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第1章 MATLAB基础知识1

1.1 MATLAB简介1

1.1.1 概述1

1.1.2 MATLAB安装与运行2

1.2 MATLAB工作环境3

1.3 MATLAB的通用命令8

1.4 MATLAB的计算基础10

1.4.1 MATLAB的预定义变量10

1.4.2 常用运算和基本数学函数10

1.4.3 数值的输出格式12

1.5 基本赋值和运算13

1.6 MATLAB程序设计基础15

1.7 MATLAB的绘图功能19

第2章 Simulink仿真入门24

2.1 Simulink基本操作24

2.1.1 运行Simulink24

2.1.2 Simulink模块库26

2.1.3 Simulink模块的操作28

2.2 运行仿真及参数设置简介34

2.2.1 运行仿真34

2.2.2 仿真参数设置简介34

2.3 创建模型的基本步骤及仿真算法简介38

2.3.1 创建模型的基本步骤38

2.3.2 仿真算法简介39

2.4 子系统及其封装40

2.4.1 创建子系统40

2.4.2 封装子系统41

第3章 电力系统元件模型及模型库介绍47

3.1 同步发电机数学模型47

3.1.1 同步发电机电气部分数学模型47

3.1.2 同步发电机机械部分数学模型48

3.1.3 基于电气原理图的同步电机数学模型48

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56

3.2.1 变压器数学模型56

3.2.2 基于电气原理图的变压器数学模型56

3.3 输电线路模型59

3.3.1 输电线路的等效电路59

3.3.2 基于电气原理图的输电线路数学模型60

3.4 负荷模型62

3.4.1 负荷的数学模型63

3.4.2 基于电气原理图的负荷模型64

3.5 电力图形用户分析界面（Powergui）模块68

3.5.1 Powergui模块主窗口介绍68

3.5.2 稳态电压电流分析窗口70

3.5.3 初始状态设置窗口71

3.5.4 潮流计算和电机初始化窗口72

3.5.5 LTI视窗73

3.5.6 阻抗依频特性测量视窗73

3.5.7 FFT分析窗口75

3.5.8 报表生成窗口76

3.5.9 磁滞特性设计工具窗口76

3.5.10 计算RLC线路参数窗口78

第4章 MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例80

4.1 MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例80

4.1.1 MATPOWER的安装80

4.1.2 MATPOWER的主要技术规则81

4.1.3 MATPOWER应用举例85

4.2 Powergui在简单电力系统潮流计算中的应用实例88

4.2.1 电力系统元件的模型选择88

4.2.2 模型参数的计算及设置90

4.2.3 计算结果及比较92

第5章 MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例95

5.1 无穷大功率电源供电系统三相短路仿真95

5.1.1 无穷大功率电源供电系统三相短路的暂态过程95

5.1.2 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建96

5.1.3 仿真结果及分析101

5.2 同步发电机突然短路的暂态过程仿真103

5.2.1 同步发电机突然三相短路暂态过程简介103

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104

5.3 小电流接地系统中的单相接地仿真110

5.3.1 小电流接地系统中的单相接地故障特点简介111

5.3.2 小电流接地系统仿真模型构建111

5.3.3 仿真结果及分析116

第6章 MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例120

6.1 简单电力系统的暂态稳定性仿真分析120

6.1.1 电力系统暂态稳定性简介120

6.1.2 简单电力系统的暂态稳定性计算与仿真123

6.2 简单电力系统的静态稳定性仿真分析131

6.2.1 电力系统静态稳定性简介131

6.2.2 简单电力系统的静态稳定性计算132

6.2.3 简单电力系统的静态稳定性仿真133

第7章 MATLAB在微机继电保护中的应用实例140

7.1 简单数字滤波器的MATLAB辅助设计实例140

7.1.1 减法滤波器（差分滤波器）简介140

7.1.2 减法滤波器设计分析举例141

7.2 微机继电保护算法的MATLAB辅助设计144

7.2.1 基于正弦函数模型的微机继电保护算法144

7.2.2 全波傅里叶算法147

7.3 输电线路距离保护的建模与仿真152

7.3.1 方向阻抗继电器的数学模型153

7.3.2 方向阻抗继电器的仿真模型155

7.3.3 仿真结果158

7.4 Simulink在变压器微机继电保护中的应用举例159

7.4.1 变压器仿真模型构建160

7.4.2 变压器空载合闸时励磁涌流的仿真162

7.4.3 变压器保护区内、外故障时比率制动的仿真165

7.4.4 变压器绕组内部故障的简单仿真167

7.5 输电线路故障行波仿真举例168

7.5.1 行波的基本概念169

7.5.2 输电线路故障行波仿真模型的构建171

7.5.3 输电线路故障行波的提取171

7.5.4 仿真结果173

第8章 MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例176

8.1 高压直流输电系统的仿真实例177

8.1.1 HVDC系统的基本结构与工作原理177

8.1.2 HVDC系统的仿真模型描述178

8.1.3 HVDC系统的调节特性182

8.1.4 HVDC系统的起停和阶跃响应仿真183

8.1.5 HVDC系统直流线路故障仿真185

8.1.6 HVDC系统交流侧线路故障仿真186

8.2 静止无功补偿器（SVC）的仿真实例188

8.2.1 SVC的基本结构与工作原理189

8.2.2 Simulink中的SVC模块介绍190

8.2.3 SVC系统的仿真模拟192

8.3 晶闸管控制串联电容器（TCSC）的仿真实例195

8.3.1 TCSC的基本原理与数学模型简介195

8.3.2 Simulink中的TCSC模块介绍196

8.3.3 利用TCSC提高系统输电容量的仿真模拟198

8.3.4 TCSC对系统暂态稳定性影响的仿真模拟199

第9章 MATLAB在风力发电技术中的应用仿真206

9.1 定速风电机组的仿真实例207

9.1.1 定速风电机组的工作原理207

9.1.2 定速风电机组的模型仿真208

9.2 双馈变速风电机组的仿真实例214

9.2.1 基于双馈感应发电机的变速风电机组的工作原理215

9.2.2 双馈变速风电机组的模型仿真215

参考文献224