電力電子技術(shù)及電力系統(tǒng)分析matlab仿真

1、 電氣2013級卓班電力電子技術(shù)與電力系統(tǒng)分析課程實訓報告評語：考 勤（10）守 紀（10）實訓過程（20）實訓報告（30分）答 辯（30）總成績（100）專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2016 年 1 月 日 （電力電子技術(shù)與電力系統(tǒng)分析）課程實訓報告 1 電力電子技術(shù)實訓報告1.1 實訓題目1.1.1電力電子技術(shù)實訓題目一 一單相半波整流參考電力電子技術(shù)指導書中實驗三負載，建立MATLAB/Simulink環(huán)境下三相半波整流電路和三相半波有源逆變電路的仿真模型。仿真參數(shù)設(shè)置如下： (1)交流電壓源的參數(shù)設(shè)置和以前實驗

2、相關(guān)的參數(shù)一樣。 (2)晶閘管的參數(shù)設(shè)置如下：R=0.001，Lon=0H，Vf=0.8V，Rs=500，Cs=250e-9F (3)負載的參數(shù)設(shè)置 RLC串聯(lián)環(huán)節(jié)中的R對應(yīng)Rd，L對應(yīng)Ld，其負載根據(jù)類型不同做不同的調(diào)整。 (4)完成以下任務(wù)： 仿真繪出電阻性負載（RLC串聯(lián)負載環(huán)節(jié)中的Rd= ，電感Ld=0，C=inf，反電動勢為0）下=30°，60°，90°，120°，150°時整流電壓Ud，負載電流Ld和晶閘管兩端電壓Uvt1的波形。 仿真繪出阻感性負載下（負載Rd=，電感Ld為，反電動勢E=0）=30°，60°，9

3、0°，120°，150°時整流電壓Ud，負載電流Ld和晶閘管兩端電壓Uvt1的波形。 仿真繪出阻感性反電動勢負載下=90°，120°，150°時整流電壓Ud，負載電流Ld和晶閘管兩端電壓Uvt1的波形，注意反電動勢E的極性。(5)結(jié)合仿真結(jié)果回答以下問題：該三項半波可控整流電路在=60°，90°時輸出的電壓有何差異?在MATLAB/Simulink環(huán)境下仿真如何設(shè)置控制角？1.1.2 仿真思路分析1) 單相半波整流電路單相半波整流電路式全控整流電路實質(zhì)上是三相半波共陰極組與共陽極組整流電路的串聯(lián)。在任何時刻都必須有

4、兩個晶閘管導通才能形成導電回路，其中一個晶閘管是共陰極組的，另一個晶閘管是共陽組的。6 個晶閘管導通的順序是按 VT6 VT1 VT1 VT2 VT2 VT3 VT3 VT4 VT4 VT5 VT5 VT6 依此循環(huán)，每隔 60 °有一個晶閘管換相。為了保證在任何時刻都必須有兩個晶閘管導通，采用了雙脈沖觸發(fā)電路，在一個周期內(nèi)對每個晶閘管連續(xù)觸發(fā)兩次，兩次脈沖前沿的間隔為 60 °。對于三相半波整流電路，在晶閘管和負載參數(shù)給定后，主要是脈沖發(fā)生器模塊的參數(shù)設(shè)置，由于交流電壓源的頻率為25Hz，則Pulse模塊的脈沖周期為0.04s，脈沖寬度設(shè)置為脈寬的50%，脈沖高度為1，脈

5、沖移相角通過“相位角延遲”對話框進行設(shè)置。由于三項半波整流電路的移相角零位定在三相交流電壓的自然換流點，所以在計算延遲角時，還必須增加30°相位。且對于電阻性負載(0°，150°)，對于阻感性負載(0°，90°)，在電源頻率為25Hz時，這一角度對應(yīng)的延遲時間為0.0033s。另外，Pulse模塊依次延遲120°，對應(yīng)的時間為0.0132s。以下是不同的移相角對應(yīng)的脈沖觸發(fā)角：=00°時,Pulse1=0.0033s，Pulse2=0.0166s，Pulse3=0.0300s。=30°時,Pulse1=0.0066

