【正文】 點擊 Edit,選擇下拉菜單中的 Axes Properties,即可修改圖形的背景顏色和波形的顏色等其它屬性：選擇下拉菜單中的Copy Figure,即把整個波形圖和坐標(biāo)復(fù)制成功，只需在建立的文檔中粘貼即可。figure39。menubar39。on39。ShowHiddenHandles39。 23 MATLAB 保存圖形 （ 1） 模型圖的保存 模型圖建立完后，點擊 Edit,出現(xiàn)下拉菜單，選擇 Copy Model To Clipboard,就將模型圖復(fù)制成功了，在建立的文檔中粘貼即可。 PSB 庫提供了電力系統(tǒng)仿真通用的原件和裝置，包括 RLC 支路和負(fù)載、變壓器、傳輸線、避雷器、電機(jī)、電力電子裝置等。它為電路、電力電子系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電、輸變電系統(tǒng)和配電計算提供了強(qiáng)有力的解決方法，尤其是當(dāng)設(shè)計開發(fā)內(nèi)容涉及控 制系統(tǒng)設(shè)計時，優(yōu)勢更為突出。 SimPowerSystems 庫是 SIMULINK 下面的一個專用模塊庫，是在 SIMULINK 環(huán)境下進(jìn)行電力、電子系統(tǒng)建模和仿真的先進(jìn)工具。 （ 6）交互式的仿真分析。根據(jù)需要，各種模塊可以組織成若干子系統(tǒng)。 SIMULINK 的求解器能確保連續(xù)系統(tǒng)或離散系統(tǒng)的仿真高速、準(zhǔn)確的進(jìn)行。 （ 4）快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行設(shè)計模擬。 （ 3）增添定制模塊元件和用戶代碼。利用 SIMULINK 可視化的建模方式，可迅速地建立動態(tài)系統(tǒng)的框圖模型。 SIMULINK 是一種圖形化的仿真工具，用于對動態(tài)系統(tǒng)建模和控制規(guī)律的研究制定， SIMULINK 幾乎可分析任何一種類型的真實動態(tài)系統(tǒng)。依托 SIMULINK 強(qiáng)健的仿真能力，用戶在原型機(jī)制造之前就可建立系統(tǒng)的模型，從而評估設(shè)計并修補(bǔ)瑕疵。 22 SIMULINK 是一種強(qiáng)有力的仿真工具，它能讓使用者在圖形方式下以最小的代價來模擬真實動態(tài)系統(tǒng)的運行。該軟件有兩個特別明顯的功能：仿真與鏈接。MATLAB 將數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理、圖形功能和系統(tǒng)仿真融為一體，使用戶在易學(xué)易用的環(huán) 境中解決問題，如同書寫數(shù)學(xué)公式一樣，避免了傳統(tǒng)的復(fù)雜專業(yè)編輯。 MATLAB 是美國 MATH WORK 公司 1984 年開始推出的一種簡潔的工程計算語言，它是以矩陣計算為基礎(chǔ)，把計算、可視化、程序設(shè)計融合到一個交互的工作環(huán)境中。 20 世紀(jì) 70 年代后期，時任美國新墨西哥大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系主任的 Cleve Moler 教授為減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)，為學(xué)生設(shè)計一組調(diào)用 LLINPACK 庫程序的“通俗易用”的接口，此即用 Fortran編寫的萌芽狀態(tài)的 MATLAB。 以上各個電力系統(tǒng)仿真軟件的結(jié)構(gòu)和功能不同，它們各自的應(yīng)用領(lǐng)域也有所側(cè)重。使用多層印刷線路板的自動布線，可實現(xiàn)高密度 PCB 的 100%布通率。它較早在國內(nèi)使用，普及率最高，有些高校的電路專業(yè)還專門設(shè)有 Protel 課程，幾乎所有的電路公司都要用到它。它的很多功能模仿了 SPICE 的設(shè)計，但分析功能比 PSPICE稍少一些。但它對模擬電路的混合仿真功能卻十分強(qiáng)大，幾乎 100%地仿真出真實電路的結(jié)果，并且它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號發(fā)生器、 21 掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器和電壓表、電流表等儀器儀表。 （ 3） EWB（ Electronic Workbench）軟件是 Interactive ImageTechnologies Ltd 在20 世紀(jì) 90 年代初推出的電路仿真軟件。它可以進(jìn)行各種各樣的電路仿真、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數(shù)據(jù)輸出，并在同一窗口同時顯示模擬與數(shù)字的仿真結(jié)果?，F(xiàn)在用得較多的是 ，可以說在同類產(chǎn)品中，它是功能最為強(qiáng)大的模擬和數(shù)字電路混合仿真 EDA 軟件，在國內(nèi)普遍使用。 （ 2） SPICE（ Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是由美國加州大學(xué)推出的電路分析仿真軟件，是 20 世紀(jì) 80 年代世界上應(yīng)用最廣的電路設(shè)計軟件，1998 年被定為美國國家 標(biāo)準(zhǔn)。 MATLAB 產(chǎn)品族被廣泛地應(yīng)用于信號與圖像處理、控制系統(tǒng)設(shè)計、通訊系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。它具有數(shù)據(jù)采集、報告生成和 MATLAB 語言編程產(chǎn)生獨立C/C++代碼等功能。目前，國際上有多種電力系統(tǒng)分析軟件包，在各國電力系統(tǒng)的實踐和研究中發(fā)揮了很大的作用。此外，還可用于教學(xué)和培訓(xùn)。從電壓圖、轉(zhuǎn)速圖和功角圖著手分析是否能夠提高暫態(tài)穩(wěn)定。 由圖 1 可得 MATLAB 單機(jī)無窮大仿真模型可能用到的模塊： PSB 電力系統(tǒng)工具箱： 1） Electrical Sources 中的 ThreePhase Source（ 三相電源 ） 模塊 2） Elements 中的 ThreePhase Parallel RLC Load（ 三相負(fù)載 RLC并聯(lián) ） 模塊 用來仿真輸電線路， 和 Ground（ 交流接地 ） 模塊 ， ThreePhase Fault （ 三相故障整流器 ）模塊 用來仿真短路故障 ， ThreePhase Transformer（ Two Windings）（ 三相變壓器繞組 ）模塊 用來仿真變壓器， 3） Machines 里 Synchronous Machine pu Standard（ 標(biāo)么標(biāo)準(zhǔn)同步電機(jī) ） 模塊用來仿真同步發(fā)電機(jī) （ 2）設(shè)置仿真參數(shù) （ 3）進(jìn)行動態(tài)仿真 增加提高暫態(tài)穩(wěn)定的模型，分別 進(jìn)行快速切除故障，變壓器中性點經(jīng)小電阻接地，改變強(qiáng)勵倍數(shù)，記錄結(jié)果。 單機(jī) — 無窮大系統(tǒng)認(rèn)為功率無窮大，頻率恒定，電壓恒定，是工程上最常用的手段，也是電力系統(tǒng)模擬仿真最簡單、最基本的的運行方式，即對現(xiàn)實進(jìn)行近似處理，以簡化模型，更有利于得出結(jié)論，簡化計算過程。 以上三種方法，都是利用當(dāng)發(fā)生故障電磁功率減小時，通過減少原動機(jī)輸出的機(jī)械功率減少作用在轉(zhuǎn)子上的剩余功率，提高其 暫態(tài)穩(wěn)定性。 2） 聯(lián)鎖切機(jī)，即在切除故障的同時，聯(lián)鎖切除送端發(fā)電廠中的一臺或兩臺發(fā)電機(jī)。增加了發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率，減小了轉(zhuǎn)子的不平衡功率，提高了暫態(tài)穩(wěn)定性。 5）強(qiáng)行勵磁 一般的發(fā)電機(jī)自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)都具有強(qiáng)行勵磁裝置。因此，要通過認(rèn)真計算后，確定出合適的制動電阻數(shù)值。欠制動時，制動電阻太大，會使制動作用 不足，系統(tǒng)照樣失步；過制動時，制動電阻太小，發(fā)電機(jī)雖在第一次振蕩中沒有失步，但在故障切除和切除制動電阻之后的第二次振蕩中失步了。 圖 35 電氣制動功角特性圖 制動電阻的大小及其投切時間對電氣制動提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性作用的發(fā)揮非常 18 重要。