前言

第1章 MAlLAB基础知识

1.1 MATLAB简介

1.1.1 概述

1.1.2 MATLAB安装与运行

1.2 MATLAB工作环境

1.3 MATLAB7.0的通用命令

1.4 MATLAB的计算基础

1.4.1 M.ATLAB的预定义变量

1.4.2 常用运算和基本数学函数

1.4.3 数值的输出格式

1.5 基本赋值和运算

1.6 MATLAB程序设计基础

1.7 MATLAB的绘图功能

第2章 sjmulink仿真入门

2.1 Simulink基本操作

2.1.1 运行Simulink

2.1.2 Simulink模块库

2.1.3 Simulink模块的操作

2.2 运行仿真及参数设置简介

2.2.1 运行仿真

2.2.2 仿真参数设置简介

2.3 创建模型的基本步骤及仿真算法简介

2.3.1 创建模型的基本步骤

2.3.2 仿真算法简介

2.4 子系统及其封装

2.4.1 创建子系统

2.4.2 封装子系统

第3章 电力系统元件模型及模型库介绍

3.1 同步发电机的数学模型

3.1.1 同步电机电气部分模型

3.1.2 同步发电机机械部分的数学模型

3.1.3 基于电气原理图的同步电机数学模型

3.2 变压器数学模型及基于电气原理图的变压器数学模型

3.2.1 变压器数学模型

3.2.2 基于电气原理图的变压器数学模型

3.3 输电线路模型

3.3.1 输电线路的等效电路

3.3.2 基于电气原理图的输电线路数学模型

3.4 负荷模型

3.4.1 负荷的数学模型

3.4.2 基于电气原理图的负荷模型

3.5 电力图形用户分析界面（Powergui）模块

3.5.1 Powergui模块主窗口介绍

3.5.2 稳态电压电流分析窗口

3.5.3 初始状态设置窗口

3.5.4 潮流计算和电机初始化窗口

3.5.5 LTI视窗

3.5.6 阻抗依频特性测量视窗

3.5.7 FFT分析窗口

3.5.8 报表生成窗口

3.5.9 磁滞特性设计工具窗口

3.5.1 0计算RLC线路参数窗口

第4章 MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例

4.1 MAllPOwER软件在电力系统潮流计算中的应用实例

4.1.1 MATPOWER的安装

4.1.2 MATPOWER的主要技术规则

4.1.3 MATPOWER应用举例

4.2 POWergui在简单电力系统潮流计算中的应用实例.

4.2.1 电力系统元件的模型选择

4.2.2 模型参数的计算及设置

4.2.3 计算结果及比较

第5章 MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例

5.1 无穷大功率电源供电系统三相短路仿真

5.1.1 无穷大功率电源供电系统三相短路的暂态过程

5.1.2 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建

5.1.3 仿真结果及分析

5.2 同步发电机突然短路的暂态过程仿真.

5.2.1 同步发电机突然三相短路暂态过程简介

5.2.2 同步发电机突然三相短路暂态过程的数值计算与仿真方法

5.3 小电流接地系统单相故障

5.3.1 小电流接地系统单相故障特点简介

5.3.2 小电流接地系统仿真模型构建

5.3.3 仿真结果及分析

第6章 MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例

6.1 简单电力系统的暂态稳定性仿真分析

6.1.1 电力系统的暂态稳定性简介

6.1.2 简单电力系统的暂态稳定性计算与仿真

6.2 简单电力系统的静态稳定性仿真分析

6.2.1 电力系统静态稳定性简介

6.2.2 简单电力系统的静态稳定性计算

6.2.3 简单电力系统的静态稳定性仿真

第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例

7.1 简单数字滤波器的MATLAB辅助设计和分析方法

7.1.1 减法滤波器（差分滤波器）简介

7.1.2 减法滤波器设计分析举例

7.2 微机继电保护算法的MATLAB辅助设计和分析方法.

7.2.1 基于正弦函数模型的微机继电保护算法

7.2.2 全波傅里叶算法

7.3 输电线路距离保护的建模与仿真

7.3.1 方向阻抗继电器的数学模型

7.3.2 方向阻抗继电器的仿真模型

7.3.3 仿真结果

7.4 simulink在变压器微机继电保护中的应用举例

7.4.1 变压器仿真模型构建

7.4.2 变压器空载合闸时励磁涌流的仿真

7.4.3 变压器保护区内、外故障时比率制动的仿真

7.4.4 变压器绕组内部故障的简单仿真

7.5 输电线路故障行波仿真举例.