6、s，Pulse2=0.0200s，Pulse3=0.0333s。=60°時,Pulse1=0.0100s，Pulse2=0.0233s，Pulse3=0.0366s。=90°時,Pulse1=0.0133s，Pulse2=0.0266s，Pulse3=0.0400s。=120°時,Pulse1=0.0166s，Pulse2=0.0300s，Pulse3=0.0433s。=150°時,Pulse1=0.0200s，Pulse2=0.0333s，Pulse3=0.0466s。相對誤差設(shè)置為0.001v，開始仿真時間為0，停止仿真時間為0.1。2) 三相有源逆

7、變電路 要使整流電路工作于逆變狀3) 直流降壓斬波電路 要使整流電路工作于逆變狀4) 單相交流調(diào)壓電路要使整流電路工作于逆變狀態(tài)，必須有兩個條件： 變流器的輸出Ud能夠改變極性。因為晶閘管的單向?qū)щ娦?，電流Id不能改變方向，為了實現(xiàn)有源逆變，必須去改變Ud 的電極性。只要使變流器的控制角>90°即可。 必須要有外接的直流電源E，并且直流電源E也要可以改變極性，并且|E|>|Ud|。上述條件必須同時滿足，才能實現(xiàn)有源逆變。所以，三相有源逆變電路的設(shè)置基本和三相半波整流電路相同，只是E設(shè)置為120V，且要求晶閘管的控制角>90°,Ud為負值，直流電動勢的極性和

8、晶閘管的導通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)的平均電壓即|Ed|>|Ud|。1.1.3 電路原理圖及MATLAB/Simulink環(huán)境下仿真模型(1)三相半波整流電路1) 三相半波整流電路系統(tǒng)原2) 三相半波整流電路系統(tǒng)模型圖如圖2所示：圖2 三相半波整流電路系統(tǒng)模型圖(2)三相有源逆變電路1) 三相有源逆變電路系統(tǒng)原理圖如圖3所示：圖3 三相有源逆變電路系統(tǒng)原理圖2) 三相有源逆變電路系統(tǒng)模型圖如圖4所示： 圖4 三相有源逆變電路系統(tǒng)模型圖2)運行結(jié)果見附錄一。1.1.4 回答以下思考題：如何解決主電路和觸發(fā)電路的同步問題?在本實驗中，主電路三相電源的相序可任意設(shè)定嗎? 答：采用寬脈沖觸

9、發(fā)或雙脈沖觸發(fā)發(fā)式。在本實驗中使脈沖寬度大于1/6個周期。在除法某個晶閘管的同時，前一個晶閘管補發(fā)脈沖，即用兩個窄脈沖替代寬脈 沖。 在本實驗的整流及逆變時，對角有什么要求？為什么? 答：在本實驗的整流時，移相角度角度為0-90°，這是因為當移相角度超過90°就會進入逆變狀態(tài)。1.1.5 結(jié)合仿真結(jié)果，回答以下問題 該三相半波可控逆變電路在=60°，90°時輸出的電壓有何差異? 答：因為Ud=2.34U2cos，所以為90°時Ud為0。而為60°時是有輸出電壓的。 在MATLAB/Simulink環(huán)境下仿真如何設(shè)置控制角？ 答：=0&

10、#176;時,Pulse1=0.0033s，Pulse2=0.0166s，Pulse3=0.0300s。 =30°時,Pulse1=0.0066s，Pulse2=0.0200s，Pulse3=0.0333s。 =60°時,Pulse1=0.0100s，Pulse2=0.0233s，Pulse3=0.0366s。 =90°時,Pulse1=0.0133s，Pulse2=0.0266s，Pulse3=0.0400s。 =120°時,Pulse1=0.0166s，Pulse2=0.030s，Pulse3=0.0433s。 =150°時,Pulse1=

