原创《基于MATLAB输电线路故障行波仿真》：本论文为您写行波毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
摘 要：为了便于对输电线路故障行波的学习和研究,提出了基于MATLAB的输电线路故障行波仿真方法.介绍了线路故障行波的提取方法,建立了基于分布参数模型的输电线路故障行波仿真平台,应用该平台和MATLAB编程实现了对输电线路故障的仿真以及故障行波的提取.
关键词：行波；MATLAB；仿真平台；分布参数
当线路发生故障时,电力系统中运行着电压和电流行波,这些暂态故障行波中含有故障方向、故障距离等丰富的故障信息.为了电力系统运行的稳定性和安全性,需要快速找到故障点发生的位置和时间,从而及时恢复电力系统的运行,而输电线路故障行波的性能可以更好的优化电力系统的配置,最大程度的减小因故障造成的经济损失.
1 输电线路故障行波仿真平台的构建
MATLAB是当前国际认可的优秀科技应用软件,它的功能覆盖面非常大,可以广泛应用在各行各業.
首先打开MATLAB,单击界面工具栏中的SIMULINK图标,窗口即会显示一个simulink libarary browser窗口,在matlab菜单命令中选择file-new-model,可弹出simulink模型库窗口.此仿真模型是由3个电源和4段分布参数输电线构成的一个环形电网,从模型库中选择三相电压电流测量模块、三相线路故障模块、三相电压源、示波器、分布参数仿真线和各种元器件模块,对它们进行拖拽放置在当前仿真平台窗口上.用输电线连接好各个模块即可构成仿真模型图如图1所示.
在图1中,模型电源采用的是“three-phase soure”模型,三相电源E1、E2和E3的电势初位差分别设置为0°、30°和60°.输电线路仿真模块采用“Distributed Parameters Line”分布参数模型,线路line1、line2、line3和line4的长度分别设置为100km、100km、150km和260km,打开它们的参数选项,把相数设置为3,线路频率设置为50HZ,单位长度的电阻值为0.021Ω,电感值为0.0009 L.
2 基于仿真平台的正反向行波的提取
依据图1的仿真模型对线路进行仿真可得到一个三相电压、电流数据文件xingbo.mat.选取一段故障时间内的三相电压值、电流值,减去故障前的数值,可得到三相电压、电流的暂态量,将这个数值进行Clarke数量变换后可计算出正向行波和反向行波的数值分量.由以上过程运用MATLAB语言编写程序可求出正向行波和反向行波的数值分量,设置模型在0.035s时发生故障,故障分量设置故障后的0.035s～0.039s和故障前的0.015s～0.019s的差值,利用下列程序可绘制出相应的波形图.
load xingbo.mat；
m等于n’；
ua等于m（3501：3900,2）-m（1501：1900,2）；
ia等于m（3501：3900,5）-m（1501：1900,5）；
ub等于m（3501：3900,3）-m（1501：1900,3）；
ib等于m（3501：3900,6）-m（1501：1900,6）；
uc等于m（3501：3900,4）-m（1501：1900,4）；
ic等于m（3501：3900,7）-m（1501：1900,7）；
Q等于1/3*[ 2 -1 -1
0 sqart（3） -sqrt（3）
1 1 1]；
Um1等于Q（1,：）*[ua ub uc]’；
Im1等于Q（1,：）*[ia ib ic]’；
Lm1等于0.8984e-3；
Cm1等于12.94e-9；
Zcm1等于sqrt（Im1/Cm1）；
Uf等于（Um1+Um1*Zcm1）；
Ur等于（Um1-Im1*Zcm1）；
Uf1等于Uf’；
Ur1等于Ur’；
T1等于0：10：3990；
T等于t1’；
Plot（t,Uf1,‘r’,t,Ur1, ‘b—’）；
Xlabel（‘t/us’）；ylabel（‘u/v’）；
Legend
3 仿真平台的应用
三相线路故障模块的参数区域中选中Phase AFault和Ground Fault,Transition status为[1 0],Transition times为[0.035 0.10]；3个三相电压源的线电压有效值均为500kV,A相相角依次为0b、30b和60b,LINE设置为100KM,100KM,150KM和260KM,在示波器的Data history参数区域中取消Limit data pionts to last,勾选Save data to workspace选项把变量的存储格式设置为数组格式.
仿真参数：仿真的起止时间分别为0.0s和0.10s；仿真采用固定步长,仿真算法为ode233.点击仿真,仿真完成后可在示波器中看到检测点的三相电压、三相电流波形,如图2和图3所示.
运用编写好的MATLAB语言程序可提取出正向行波和反向行波如图4.
4 总结
仿真结果证明,MATLAB可对三相电路的各种短路故障事件进行仿真分析,它可以对输电线路进行故障行波仿真研究,提取出的行波分量有利于对故障电路的进一步研究和改善.
MATLAB以矩阵运算为基础的强大功能,不仅可以对电力系统进行仿真,还可以通过仿真的学习方法来研究电力系统的原理和性能,从而更有效的优化电力系统的配置,防止各种不利的突发事件.
参考文献
[1]祝龙记.电气工程和自动化控制系统的MATLAB仿真[M].中国矿业大学出版社,2014
[2]于群.MATLAB/Simulink电力系统建模和仿真[M].北京：机械工业出版社,2011
[3]夏道止.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社,2011
[4]王正林,王胜开.MATLAB/Simulink电力系统建模和仿真[M].北京：电子工业出版社,2006
[5]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社,2004
[6]吴天明,谢小竹.MATLAB电力系统设计和分析[M].北京：国防工业出版社,2004
[7]王晶,张有兵.电力系统的MATLAB/Simulink仿真和应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2008
作者简介
刘星（1994-）,河南南阳人,硕士研究生,研究方向电力系统及其自动化.
行波论文参考资料：
结论：基于MATLAB输电线路故障行波仿真为适合不知如何写行波方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于行波与驻波的区别论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
