【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 張森， 仿真技術(shù)主導(dǎo)實(shí)例應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[2] 鐘麟，王峰. MATLAB 仿真技術(shù)與應(yīng)用教程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2022.[3] 張葛祥，李娜. MATLAB 仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2022.[4] 薛定宇， MATLAB/SIMULINK 的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2022.[5] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.[6] Li Weibo,Mao Chengxiong,Lu of the virtual instrumentation applied to measure pulsed heavy currents. IEEE Transaction on Instrumentation amp。感謝電氣信息學(xué)院的所有授課老師，你們使我終身受益。這篇論文從調(diào)研報(bào)告、資料查找、修改到最后的定稿，如果沒有劉老師的心血，尚不知以何等糟糕的面目出現(xiàn)，我很自豪有這樣的一位老師，他值得我感激和尊敬。但是無論多么蹩腳的演員，無論臺(tái)下有多少觀眾，即使只說給自己聽，在他謝幕時(shí)也總要感激一些人，是這些人幫助他走上舞臺(tái)，成功或者不那么成功的“演出”。如果把這種單調(diào)的生活看作一場(chǎng)場(chǎng)循環(huán)的演出，那么我只是一個(gè)安靜的演員?？墒倾皭澲?，總要說些什么。當(dāng)自己終于可以從找工作、畢業(yè)論文的壓力中解脫出來，長(zhǎng)長(zhǎng)的吁出一口氣時(shí)，我突然意識(shí)到，原來四年的大學(xué)生活已經(jīng)過去了，到了該告別的時(shí)候了。在發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，也發(fā)現(xiàn)了勵(lì)磁控制系統(tǒng)的需要改進(jìn)的地方，如：在遇到打擾動(dòng)情況下勵(lì)磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間過長(zhǎng)。，勵(lì)磁系統(tǒng)能夠快速動(dòng)作，在故障狀態(tài)時(shí)可以迅速?gòu)?qiáng)勵(lì)，將勵(lì)磁電壓迅速上升至頂值電壓，并通過再次或多次調(diào)解逐步使電壓恢復(fù)至穩(wěn)定值。，具有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。第四章 總結(jié)本文從勵(lì)磁控制系統(tǒng)的基本原理入手，介紹了勵(lì)磁控制系統(tǒng)各模塊的功能結(jié)構(gòu)，并通過利用MATLAB仿真軟件對(duì)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真模型的建立，同時(shí)考慮到勵(lì)磁控制系統(tǒng)仿真的重復(fù)性及操作的繁瑣性，本文還增加了MATLAB 中的POWERGUI模塊。IfddPe圖324 斷線（跳閘）故障時(shí)：Ifd, 和Pe仿真波形d如圖323所示為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化波形，在14s時(shí)由于斷路器斷開負(fù)荷減少，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)稍微提高，但當(dāng)斷路器合閘負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)減慢，而隨著勵(lì)磁控制系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，機(jī)端電壓偏差值得減小，同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也會(huì)相應(yīng)的變化，以適應(yīng)當(dāng)前的負(fù)荷。如圖322所示為機(jī)端電壓的仿真波形，在15s斷路器斷開時(shí)，由于負(fù)荷突然減少，電壓參考值會(huì)突然上升，25s處斷路器合閘，也就是在增加負(fù)荷時(shí)，電壓參考值會(huì)因?yàn)樨?fù)荷的增加而減小。斷線（跳閘）故障的實(shí)質(zhì)就是斷路器的分閘合閘，更具體一些就是投切負(fù)荷。雙擊3Phase Breaker元件，對(duì)該模塊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在Initial status of breakers欄選擇closed，選中Switching of phase A,B,C，在Transition time欄輸入[15,25]，在Sample time of the internal time欄輸入0，在Breakers resistance欄輸入 ，在Snubbers resistance欄輸入1e6，在Snubbers capacitance欄輸入inf。 斷線（跳閘）故障將Step元件參數(shù)設(shè)為初值，即在Step time欄輸入 0，在Initial value欄輸入0，在Final value欄輸入1，在Sample time輸入0。處系統(tǒng)發(fā)生機(jī)端電壓參考值階躍時(shí)只有功率角 有輕微的減小。圖320 機(jī)端電壓參考值階躍時(shí)：機(jī)端電壓仿真波形如圖320所示為同步發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓在發(fā)生機(jī)端電壓參考值階躍的波形，可見，在14s時(shí)，機(jī)端電壓發(fā)生階躍，電壓上升5%。通過以上的參數(shù)設(shè)置，得到了如下仿真波形：通過仿真波形可以看出，勵(lì)磁控制系統(tǒng)在發(fā)生機(jī)端電壓參考值階躍時(shí)的幾個(gè)重要參數(shù)的動(dòng)態(tài)狀況，根據(jù)設(shè)置以及波形可以看出，故障發(fā)生時(shí)間為14s處，機(jī)端電壓參考值上升5%，并且該故障持續(xù)到仿真結(jié)束。圖318 三相短路故障時(shí)：Ifd, 和Pe仿真波形d 機(jī)端電壓參考值階躍將3Phase Fault元件移出仿真電路，雙擊Step元件，對(duì)該元件參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。圖317 三相短路故障時(shí)：同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓仿真波形阻尼繞組電流Ifd、功率角 和功率Pe，同樣，在第15s處系統(tǒng)發(fā)生升壓變壓器出線d端三相短路時(shí)產(chǎn)生了劇烈的變化。