11、0.0200s，Pulse2=0.033s，Pulse3=0.0466s。2 電力電子技術(shù)實訓報告2.1 實訓題目2.1.1電力電子技術(shù)實訓題目一題目：單相交流交流變換電路1)單相交流調(diào)壓電路(1)帶電阻性負載的單相交流調(diào)壓電路仿真首先繪制單相交流調(diào)壓電路原理圖，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立其仿真模型。 參數(shù)設(shè)置： 交流電壓源的參數(shù)設(shè)置 交流電壓峰值：100400V之間；初始相位：0；電源頻率：50Hz 晶閘管的參數(shù)設(shè)置 Rn =0.001，Lon =0H，Vf =0.8，Rs =500，Cs=3.0e-7F 負載的參數(shù)設(shè)置（RLC串聯(lián)環(huán)節(jié)） R =100500，L=0H，C=

12、inf 脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置 取a=0°和30°（或45°、60°）分別設(shè)置Pulse模塊參數(shù)（自己考慮）。 仿真時間和誤差參數(shù)設(shè)置 設(shè)相誤差為1.0e-31.0e-4之間； 開始仿真時間：0； 結(jié)束仿真時間：0.10.2之間（即510個電源周期）； 完成以下任務(wù)： 仿真繪制出不同a值時的負載電壓、負載電流、流過某只晶閘管電流、晶閘管端電壓以及某只晶閘管上的觸發(fā)信號的波形。(2)帶阻感性負載的單相交流調(diào)壓電路仿真 首先繪制單相交流調(diào)壓電路原理圖，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立其仿真模型。 參數(shù)設(shè)置： 交流電壓源的參數(shù)設(shè)置

13、交流電壓峰值：100400V之間；初始相位：0；電源頻率：50Hz 晶閘管的參數(shù)設(shè)置 Rn =0.001，Lon =0H，Vf =0.8，Rs =500，Cs=3.0e-7F 負載的參數(shù)設(shè)置（RLC串聯(lián)環(huán)節(jié)） R =100500，L=0.10.2H，C=inf 脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置 取a=0°和30°及a=（或a=45°、60°）分別設(shè)置Pulse模塊參數(shù)（自己考慮）。 仿真時間和誤差參數(shù)設(shè)置 設(shè)相誤差為1.0e-31.0e-4之間； 開始仿真時間：0； 結(jié)束仿真時間：0.10.2s之間（即510個電源周期）； 完成以下任務(wù)： 仿真繪制

14、出不同a值時的負載電壓、負載電流、流過某只晶閘管電流、晶閘管端電壓以及某只晶閘管上的觸發(fā)信號的波形。2)單相交流調(diào)功電路(1)帶電阻性負載的單相交流調(diào)功電路仿真 首先繪制單相交流調(diào)功電路原理圖，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立其仿真模型。 參數(shù)設(shè)置： 交流電壓源的參數(shù)設(shè)置 交流電壓峰值：100400V之間；初始相位：0；電源頻率：100Hz 晶閘管的參數(shù)設(shè)置 Rn =0.001，Lon =0H，Vf =0.8，Rs =500，Cs=3.0e-7F 負載的參數(shù)設(shè)置（RLC串聯(lián)環(huán)節(jié)） R =100500，L=0H，C=inf 脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置 取調(diào)功電路占空比分別

15、為0.25和0.5，自行設(shè)置Pulse模塊參數(shù)。 仿真時間和誤差參數(shù)設(shè)置 設(shè)相誤差為1.0e-31.0e-4之間； 開始仿真時間：0； 結(jié)束仿真時間：0.10.2之間（即1020個電源周期）； 完成以下任務(wù)： 仿真繪制出不同占空比時的負載電壓、流過某只晶閘管電流、晶閘管端電壓以及某只晶閘管上的觸發(fā)信號的波形。(2)分析并回答交流調(diào)壓與交流調(diào)功的電路結(jié)構(gòu)是否相同，控制方式有何不同？兩者對脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置有何不同？3)單相斬控式交流調(diào)壓電路首先繪制電阻性負載單相交流調(diào)壓電路原理圖，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立其仿真模型。 參數(shù)設(shè)置： 交流電壓源的參數(shù)設(shè)置 交流

