電力系統(tǒng)的MATLABSIMULINK仿真及應用教學大綱

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

課程英文名稱：PowerSystemBlockSetofMATLAB/SIMULINK

課程編號：C1233應開課學期：7

學時數：24學分數：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

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，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)繼電保護等內容，課程實驗仿真例程均是相關課程

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

通過本課程的學習，使學生鞏固本專業(yè)相關主干課程的知識點，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置，能

夠應用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)電技術中的仿真應用。該課程為電氣工程及其自動化專業(yè)學生進行畢業(yè)設計

和后續(xù)繼續(xù)學習打下基礎，

三、教學內容、學時安排和基本要求

第一章MATLAB基礎知識(3學時，含實驗1學時)

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

（5）基本賦值和運算

（6）MATLAB程序設計基礎

（7）MATLAB的繪圖功能

第二章Simulink仿真入門（3學時，含實驗2學時）

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）運行仿真及參數設置簡介

（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學時，含實驗1學時）

重點難點：各主要模塊參數含義和設置、Powergui噢塊應用

（1）同步發(fā)電機狗數學模型

（2）變壓器數學模型及基于電氣原理圖的變壓器數學模型

（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)潮流計算中的應用實例（4學時，含實驗2學時）

重點難點：實際系統(tǒng)模型的搭建和參數設置

（1）實例系統(tǒng)

（2）電力系統(tǒng)元件的模型選擇

（3）模型參數的計算及設置

（4）仿真計算結果分析

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

重點難點：三個故障仿真模型的搭建和參數設置

（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用實例（4學時，含實驗2學時）

重點難點：差動保護、距離保護邏輯設計和實現(xiàn)

（1）Simulink在變壓器微機繼電保護中的應用舉例

（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)定性分析中的應用實例（4學時，含實驗2學時）

重點難點：模型搭建、參數設置、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、課程的其它教學環(huán)節(jié)

序號教學環(huán)節(jié)教學內容學時數

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、各元件模塊調用和參數設

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課外調研0

技術中的仿真應用

限據具體情況確定期末考察所需完成的模型，規(guī)定時間內

9課外作業(yè)上交，依據模型完整情況以及仿真結果正確性，給出期末0

考核成績。

五、教學方法與手段

本課程教學主要采用講授、多媒體教學、計算機仿真實驗、課外調研和作業(yè)以及學生自

學等教學方法與手段。

六、推薦教材和教學參考資源

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》，北京航空航天大學出版社，2001.

2.陳桂明，《應用MATLAB建模與仿真》，科學出版社，2001.

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

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

社，2008.

5.吳天明等，《MATLAB電力系統(tǒng)設計與分析》，國防工業(yè)出版社，2