7.5.1 行波的基本概念

7.5.2 输电线路故障行波仿真模型的构建

7.5.3 输电线路故障行波的提取

7.5.4 仿真结果

第8章 MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例

8.1 高压直流输电系统的仿真实例

8.1.1 HVDC系统的基本结构与工作原理

8.1.2 HVDc系统的仿真模型描述

8.1.3 HVDC系统的调节特性

8.1.4 HVDC系统的起停和阶跃响应仿真

8.1.5 HVDc系统直流线路故障仿真

8.1.6 HVDC系统交流侧线路故障仿真

8.2 静止无功补偿器（SVC）的仿真实例

8.2.1 SVC的基本结构与工作原理

8.2.2 Simulink中的SVC模块介绍

8.2.3 SVC系统的仿真模拟

8.3 晶闸管控制串联电容器（TCSC）的仿真实例

8.3.1 TCSC基本原理与数学模型简介

8.3.2 Simulink中的TCSC模块介绍

8.3.3 利用TCSC提高系统输电容量的仿真模拟

8.3.4 TCSC对系统暂态稳定性影响的仿真模拟

第9章 MATLAB在风力发电技术中的应用仿真

9.1 定速风电机组的仿真实例

9.1.1 定速风电机组的工作原理

9.1.2 定速风电机组的模型仿真

9.2 双馈变速风电机组的仿真实例

9.2.1 基于双馈感应发电机的变速风电机组的工作原理

9.2.2 双馈变速风电机组的模型仿真

参考文献 2100433B

这是一本针对电气工程及其自动化专业的MATI,AB/Simulink仿真入门教材。《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》涵盖了电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、电力系统继电保护、高压直流输电、柔性输电以及风力发电等主干课程。《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》各仿真例程都是相关课程的主要知识点，并为读者提供仿真源程序，以帮助读者在学习MATLAB的过程中巩固专业知识，较快地进入电力系统仿真这一领域。《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》共9章，第1章为MATLAB基础知识；第2章为Simulink仿真入门；第3章为电力系统元件模型及模型库介绍；第4章为MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例；第5章为MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例；第6章为。MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例；第7章为MATLAB在微机继电保护中的应用实例；第8章为MAT[AB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例；第9章为MATLAB在风力发电技术中的应用仿真。《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》可作为高等院校电气工程及其自动化专业的本科、专科教材，也可作为电气工程相关专业研究生、电力系统工程技术人员的参考书。

本书共9章，第1章为MATLAB基础知识；第2章为Simulink仿真入门；第3章为电力系统元件模型及模型库介绍；第4章为MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例；第5章为MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例；第6章为MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例；第7章为MATLAB在微机继电保护中的应用实例；第8章为MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例；第9章为MATLAB在风力发电技术中的应用仿真。