16、電壓峰值：100400V之間；初始相位：0；電源頻率：50Hz 負載的參數(shù)設(shè)置（RLC串聯(lián)環(huán)節(jié)） R =100300，L=0H，C=inf 脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置 取觸發(fā)信號的脈沖寬度為20%和50%，分別設(shè)置Pulse模塊參數(shù)（自己考慮）。 仿真時間和誤差參數(shù)設(shè)置 設(shè)相誤差為1.0e-31.0e-4之間； 開始仿真時間：0； 結(jié)束仿真時間：0.10.2之間（即510個電源周期）； 完成以下任務(wù)： 仿真出觸發(fā)信號的脈沖寬度為20%和50%時的電源電壓、負載電壓、負載電流、流過某只IGBT的電流、IGBT端電壓以及IGBT上的觸發(fā)信號的波形。(2)分析并回答比較斬控式交流調(diào)壓電路

17、與相控交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)有何不同？兩者對脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置有何不同？2.1.2 仿真思路分析1)單相交流調(diào)壓電路所謂交流調(diào)壓就是將兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，在每半個周期內(nèi)通過控制晶閘管的開通相位，可以方便的調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。當為電阻負載時，電路圖中的晶閘管VT1和VT2也可以用一個雙向晶閘管代替。在交流電源U1的正半周和負半周，分別對VT1和VT2的觸發(fā)延遲角進行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。換言之，在仿真過程中設(shè)置晶閘管脈沖頻率與電源頻率相同，通過控制晶閘管脈沖的相位滯后角即可改變觸發(fā)角的大小從而調(diào)節(jié)輸出電壓。當為阻感負載時，由于電感的作用，使得其輸出電壓不僅

18、與晶閘管的觸發(fā)脈沖有關(guān)還與負載的阻抗角有關(guān)，但其控制方式與電阻負載時相同。2)單相交流調(diào)功電路 交流調(diào)功電路和交流調(diào)壓電路的電路形式完全相同，只是控制方式不同。交流調(diào)功電路不是在每個交流電源周期都通過觸發(fā)延遲角對輸出電壓波形進行控制，而是將負載與交流電源接通幾個整周波，再斷開幾個整周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負載所消耗的平均功率。因此，在仿真過程中，需要設(shè)置晶閘管觸發(fā)脈沖的周期為電源周期的N倍，通過調(diào)節(jié)脈沖寬度來改變負載與交流電源接通和斷開的周波數(shù)。3)單相斬控式交流調(diào)壓電路一般采用全控型器件作為開關(guān)器件，其基本原理和直流斬波電路類似，只是直流斬波電路的輸入是直流電壓，而斬

19、控式交流調(diào)壓電路輸入的是正弦交流電壓。在交流電源的正半周，用V1進行斬波控制，用V3給負載電流提供續(xù)流通道；在負半周，用V2進行斬波控制，用V4給負載電流提供續(xù)流通道。設(shè)斬波器件V1、V2的導通時間為ton，開關(guān)周期為T，則導通比為=ton/T，和直流斬波電路一樣，通過改變來調(diào)節(jié)輸出電壓U0。因此，在仿真過程中，需要設(shè)置晶閘管觸發(fā)脈沖的周期為電源周期的1/N倍，然后根據(jù)題目要求設(shè)置脈沖寬度即可得出題目所需波形。2.1.3 電路原理圖及MATLAB/Simulink環(huán)境下仿真模型1)單相交流調(diào)壓電路原理圖及仿真模型(1)帶電阻性負載的單相交流調(diào)壓電路原理圖如圖5所示，仿真模型如圖6所示。圖5 帶

20、電阻性負載的單相交流調(diào)壓電路原理圖 圖6 帶電阻性負載的單相交流調(diào)壓電路仿真模型 (2)帶阻感性負載的單相交流調(diào)壓電路原理圖如圖7所示，仿真模型如圖8所示。圖7 帶阻感性負載的單相交流調(diào)壓電路原理圖圖8 帶阻感性負載的單相交流調(diào)壓電路仿真模型2)單相交流調(diào)功電路原理圖及仿真模型單相交流調(diào)功電路原理圖如圖9所示，仿真模型如圖10所示。圖9 單相交流調(diào)功電路原理圖圖10 單相交流調(diào)功電路仿真模型3)單相斬控式交流調(diào)壓電路原理圖及仿真模型單相斬控式交流調(diào)壓電路原理圖如圖11所示，仿真模型如圖12所示。圖11 單相斬控式交流調(diào)壓電路原理圖圖12 單相斬控式交流調(diào)壓電路仿真模型2)運行結(jié)果見附錄二。2.