那么，從圖 35 中易得，無電氣制動時，加速面積是 dabcA1，減速面積是 edgfA ；有電氣制動時，加速面積是 abcdA ，減速面積仍然是 edgfA 。 17 圖 33 電氣制動接線圖 R G R 圖 34 制動電阻接入方式 圖 35 用等面積定則來說明電氣制動的作用。投入的電阻稱之為制動電阻。對典型系統(tǒng)計算表明，電阻值以 4%（以變壓器額定容量為基準(zhǔn)）左右為宜。 如何選擇中性點接地電阻值，是應(yīng)用中的一個重要問題。對于中性點直接接地的電力系統(tǒng)，為了提高接地短路（兩相短路接地、單相接地）時的暫態(tài)穩(wěn)定，變壓器中性點可經(jīng)過小電阻再接地。 3）變壓器中性點經(jīng)小阻抗接地： 電壓器中性點經(jīng)小電阻接地只對接地短路起作用。應(yīng)該指出的是，切除故障時間是繼電保護(hù)裝置動 作時間和開關(guān)接到跳閘脈沖到觸頭分開后電弧熄滅為止的時間總和。當(dāng)然，不成功的重合閘，則不利于系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。 沒有重合閘 重合閘成功 圖 31 自動重合閘對暫態(tài)穩(wěn)定的影響 電力系統(tǒng)中瞬時性短路故障比例很大，重合閘成功率可達(dá)到 90%以上。當(dāng)線路不重合時，系統(tǒng)不能保持暫態(tài)穩(wěn)定。自動重合閘成功，對暫態(tài)穩(wěn)定和事故后的靜態(tài)穩(wěn)定，都有很好的作用。這時，如果再把線路重新投入系統(tǒng)，它便能繼續(xù)正常工作。 （ 1）增加發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率的方法主要有以下幾種： 1）自動重合閘裝置：重合閘成功可以增加減速面積，從而提高暫態(tài)穩(wěn)定。因此，提高暫態(tài)穩(wěn)定，應(yīng)從減小發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的不平衡功率、減小轉(zhuǎn)子相對加速以及減少轉(zhuǎn)子相對動能變化量等方面著手。其存在的主要問題是如何合理選擇有限數(shù) 量的樣本構(gòu)成樣本集，以便概括引出所需結(jié)果。為了對某一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型賦予特定的功能，必須經(jīng)歷學(xué)習(xí)和記憶兩個階段。人工網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最基本的功能是分類和聯(lián)想，某一特定的功能是由網(wǎng)絡(luò)中各連接系數(shù)及各神經(jīng)元的激活函數(shù)決定的。 ANN 是通過模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（人腦）所具有的大規(guī)模并行處理、分布式存儲、強(qiáng)的容錯性、聯(lián)想能力、自組織和學(xué)習(xí)能力等。 目前，專家系統(tǒng)的理論與技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但許多明顯的缺陷也日益顯露出來，如知識自動獲取的困難、自學(xué)能力差等。 2） 專家系統(tǒng)法 電力系統(tǒng)運行中的很多問題，或由于計算量太大，或由于缺乏完 善的數(shù)學(xué)模型，或由于缺乏必要的狀態(tài)量，使單純的數(shù)值方法難以勝任或不能滿足實時要求。 模式識別法的優(yōu)點是計算速度很快，其存在的主要問題是如何合理選擇樣本集和識別函數(shù)，以保證足夠的精度。然后，將待分析的電力系統(tǒng)實時運行狀態(tài)的特征送入分類器，即可“識別”該運行狀態(tài)是暫態(tài)穩(wěn)定的，還是不穩(wěn)定的。目前，人工智能方法主要有：模式識別、專家系統(tǒng)法、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)法。所以，加速度法只是一個經(jīng)驗性的粗略方法，現(xiàn)在一般將它作為判別候選臨界機(jī)群的“過濾器”。但由于機(jī)組失穩(wěn)模式的復(fù)雜性，在故障初始時加速度最大的機(jī)組不一定失穩(wěn)，因此要對 臨界機(jī)組群進(jìn)行修正。