电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用的第一章.ppt

第1章概述 1.1电力系统常用仿真软件简介电力系统是一个大规模、时变的复杂系统，在国民经济中有非常重要的作用。电力系统数字仿真已成为电力系统研究、规划、运行、设计等各个方面不可或缺的工具，特别是电力系统新技术的开发研究、新装置的设计、参数的确定更是需要通过仿真来确认。目前常用的电力系统仿真软件有：(1)邦纳维尔电力局(BonnevillePowerAdministration,BPA)开发的BPA程序和EMTP(ElectromagneticTransientsProgram)程序；电力系统分析软件除了以上几种，还有美国加州大学伯克利分校研制的PSPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)、美国PTI公司开发的PSS/E、美国EPRI公司开发的ETMSP、ABB公司开发的SYMPOW程序和美国EDSA公司开发的电力系统分析软件EDSA等。以上各个电力系统仿真软件的结构和功能不同，它们各自的应用领域也有所侧重。EMTP主要用来进行电磁暂态过程数字仿真，PSCAD/EMTDC、NETOMAC主要用来进行电磁暂态和控制环节的仿真，BPA、PSASP主要用来进行潮流和机电暂态数字仿真。近年来，MATLAB由于其完整的专业体系和先进的设计开发思路，在多个领域都有广泛的应用。在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上(尤其是信息科学刊物)，都可以看到MATLAB的应用。在欧美大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书都把MATLAB作为授课内容。这几乎成了20世纪90年代教科书与旧版教科书的标志性区别。在这些学校里，MATLAB是攻读学位的本科生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。在设计研究单位和工业部门， MATLAB被认为是进行高效研究和开发的首选软件工具。如美国NationalInstruments公司的信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence公司的信号和通信分析设计软件SPW等，它们直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各种硬卡、仪器等都接受MATLAB的支持。MATLAB在全球现在有超过50万的企业用户和上千万的个人用户，广泛地分布在航空航天、金融财务、机械化工、电信、教育等各个行业。1998年MathWorks公司推出了MATLAB5.2版本，针对电力系统设计了电力系统模块集(PowerSystemBlock，PSB)。该模块集包含大量电力系统的常用元器件，如变压器、线路、电机和电力电子等，功能也比较全面，逐渐被电力系统的研究者接受，并将它作为高效的仿真分析软件。 1.2MATLAB/SIMULINK概述1.2.1MATLAB/SIMULINK发展简史1. MATLAB发展简史20世纪70年代中期，CleveMoler和他的同事们在美国国家科学基金的资助下研发了称为LINPACK和EISPACK的FORTRAN子程序库。LINPACK是解决线性方程问题的FORTRAN子程序集合，EISPACK是对特征值问题进行求解的子程序集合。它们一起代表了当时最具影响力的矩阵计算软件。20世纪70年代后期，当时已经成为新墨西哥大学计算机科学系系主任的Cleve，希望在他的线性代数授课课程中使用LINPACK和EISPACK软件。但是他并不想增加学生的编程负担，因此，设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，并且命名为MATLAB，其基本的数据单元是一个维数不加限制的矩阵。在MATLAB下，矩阵的运算变得非常容易。因此，一两年后，MATLAB在应用数学团体中流行起来。1983年的春天，Cleve到斯坦福大学进行访问，MATLAB深深吸引住了身为工程师的JohnLittle。JohnLittle敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景，于是同年，他和CleveMoler、SteveBangert一起用C语言开发了第二代MATLAB专业版，由SteveBangert主持开发编译解释程序；SteveKleiman完成图形功能的设计；JohnLittle和CleveMoler主持开发各类数学分析的子模块，撰写用户指南和大部分的M文件。1984年，CleveMoler和JohnLittle成立了MathWorks公司，发行了MATLAB1.0(基于DOS的版本)，正式把MATLAB推向市场。MATLAB的第一个商业化版本是同年推出的基于DOS的MATLAB3.0，该版本已经具有数值计算和数据图示化的功能。通过不断的改进，MATLAB逐步发展成为一个集数值处