21、1.4 回答以下思考題：交流調(diào)壓與交流調(diào)功的電路結(jié)構(gòu)是否相同，控制方式有何不同？答：交流調(diào)功電路和交流調(diào)壓電路的電路結(jié)構(gòu)完全相同，只是控制方式不同。交流調(diào)壓電路中，在交流電源u1的正半周和負半周，分別對VT1和VT2的觸發(fā)延遲角進行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。而交流調(diào)功電路不是在每個交流電源周期都通過觸發(fā)延遲角對輸出電壓波形進行控制，而是將負載與交流電源接通幾個整周波，再斷開幾個整周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負載所消耗的平均功率。兩者對脈沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置有何不同？答：交流調(diào)壓電路應(yīng)設(shè)置晶閘管脈沖周期與電源周期相同，通過控制晶閘管觸發(fā)脈沖的相位滯后角來改變觸發(fā)

22、角的大小從而調(diào)節(jié)輸出電壓。交流調(diào)功電路應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置晶閘管觸發(fā)脈沖的周期為電源周期的N倍，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖寬度來改變占空比以調(diào)節(jié)負載與交流電源接通和斷開的周波數(shù)。比較斬控式交流調(diào)壓電路與相控式交流調(diào)壓電路的功率因數(shù)有何不同？答：在斬控式交流調(diào)壓電路中，電源電流的基波分量是和電源電壓同相位的，即位移因數(shù)為1，電源電流中不含低次諧波，只含和開關(guān)周期T有關(guān)的高次諧波，這些高次諧波用很小的濾波器即可濾除，這時電路的功率因數(shù)接近1。在相控式交流調(diào)壓電路中，相控作用使電流發(fā)生滯后，并且波形也發(fā)生畸變，所以即使純電阻負載功率因數(shù)也不為1。而且控制角越大，功率因數(shù)越小，這是相控電路普遍存在的一個缺點。兩者對脈

23、沖發(fā)生器模塊（Pulse）的參數(shù)設(shè)置有何不同？答：斬控式交流調(diào)壓電路應(yīng)設(shè)置晶閘管觸發(fā)脈沖的周期為電源周期的1/N倍，然后根據(jù)題目要求設(shè)置觸發(fā)脈沖的寬度即可調(diào)節(jié)輸出電壓。相控式交流調(diào)壓電路應(yīng)設(shè)置晶閘管觸發(fā)脈沖的周期與電源周期相同，通過控制晶閘管觸發(fā)脈沖的相位滯后角來改變觸發(fā)角的大小從而調(diào)節(jié)輸出電壓。3 電力系統(tǒng)分析實訓報告3.1 題目一3.1.1 題目題目：同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程的仿真假設(shè)一臺有阻尼繞組的同步發(fā)電機，PN =200MW，UN =13.8kV，fN =50Hz，xd=1.0，xq=0.6，r =0.005，xf=0.18，xD=0.1，xQ=0.25，TD=2s，。若發(fā)電機

24、空載，端電壓為額定電壓，端子突然發(fā)生三相短路，且0=0，利用MATLAB/Simulink (或ETAP)建立仿真模型，并根據(jù)已知參數(shù)對各模塊進行參數(shù)設(shè)置。1)合理選擇仿真算法和故障模塊中的短路類型，仿真結(jié)束時間取為1s，試完成同步發(fā)電機端發(fā)生突然三相短路故障的暫態(tài)過程仿真，并繪制：給出各個元件模塊參數(shù)設(shè)置的窗口圖；短路發(fā)生后的三相定子電流波形；短路發(fā)生后的定子電流的d軸和q軸分量id、iq以及勵磁電流if的波形；2)改變故障模塊中的短路類型，合理選擇仿真算法，仿真結(jié)束時間取為1s，試完成同步發(fā)電機端突然發(fā)生BC兩相短路故障的暫態(tài)過程仿真，并繪制：給出各個元件模塊參數(shù)設(shè)置的窗口圖；短路發(fā)生后的