其誤差的原因就在于忽略了群際能量與群內(nèi)能量之間的轉(zhuǎn)化。各群的群內(nèi)能量與群際能量之間不會產(chǎn)生能量交換。 EEAC 法引入如下假設(shè)： ski ??? ?? ， Ski ??, alj ??? ?? ， Aki ??, 式中： S 代表臨界機(jī)群： A 代表剩余機(jī)群。下面簡單介紹其中幾種方法 1） 擴(kuò)展等面積法（ EEAC）是由我國學(xué)者薛禹勝博士于 1986 年提出來的，此方法將現(xiàn)代電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的思想與古典的等面積定則結(jié)合，具有快速、直觀的特點。 直接法的分支結(jié)構(gòu)分為復(fù)雜模型和經(jīng)典模型兩種。在確定穩(wěn)定域方面，涉及了故障的實際軌跡和轉(zhuǎn)移電導(dǎo)的影響，并構(gòu)造 13 了一個更能反映系統(tǒng)物理性的暫態(tài)能量函數(shù)，極大地克服了早期直接法的保守性。由于這些問題未得到解決，直接法的發(fā)展一度處于低潮。其中，在忽略轉(zhuǎn)移電導(dǎo)的情況下，采用波波夫準(zhǔn)則構(gòu)造的 Lure 型比 Lyapunuov 函數(shù)得到較大發(fā)展，但由于在確定臨界切除時間過于保守，在模型方面，由于采用經(jīng)典模型，負(fù)荷以恒定阻抗表示，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)化簡時，負(fù)荷阻抗被吸收到導(dǎo)納矩陣中。 （ 2）直接法 直接法在電力系統(tǒng)的應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 50 年代末期，早期引入電力系統(tǒng)中的等面積定則也屬于直接法的一種。此法在計算方法上要求并行發(fā)電機(jī)方程、控制器方程及網(wǎng)絡(luò)方程，對中等規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的仿真可達(dá)到實時的效果。時域仿真 法具有數(shù)學(xué)模型詳盡、能提供系統(tǒng)狀態(tài)變量隨時間相應(yīng)的特點，所以適應(yīng)于各種復(fù)雜模型和各種復(fù)雜擾動方式，但是計算量大、耗費機(jī)時、不適應(yīng)于實時穩(wěn)定控制，并且不能提供系統(tǒng)穩(wěn)定程度的信息。時域法是將電力系統(tǒng)各元件模型根據(jù)元件拓?fù)潢P(guān)系形成全系統(tǒng)模型，這是一組聯(lián)立的微分方程組和代數(shù)方程組，然后以穩(wěn)態(tài)工況或潮流解為初值，求擾動下的數(shù)值解，即逐步求得系統(tǒng)狀態(tài)量和代數(shù)量隨時間的變化曲線，并根據(jù)發(fā)電機(jī)功角值大于某一特定閥值來判別系統(tǒng)能否在大擾動后維持暫態(tài)穩(wěn)定運行。下面簡單介紹其中幾種。此外，不少學(xué)者將小波變換用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析，并取得了一定成果。也可以比較時間，由面積定則確定的極限切除角 lim?c? ，在 ??t? 上求出相對應(yīng)的極限切除時間 ct lim?ct ,系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的，反之是不穩(wěn)定的。 ? lim?c? c? 0? ct lim?ct t 圖 23 極限切除時間的確定 當(dāng)已知切除角 c? 時，可以由 ??t? 曲線上找出對應(yīng)的繼電保護(hù)和斷路器切除故障的時間 ct 。臨界角 ????? mcr PP0arc s in?? （ 29） 為了判斷系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，還 必須知道轉(zhuǎn)子抵達(dá)極限切除角所用的時間，即所謂切除故障的極限允許時間（簡稱為極限切除時間 lim?ct ）。這個角度稱為極限切除角 lim?c? 。這就有可能使原來不能保持暫態(tài)穩(wěn)定的系統(tǒng)變成能保持暫態(tài)穩(wěn)定了。顯然，最大可能的減速面積大于加速面積，是保持暫態(tài)穩(wěn)定的條件。如果這塊面積的數(shù)值比加速面積 abceA 小，發(fā)電機(jī)將失去同步。式 (24)也可