文章介绍了MATLAB/Simulink的主要特点、基本模块和功能，分析了同步发电机励磁调节系统的组成及其各个部分原理，建立了以PID+PSS为励磁控制方式的同步发电机励磁调节系统数学模型，建立了基于MATLAB的同步发电机及其励磁调节系统仿真模型，针对典型的单机—无穷大系统，在Simulink环境下进行了仿真，模拟同步发电机在短路、断线、等大扰动下暂态过程的运行过程，收到了很好的效果[关键词] MATLAB 同步发电机 励磁调节系统 建模 仿真

MATLAB modeling and simulation

of synchronous generator excitation system

Abstract: The article

introduced the main features of the

MATLAB/Simulink，the

basic module and function，illustrated the composition of synchronous generator

excitation system and its principle of

every part，established

synchronous generator excitation system mathematical model that is

controlled by the way of PID+PSS，established the simulation model of generator from

MATLAB and that of generator excitation system，just for a typical single-infinite

system，simulate it in

the environment of Simulink，simulate the running of generators when they are under

large disturbance such as short circuit and

disconnection，and also

get pretty good results.

Keywords: MATLAB synchronous generator excitation control system

modeling simulation

目 录引言 …………………………………………………………………………………………1

1. MATLAB/Simulink简介……………………………………………………………2

1.1 绪论………………………………………………………………………………2

1.2 MATLAB简介………………………………………………………………………2

1.2.1 MATLAB概况……………………………………………………………2

1.2.2 MATLAB主要特点………………………………………………………2

1.2.3 MATLAB系统主要包含的内容………………………………………3

1.3 仿真工具Simulink……………………………………………………………3

1.3.1 Simulink简介…………………………………………………………3

1.3.2 Simulink的模块和功能………………………………………………4

1.4 电力系统工具箱(SimPowerSystems)……………………………………6

1.4.1 SimPowerSystems简介………………………………………………6

1.4.2 模型库……………………………………………………………………6

1.5 电力系统图形化用户接口(Powergui)…………………………………6

2. 同步发电机励磁系统控制原理…………………………………………………7

2.1 同步发电机励磁系统的任务………………………………………………7

2.2 对同步发电机励磁系统设计的基本要求………………………………11

2.2.1 对励磁调节器的要求………………………………………………12

2.2.2 对功率单元的要求…………………………………………………12

2.3 附加励磁控制器………………………………………………………………12

2.3.1 电力系统低频振荡…………………………………………………12

2.3.2 PSS原理简介…………………………………………………………13

2.4 励磁调节器……………………………………………………………………14

2.4.1 PID控制原理与算法………………………………………………15

2.4.2 PID在发电机励磁系统中的应用……………………………… 15

3. 同步发电机励磁系统MATLAB的建模与仿真………………………………17

3.1 励磁系统仿真模型建立……………………………………………………17

3.2 励磁系统MATLAB仿真模型的建立…………………………………………17

3.3 发生三相短路故障时，同步发电机仿真………………………………31

3.4 机端电压参考值跃升时，同步发电机仿真………………………………35

3.5 发生断线故障时，同步发电机仿真………………………………………37

3.6 仿真结果分析…………………………………………………………………40

4. 总

结………………………………………………………………………………41致谢…………………………………………………………………………………………42参考文献…………………………………………………………………………………43外文文献…………………………………………………………………………………44译文…………………………………………………………………………………………45附录A…………………………………………………………………………………