25、三相定子電流波形；短路發(fā)生后不同的三相定子電流的d軸和q軸分量id、iq的波形；3)分析并回答對應(yīng)0=0，故障模塊中的短路發(fā)生時間該如何設(shè)置？需要進行哪些潮流計算？3.1.2 仿真思路分析在分析同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程時，可以利用疊加定理，這樣同步發(fā)電機機端突然短路相當于在發(fā)電機端口處突然加上了與電機短路前的端電壓大小相等但方向相反的三相電壓。在定子繞組上突然加以對稱的相電壓后，為了保持其無源電路的磁鏈不變，在其定子繞組中將要引起相應(yīng)的瞬變電流，而且這些瞬變電流還要按照一定的時間常數(shù)逐步衰減至穩(wěn)態(tài)值。當發(fā)電機突然短路時，定子各繞組電流將包含基頻分量、倍頻分量和直流分量。到達穩(wěn)態(tài)后，定子電

26、流起始值中的直流分量和倍頻分量將由其起始值以時間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律衰減到零，而基頻分量則由其起始值以時間常數(shù)、按指數(shù)規(guī)律衰減為相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值。同樣，在轉(zhuǎn)子繞組中也包含直流分量和同頻率交流分量。3.1.3 同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程的數(shù)值計算利用MATLAB對突然三相短路后的定子電流進行計算的基本步驟如下：首先計算各衰減時間常數(shù)。查閱資料可得，。由于空載時，其中、為短路前瞬間的空載電勢、機端電壓，所以可得a相定子電流表達式為利用MATLAB對上式進行數(shù)值計算并繪圖的m文件程序清單見附錄3。運行程序得到發(fā)電機端突然發(fā)生三相短路時的a相定子電流，以及基頻分量Ia、倍頻分量Ia1和非周期分量Ia2的波形

27、見附錄三，如圖3-1所示 ，并且短路后的沖擊電流標幺值為9.1927。3.1.4 同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程的仿真1)同步發(fā)電機端突然發(fā)生三相短路故障的暫態(tài)過程仿真 (1)同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程的仿真模型如圖13所示。 (2)各個元件模塊參數(shù)設(shè)置的窗口圖。同步發(fā)電機模塊的參數(shù)設(shè)置如圖14所示，升壓變壓器模塊的參數(shù)設(shè)置如圖15所示，利用Powergui模塊的潮流計算和電機初始化窗口計算初始參數(shù)如圖16所示。圖13 同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程的仿真模型圖14 同步發(fā)電機模塊的參數(shù)設(shè)置圖15 升壓變壓器模塊的參數(shù)設(shè)置圖16 利用Powergui模塊的潮流計算和電機初始化窗口計算初始參

28、數(shù)2)同步發(fā)電機端突然發(fā)生BC兩相短路故障的暫態(tài)過程仿真 (1)同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程的仿真模型如圖12所示。 (2)各個元件模塊參數(shù)設(shè)置的窗口圖。故障模塊的參數(shù)設(shè)置如圖17所示。圖17 故障模塊的參數(shù)設(shè)置3.1.5 MATLAB/Simulink環(huán)境下仿真波形及分析回答1)同步發(fā)電機端突然發(fā)生三相短路故障的暫態(tài)過程仿真波形 (1)發(fā)電機端突然三相短路時的定子電流仿真波形圖見附錄三，圖2所示。 (2)發(fā)電機端突然三相短路時id、iq 以及if 的電流仿真波形圖見附錄三，圖3所示。2)同步發(fā)電機端突然發(fā)生BC兩相短路故障的暫態(tài)過程仿真波形 (1)發(fā)電機端突然BC兩相短路時的三相定子電流仿

