电力系统的MATLAB SIMULINK仿真及应用教学大纲

电力系统的MATLABSIMULINK仿真及应用教学大纲

课程中文名称：电力系统的MATLAB/SIMULINK彷真及应用

课程英文名称：PowerSystemBlockSetofMATLAB/SIMULINK

课程编号：C1233应开课学期：7

学时数：24学分数：1.5

适用专业：电气工程及其自动化课程类型：专业拓展课/选修

先修课程：电力系统分析、电力系统继电保护、电力系统信号分析与处理、计算机语言

C或其它高级程序语言

一、课程性质

本课程是电气工程及其自动化专业(拔尖计划)的专业拓展课，主要以MATLAB软件

为平台，以MATLAB计算和Simulink仿真为基础，涵盖本专业的主干课程，包括电力系统

杉态分析、电力系统暂态分析，电力系统继电保护等内容，课程实验仿真例程均是相关课程

的主要知识点。本课程具有较强的实验性和综合性。

二、课程目标

通过本课程的学习，使学生巩固本专业相关主干课程的知识点，可以掌握

MATLAB/SIMULINK软件在电力系统及其自动化建模与仿真计算中的应用。熟悉

MATLAB/SIMULINK软件工作环境，掌握电力系统模型库和各元件模型的选取和设置，能

够应用MATLAB/SIMULINK软件平台进行电力系统潮流计算、电力系统故障分析、继电保

护设计和分析•、电力系统稳定性分析等，基本具备利用该软件平台对电力系统复杂工程问题

进行分析与仿真研究的能力。同时，了解该软件平台在高压直流输电及柔性输电、风力发电

等分布式能源发电技术中的仿真应用。该课程为电气工程及其自动化专业学生进行毕业设计

和后续继续学习打下基础，

三、教学内容、学时安排和基本要求

第一章MATLAB基础知识(3学时，含实验1学时)

重点难点：MATLAB工作环境、赋值和运算、绘图功能

(1)MATLAB简介

(2)MATLAB工作环境

(3)MATLAB7.0的通用命令

(4)MATLAB的计算基础

（5）基本赋值和运算

（6）MATLAB程序设计基础

（7）MATLAB的绘图功能

第二章Simulink仿真入门（3学时，含实验2学时）

重点难点：Simulink噢块基本操作、建模步骤、创建和封装子系统

（1）Simulink基本操作

（2）运行仿真及参数设置简介

（3）创建模型的基本步骤及仿真算法简介

（4）子系统及其封装

第三章电力系统元件模型及模型库介绍（2学时，含实验1学时）

重点难点：各主要模块参数含义和设置、Powergui噢块应用

（1）同步发电机狗数学模型

（2）变压器数学模型及基于电气原理图的变压器数学模型

（3）输电线路模型

（4）负荷模型

（5）电力图形用户分析界面（Powergui）模块

第四章Powergui在简单电力系统潮流计算中的应用实例（4学时，含实验2学时）

重点难点：实际系统模型的搭建和参数设置

（1）实例系统

（2）电力系统元件的模型选择

（3）模型参数的计算及设置

（4）仿真计算结果分析

第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例（4学时，含实验2学时）

重点难点：三个故障仿真模型的搭建和参数设置

（1）无穷大功率电源供电系统三相短路仿真

（2）同步发电机机端突然三相短路仿真

（3）小电流接地系统单相故障仿真

第六章MATLAB在微机继电保护中的应用实例（4学时，含实验2学时）

重点难点：差动保护、距离保护逻辑设计和实现

（1）Simulink在变压器微机继电保护中的应用举例

（2）输电线路距离保护的建模与仿真

第七章MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例（4学时，含实验2学时）

重点难点：模型搭建、参数设置、故障和扰动的引入

（1）简单电力系统的暂态稳定性仿真分析

（2）简单电力系统的静态稳定性仿真分析

四、课程的其它教学环节

序号教学环节教学内容学时数

1实验实验一：MATLAB工作环境熟悉、基本运算和绘图操作1

实验二：Simulink基本操作、基本建模步骤熟悉、子系统

2实验2

生成和封装

实验三：电力系统模块库熟悉、各元件模块调用和参数设

3实验1

置

实验四：基于Powergui的简单电力系统潮流计算实例建模

4实验2

和仿真

实验五：无穷大功率电源供电系统三相短路、同步发电机

5实验2

机端突然二相短路、小电流接地系统单相故障建模和仿真

6实验实验六：变压器差动保护和线路距离保护建模和仿真2

7实验实验四：简单电力系统的暂态、静态稳定性建模与仿真2

MATLAB在高压直流输电及风力发电等分布式能源发电

8课外调研0

技术中的仿真应用

限据具体情况确定期末考察所需完成的模型，规定时间内

9课外作业上交，依据模型完整情况以及仿真结果正确性，给出期末0

考核成绩。

五、教学方法与手段

本课程教学主要采用讲授、多媒体教学、计算机仿真实验、课外调研和作业以及学生自

学等教学方法与手段。

六、推荐教材和教学参考资源

教材：

1.于群，曹姗h《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》.北京：机械工业出版社，

2011.

参考书：

1.张志涌，《MATLAB教程》，北京航空航天大学出版社，2001.

2.陈桂明，《应用MATLAB建模与仿真》，科学出版社，2001.

3.程卫国，《MATLAB.X应用指南》，人民邮电出版社，1999.

4.王晶等，《电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用》，西安电子科技大学出版

社，2008.

5.吴天明等，《MATLAB电力系统设计与分析》，国防工业出版社，2