电力系统实时仿真与MATLAB软件开发研究

该资源是一篇同济大学的硕士学位论文，主题聚焦于电力系统数字实时仿真实验，特别是在检验继电保护设备方面的应用。作者张国帅在导师冯志彪的指导下，研究了如何利用编程语言进行电力系统仿真软件的开发，主要探讨了在MATLAB环境下构建实时仿真系统的方法。 在论文的第一部分，作者提出了一种适用于实时仿真的多模块耦合模型，用于模拟高压远距离输电系统的单回路系统在不同故障条件下的运行状态。这个模型能够处理系统缺相、短路故障以及故障消除后的并联运行情况，还可以进行振荡、频率和变压器空载合闸涌流等试验。所开发的仿真系统能够在配备600MHz CPU的PC机上实时运行，并已在继电保护设备的出厂检验中得到实际应用。 论文的第二部分，作者深入研究了MATLAB/Simulink环境在电力系统仿真软件开发中的应用，简化了通常繁重的数学推导过程。作者构建了一个基于xPCTarget平台/Windows NT环境的双机实时系统，建立了同步发电机及其励磁和转速调节系统的模型。通过Real-Time Workshop (RTW)工具，生成了实时C源代码和可执行代码，实现了同步发电机的空载和带负载运行状态的仿真。Simulink仿真结果和实时代码在xPCTarget/Windows NT双机系统上的成功运行验证了模型的正确性和MATLAB/Simulink/RTW开发流程的有效性。 这篇论文的知识点包括： 1. **电力系统数字实时仿真**：这是一种用于测试和设计电力系统保护、控制和调度设备的重要技术，它能在实时环境中模拟系统的各种工况。 2. **多模块耦合模型**：这是论文提出的用于实时仿真系统缺相状态的模型，能够模拟复杂系统的行为，尤其是在故障情况下。 3. **MATLAB/Simulink**：这是一个强大的数学建模和仿真工具，能用于电力系统建模，简化数学推导，加速软件开发过程。 4. **Real-Time Workshop (RTW)**：MATLAB的一个组件，可以将Simulink模型转换为实时可执行代码，适用于硬件在环(Hardware-in-the-Loop)仿真。 5. **xPCTarget**：MATLAB的实时目标平台，允许在特定硬件上运行Simulink模型，以进行实时仿真和测试。 6. **同步发电机模型**：在论文中，作者构建了同步发电机及其相关调节系统的模型，涵盖了空载和带负载的运行状态。 7. **实时C源代码生成**：RTW能自动生成适应实时运行的C代码，提高了软件的可移植性和效率。 8. **继电保护设备检验**：论文中的仿真系统被应用于检验继电保护设备的性能，确保其在电力系统中的正确运行。 9. **双机实时系统**：论文还涉及到了在Windows NT环境下，如何构建和运行一个双机实时系统，以进行电力系统的仿真和测试。 这些知识点对于电力系统工程、控制理论与应用、信号与信息处理等领域具有重要价值，对于理解电力系统仿真和控制策略的开发具有实践指导意义。