29、真波形圖見附錄三，圖4所示。 (2)發(fā)電機端突然BC兩相短路時A、B、C三相定子電流的id、iq 的電流仿真波形圖見附錄三，圖5所示。3)分析回答對應(yīng)0=0，故障模塊中的短路發(fā)生時間該如何設(shè)置？答：從圖15中可以看出 ，a相電流滯后a相電壓4.43，即電流與電壓波形的過零點相差0.25ms。因此在故障模塊中設(shè)置0.02025s時發(fā)生三相短路故障（對應(yīng)）。需要進行哪些潮流計算？4 選做題4.1 自選題目4.1.1電力電子技術(shù)自選題目1.電壓型單相全橋逆變電路繪制電壓型單相全橋逆變電路原理圖，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立其仿真模型。參數(shù)設(shè)置：直流側(cè)電壓Ud=100V完成任務(wù)：該電路

30、共有四個橋臂，其中VT1和VT4一對，VT2和VT3一對，設(shè)置成對的兩個橋臂同時導通，兩對交替導通180°。仿真繪出阻感性負載（R=10，L=0.1H）下交流側(cè)輸出電壓uo及電流io以及晶閘管VT1上電壓波形。思考題：若使用移相調(diào)壓方式調(diào)節(jié)輸出電壓，VT1、VT2、VT3、VT4的觸發(fā)脈沖參數(shù)應(yīng)如何設(shè)置？假設(shè)=30°。4.1.2仿真電路實驗仿真電路如圖18所示。圖18 電壓型單相全橋逆變電路Simulink仿真4.1.2 實驗結(jié)果 輸出電壓uo及電流io及晶閘管VT1上電壓分別如圖19，圖20，圖21所示。圖19若使用移相調(diào)壓方式調(diào)節(jié)輸出電壓，VT1、VT2、VT3、VT4

31、的觸發(fā)脈沖參數(shù)（假設(shè)=30°）設(shè)置如附錄四所示。5總結(jié)經(jīng)過四周的課程設(shè)計，是我加深了對本學期的電力電子技術(shù)和電力系統(tǒng)分析課程的進一步深入的理解，并且，此次的課程設(shè)計與本學期電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析課程的基礎(chǔ)理論緊密結(jié)合。實訓期間，我完成了電子電子技術(shù)的三相半波整流與有源逆變電路和單相交流交流變換電路的MATLAB仿真，以及電力系統(tǒng)分析中同步發(fā)電機突然三相短路暫態(tài)過程的仿真等課題。電子電子技術(shù)MATLAB仿真涉及三相半波整流電路，有源逆變電路，交流調(diào)壓電路、交流調(diào)功電路、斬控式交流調(diào)壓電路，通過繪制電路原理圖，在simulink環(huán)境下建立其仿真模型并進行參數(shù)設(shè)置，利用示波器觀察輸入、

32、輸出及器件的電壓電流波形，加深了對相關(guān)電路的認識，并逐漸掌握了simulink仿真方法。通過電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程分析與仿真，學習了電力系統(tǒng)元件模型及模型庫的使用，讓我在今后的學習中的目標更加明確，使我受益匪淺。6 參考文獻1李傳琦等.電力電子技術(shù)計算機仿真實驗M.北京:電子工業(yè)出版社,2007.2于群,曹娜等.MATLAB/Simulink 電力系統(tǒng)建模與仿真M.北京:機械工業(yè)出版社,2012.3王兆安,劉進軍等.電力電子技術(shù)M.北京:機械工業(yè)出版社,2009.4于永源,楊綺雯等.電力系統(tǒng)分析M.北京:中國電力出版社,2007.附錄一 三相半波整流與有源逆變電路MATLAB/Simulink下系

33、統(tǒng)模型圖及運行結(jié)果1) 三相半波整流電阻負載的仿真結(jié)果：(1)當=0°時，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為： 圖1 當=0°時三相半波整流電阻負載仿真結(jié)果(2)當=30°時，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為：圖2 當=30°時三相半波整流電阻負載仿真結(jié)果(3)當=60°，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為： 圖3 當=60°時三相半波整流電阻負載仿真結(jié)果(4)當=90°時，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為：圖4 當=90&#