第1章 概述 1

1.1 电力系统常用仿真软件简介 1

1.2 MATLAB/SIMULINK概述 2

1.2.1 MATLAB/SIMULINK发展简史 2

1.2.2 MATLAB/SIMULINK产品分类 5

1.2.3 MATLAB/SIMULINK的特点 7

1.3 简单电路演示 9

习题 15

第2章 MATLAB编程基础 16

2.1 MATLAB的工作环境 16

2.1.1 MATLAB程序主界面 16

2.1.2 文本编辑窗口 20

2.2 MATLAB语言的基本元素 21

2.2.1 变量 21

2.2.2 赋值语句 21

2.2.3 矩阵及其元素的表示 23

2.3 矩阵的MATLAB运算 27

2.3.1 矩阵的代数运算 27

2.3.2 矩阵的关系运算 30

2.3.3 矩阵的逻辑运算 31

2.4 MATLAB的程序流程控制 32

2.4.1 循环控制结构 32

2.4.2 条件转移结构 33

2.5 M文件的编写 34

2.5.1 命令文件 34

2.5.2 函数文件 37

2.6 MATLAB的图形绘制 39

2.6.1 二维图形的绘制 40

2.6.2 三维图形的绘制 47

2.6.3 图形对象属性设置 50

2.7 MATLAB编程仿真与应用 52

2.7.1 简单电路仿真中的应用 52

2.7.2 电力信号分析处理中的应用 55

习题 56

第3章 SIMULINK应用基础 59

3.1 SIMULINK仿真环境 59

3.1.1 SIMULINK模块库浏览器 59

3.1.2 SIMULINK仿真平台 60

3.2 SIMULINK的基本操作 62

3.2.1 模块及信号线的基本操作 62

3.2.2 系统模型的基本操作 64

3.2.3 子系统的建立与封装 64

3.3 SIMULINK系统建模 70

3.4 SIMULINK运行仿真 74

3.4.1 运行仿真过程 74

3.4.2 仿真参数的设置 75

3.4.3 示波器的使用 77

3.5 SIMULINK模块库 80

3.5.1 标准SIMULINK模块库 80

3.5.2 电力系统模块库 81

3.6 SIMULINK系统仿真应用 83

3.6.1 一般控制系统中的仿真应用 83

3.6.2 简单电路系统中的仿真应用 86

习题 90

第4章 电力系统主要元件等效模型 92

4.1 同步发电机模型 92

4.1.1 同步发电机等效电路 92

4.1.2 简化同步电机模块 93

4.1.3 同步电机模块 97

4.2 电力变压器模型 106

4.2.1 三相变压器等效电路 106

4.2.2 双绕组三相变压器模块 107

4.2.3 互感线圈 115

4.2.4 其它 116

4.3 输电线路模型 116

4.3.1 输电线路等效电路 117

4.3.2 RLC串联支路模块 117

4.3.3 PI型等效电路模块 118

4.3.4 分布参数线路模块 119

4.4 负荷模型 125

4.4.1 静态负荷模块 125

4.4.2 三相动态负荷模块 126

4.4.3 异步电动机模块 126

4.4.4 直流电机模块 133

习题 136

第5章 电力电子电路仿真分析 138

5.1 电力电子开关模块 138

5.1.1 二极管模块 139

5.1.2 晶闸管模块 141

5.1.3 可关断晶闸管模块 145

5.1.4 电力场效应晶体管模块 148

5.1.5 绝缘栅极双极性晶体管模块 152

5.1.6 理想开关模块 156

5.2 桥式电路模块 160

5.2.1 三电平桥式电路模块 160

5.2.2 通用桥式电路模块 163

5.3 驱动电路模块 168

5.3.1 同步6脉冲发生器 168

5.3.2 同步12脉冲发生器 172

5.3.3 PWM脉冲发生器 178

习题 184

第6章 电力系统稳态与暂态仿真 187

6.1 Powergui模块 187

6.1.1 主窗口功能简介 187

6.1.2 稳态电压电流分析窗口 189

6.1.3 初始状态设置窗口 190

6.1.4 潮流计算和电机初始化窗口 191

6.1.5 LTI视窗 192

6.1.6 阻抗依频特性测量窗口 193

6.1.7 FFT分析窗口 194

6.1.8 报表生成窗口 196

6.1.9 磁滞特性设计工具窗口 196

6.1.10 计算RLC线路参数窗口 198

6.2 电力系统稳态仿真 199

6.2.1 连续系统仿真 199

6.2.2 离散系统仿真 204

6.2.3 相量法仿真 208

6.3 电力系统电磁暂态仿真 209

6.3.1 断路器模块 209

6.3.2 暂态仿真分析 214

6.4 电力系统机电暂态仿真 219

6.4.1 输电系统的描述 220

6.4.2 单相故障 222

6.4.3 三相故障 223

习题 223

第7章 高压电力系统的电力装置仿真 227

7.1 输电线路串联电容补偿装置仿真 227

7.1.1 系统描述 227

7.1.2 初始状态设置和稳态分析 230

7.1.3 暂态分析 231

7.1.4 频率分析 234

7.1.5 母线B2故障时的暂态分析 236

7.2 基于晶闸管的静止无功补偿装置仿真 238

7.2.1 系统描述 239

7.2.2 SVC的稳态和动态特性 241

7.2.3 TSC1换相失败的仿真 243

7.3 基于GTO的静止同步补偿装置仿真 244

7.3.1 系统描述 244

7.3.2 STATCOM的稳态和动态特性 247

7.4 基于晶闸管的HVDC系统仿真 249

7.4.1 系统描述 249

7.4.2 直流和交流系统的频率响应 252

7.4.3 系统启/停的稳态和阶跃响应 253

7.4.4 直流线路故障 254

7.4.5 逆变器交流侧a相接地故障 255

7.5 基于VSC的HVDC系统仿真 256

7.5.1 系统描述 256

7.5.2 动态特性仿真 260

第8章 定制模块 263

8.1 定制非线性模块 263

8.1.1 非线性电感模块 263

8.1.2 定制非线性电阻元件 271

8.1.3 定制模块库 274

8.2 S函数的编写及应用 275

8.2.1 S函数模块 275

8.2.2 S函数的编写 276

附录A SIMULINK仿真平台菜单栏 285

附录B SIMULINK仿真平台工具栏 288

附录C SIMULINK模块库 290

附录D SimPowerSystems模块库 300

参考文献 311 2100433B