在故障消除后，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)的時(shí)延并不能使電壓直接恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速W 在遭遇升壓變壓器出線端短路時(shí)，出現(xiàn)很強(qiáng)烈的振蕩，但振蕩的幅值隨著勵(lì)磁系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)逐漸降低，并且趨于穩(wěn)定。雙擊3Phase Fault元件，對(duì)該元件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在Fault resistances欄輸入 1e3，在 Ground resistance欄輸入 1e3，在Transition time欄輸入[15,]，在Transition status欄輸入[1,0]，在Snubbers resistance欄輸入1e4，在Sample time of the internal timer欄輸入0，在Snubbers Capacition欄輸入inf ，選中Phase A,B,C Fault以及 Ground Fault。輸入仿真時(shí)間，在Start time欄輸入0，在Stop time欄輸入30，即仿真時(shí)間設(shè)置為30s。仿真時(shí)間設(shè)置。利用其中“Load Flow and Machine Initialization”選項(xiàng)來運(yùn)行新的負(fù)荷，得出原動(dòng)機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)和同步發(fā)電機(jī)在此負(fù)荷下的穩(wěn)態(tài)值。MATLAB針對(duì)上述問題提供了有效的解決方法。 MATLAB/SIMULINK仿真初值設(shè)置利用MATLAB進(jìn)行勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真時(shí)，為了保證仿真從穩(wěn)定狀態(tài)下開始運(yùn)行，必須正確設(shè)定系統(tǒng)的初始參數(shù)?？梢允褂胦del5s進(jìn)行仿真，可使結(jié)果輸出正常。由于本論文論述的仿真模型中含有電機(jī)類的剛性系統(tǒng)，一般對(duì)同步電機(jī)仿真，算法ode23tb使用得較為普遍。MATLAB針對(duì)剛性系統(tǒng)——系統(tǒng)的特征值相差很大。各種算法指令的特點(diǎn)如表31所示。在Simulation菜單中的“Configuration Parameters”選項(xiàng)下選擇 Solver進(jìn)行設(shè)置。算法和精度選擇的不適合，將使仿真結(jié)果偏離理論與實(shí)際，出現(xiàn)仿真圖像不連續(xù)或者發(fā)散的情況，很可能令仿真難以進(jìn)行，甚至被系統(tǒng)自動(dòng)中斷。圖315 勵(lì)磁系統(tǒng)Simulink仿真模型在這個(gè)仿真系統(tǒng)中，重點(diǎn)模擬了同步發(fā)電機(jī)在大擾動(dòng)下的暫態(tài)過程的運(yùn)行特性：（1）在15s處，升壓變壓器出線端短路，；（2）在14s處，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓參考值階躍5%；（3）在15s處，交流雙回線的其中一條發(fā)生斷線（跳閘）故障。（3）在Simulink 的SimPowerSystems模塊庫(kù)中，打開Elements模塊庫(kù)，選中3phase Transformer功能模塊，并命名為 Threephase Transformer 1200MVA 24kV/110kV，分別設(shè)定它的容量，頻率，一次繞組和副方繞組電壓、電阻和電感參數(shù)、變壓器的磁化電阻和磁化升壓電抗參數(shù)，如圖314所示，其原方電壓為24kV，副方電壓為110kV，因?yàn)樗鼮槿嗌龎鹤儔浩鳌?其余模塊設(shè)置（1）在Simulink 的SimPowerSystems模塊庫(kù)中，選擇Machine中的Machines Measurement Demux項(xiàng)，其中Machine type選項(xiàng)，將選定Ifd，Stator voltages，Rotor speed， Electric power，Load angle，output active power等六項(xiàng)變量作為測(cè)量變量。將Load Flow initial condition欄置為Auto。將Active +008。V Generator。點(diǎn)擊Load Flow and Machine Initialization選項(xiàng)，在彈出屬性參數(shù)窗口，Machines 列表中將顯示名為Synchronous Machine 1110MVA 24kV的電動(dòng)機(jī)。將Units欄設(shè)置為Peak values，將 Frequency欄設(shè)置為50，將Measurements選項(xiàng)打勾。首先，點(diǎn)擊SimPowerSystems菜單欄，便可以看到Powergui模塊，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊該模塊，選擇將該模塊添加進(jìn)項(xiàng)目。 POWERGUIPOWERGUI模塊（Power graphical user interface，電力圖形讀者界面），是一種用于電路和系統(tǒng)分析的圖形讀者界面。接著，再?gòu)?fù)制該模塊，它與3Phase Breaker 模塊相接。圖310 無窮大子系統(tǒng) 輸電線路設(shè)置 由于輸電線路有兩段，一段介于3Phase Breaker模塊與無窮大子系統(tǒng)之間，另外一段介于3phase Transformer模塊與無窮大子系統(tǒng)之間，他們的調(diào)用方法和參數(shù)設(shè)置時(shí)一樣的。圖 39 Load 500MW的電阻性負(fù)載的重要參數(shù)特將3phase Source模塊（名為12022MVA 110kV）與3phase parallel RLC load模塊（名為L(zhǎng)oad 500MW），封裝成一個(gè)子系統(tǒng)，命名為無窮大子系統(tǒng)，如圖310所示。 無窮大電網(wǎng)模型首先，在SimPowerSystems模塊庫(kù)的Source 中，選一個(gè) 3phase Source功能模塊，命名為12022MVA 110kV，其關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置方法如圖38所示。圖 37 Synchronous Machine 模塊的屬性參數(shù)選擇該元件，并命名為 Synchronous Machine 1110MVA 24KV；雙擊元件圖標(biāo)，對(duì)同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。同步電機(jī)模型如圖 36:圖 36 MATLAB 中同步發(fā)電機(jī)的模型整個(gè)模型被封裝成兩個(gè)輸入端口、三個(gè)輸出端口和一個(gè)測(cè)量端口。 同步發(fā)電機(jī)的模型在 MATALB／SIMULINK 庫(kù)里打開 SimPowerSystems／Machines ，即可選擇需要的同步電機(jī)模型，一般有 PU