34、176;時三相半波整流電阻負載仿真結(jié)果(5)當=120°時，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為：圖5 當=120°時三相半波整流電阻負載仿真結(jié)果(6)當=150°時，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為：圖6 當=150°時三相半波整流電阻負載仿真結(jié)果2) 三相半波整流阻感性負載的仿真結(jié)果：(1)當=0°，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為：圖7 當=0°時三相半波整流阻感負載仿真結(jié)果(2)當=30°，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波

35、形為：圖8 當=30°時三相半波整流阻感負載仿真結(jié)果(3)當=60°，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為： 圖9 當=60°時三相半波整流阻感負載仿真結(jié)果當=90°，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為： 圖10 當=90°時三相半波整流阻感負載仿真結(jié)果3) 三相有源逆變電路的仿真結(jié)果：(1)當=90°時，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為：圖11 當=90°時三相半波整流電路帶反電動勢的仿真結(jié)果(2)當=120°時，整流電壓Ud、負載電流Id和

36、晶閘管兩端電壓UVT1的波形為： 圖12 當=120°時三相半波整流電路帶反電動勢的仿真結(jié)果(3)當=150°時，整流電壓Ud、負載電流Id和晶閘管兩端電壓UVT1的波形為：圖13 當=150°時三相半波整流電路帶反電動勢的仿真結(jié)果附錄二 三相半波整流與有源逆變電路MATLAB/Simulink下系統(tǒng)模型圖及運行結(jié)果1)阻性負載的單相交流調(diào)壓電路仿真波形(1)當=30時，電源電壓U2，晶閘管觸發(fā)脈沖Ug載電流Id，負載電壓Ud，流過晶閘管的電流IVT，晶閘管端電壓UVT的波形為：圖1 交流調(diào)壓電路帶電阻性負載=30時的波形(2)當=60時，電源電壓U2，晶閘管觸發(fā)

37、脈沖Ug載電流Id，負載電壓Ud，流過晶閘管的電流IVT，晶閘管端電壓UVT的波形為：圖2 單相交流調(diào)壓電路帶電阻性負載=60時的波形2）阻感性負載的單相交流調(diào)壓電路仿真：(1)當=30時，電源電壓U2，晶閘管觸發(fā)脈沖Ug載電流Id，負載電壓Ud，流過晶閘管的電流IVT，晶閘管端電壓UVT的波形為：圖3 單相交流調(diào)壓電路帶阻感性負載=30時的波形(2)當=60時，電源電壓U2，晶閘管觸發(fā)脈沖Ug載電流Id，負載電壓Ud，流過晶閘管的電流IVT，晶閘管端電壓UVT的波形為：圖4 單相交流調(diào)壓電路帶阻感性負載=60時的波形 3)單相交流調(diào)功電路仿真：(1)當占空比=0.25時，電源電壓U2，晶閘管

38、觸發(fā)脈沖Ug載電流Id，負載電壓Ud，流過晶閘管的電流IVT，晶閘管端電壓UVT的波形為：圖5 單相交流調(diào)功電路帶電阻性負載占空比=0.25時的波形當占空比=0.5時，電源電壓U2，晶閘管觸發(fā)脈沖Ug載電流Id，負載電壓Ud，流過晶閘管的電流IVT，晶閘管端電壓UVT的波形為：圖6 單相交流調(diào)功電路帶電阻性負載占空比=0.5時的波形 4) 單相斬控式交流調(diào)壓電路仿真：(2)當觸發(fā)脈沖寬度為20%時，電源電壓U2，晶閘管觸發(fā)脈沖Ug載電流Id，負載電壓Ud，流過晶閘管的電流IVT，晶閘管端電壓UVT的波形為：圖7 單相斬控式交流調(diào)壓電路帶電阻性負載脈沖寬度為20%時的波形(2)當觸發(fā)脈沖寬度為50%時，電源電壓U2，晶閘管觸發(fā)脈沖Ug載電流Id，負載電壓Ud，流過晶閘管