保護邏輯設(shè)計和實現(xiàn)

（1）Simulink在變壓器微機繼電保護中的應(yīng)用舉例

（2）輸電線路距離保護的建模與仿真

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

重點難點：模型搭建、參數(shù)設(shè)置、故障和擾動的引入

（1）簡單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性仿真分析

（2）簡單電力系統(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)

序號教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)

1實驗實驗一：MATLAB工作環(huán)境熟悉、基本運算和繪圖操作1

實驗二：Simulink基本操作、基本建模步驟熟悉、子系統(tǒng)

2實驗2

生成和封裝

實驗三：電力系統(tǒng)模塊庫熟悉、各元件模塊調(diào)用和參數(shù)設(shè)

3實驗1

置

實驗四：基于Powergui的簡單電力系統(tǒng)潮流計算實例建模

4實驗2

和仿真

實驗五：無窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路、同步發(fā)電機

5實驗2

機端突然二相短路、小電流接地系統(tǒng)單相故障建模和仿真

6實驗實驗六：變壓器差動保護和線路距離保護建模和仿真2

7實驗實驗四：簡單電力系統(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。

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)、計算機仿真實驗、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：機械工業(yè)出版社，

2011.

參考書：

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，《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)計與分析》，國防工業(yè)出版社，2