基于MATLAB的电力系统故障分析与仿真(2)
1 绪论
1.1 短路计算仿真的研究意义
随着我国经济的快速发展，经济生产生活用电需求呈逐年升高的态势。这对于电力系统的安全运行提出了更高的要求。众所周知，电力系统设备在现实运行中会受到干扰，对其影响最为恶劣的是各种故障的发生。这些故障包括短路，断路，短路断路同时发生等各种复杂情况。
对其中最常出现危害最大的短路故障进行严谨的理论加仿真分析便是本文的主旨。为使短路故障的危害降到最低，电力系统会采用安装继电保护装置，自动重合闸装置，电抗器限流装置，Feeder Automation馈线自动化系统的各种措施来达到目的。而安装这些保护装置的先决条件便是对电力系统进行短路计算，因为电力系统在发生短路故障时会产生巨大的短路电流，此电流可达到几万安培到几十万安培的量值。同时还会附加强大的电动力，高电流流经输电线路产生的高温热量。使线路系统中的其它正常元器件无辜受损。短路故障还能导致线路压降骤减，未及正常设备运转。离电源距离越短的地方收到短路停电的波及也越大。国民生产生活受损甚重。一旦在故障电力系统中存在同步运行的发电机组，此系统会因短路严重影响导致崩溃裂解。当故障为单向短路故障时，往往会产生极强的不平衡交替变换的磁场量，其对周边设施如通讯电缆，电力电子设备的干扰不可估量，导致错误异动屡见不鲜。
从以上现实情况反映看出，短路故障的发生需尽全力避免，去除一切挑起短路故障原由因素。短路计算电流是我们选择合适正确并可靠的电气设备的先决条件----电气设备的动态稳定性和动态热稳定性。（动态稳定性：指系统在受到大的干扰后，还能保持各发电机在较长时间内的动态过程中不失去步，由同步振荡衰减过程过渡到动稳定状态的能力；热稳定性：是电路在一定时间内能承受的短路电流（或指定的等效电流）的热效应的能力并且在规定范围内没有热损坏的危险。）保证电力系统经得起段路最大电流的考验。
1.2 本文研究概述
本文进行研究的是典型的电力系统短路故障分析。对在平衡状态下的三相短路故障，单相接地短路故障，两相间短路故障，两相对地短路故障进行短路计算和MATLAB\SIMULINK软件模拟仿真，笔者通过前期的长时间研究在熟知的这4短路情况下，再通过MATLAB/SIMULINK强大的功能，使用由软件本身自提供的三相短路故障模块，设置所需4种短路故障状况，节省了大量建模时间。顺利完成此项研究任务，得出有效结论。
2 MATLAB/SIMULNK软件简介
2.1 MATLAB功能简介
20世纪70年代中旬，教授CLEVE MOLER 以及搭档在美利坚国家基金会资助下，开发出了LINPACK，EISPACK FORTRAN语言子程序库。LINPACK作用于求解线性方程子程序库，EISPACK作用于求解特征值子程序库。70年后期，CLEVE MOLER 教授设计了适用于LINPACK,EISPACK的接口程序，此程序后更名为现在的MATLAB。这便是MATLAB的由来。
MATHWORKS公司开发的MATLAB大型软件，在其中包含了数字计算以及工程仿真两大模块部分。矩阵处理与绘图功能属于数字计算部分。工程仿真部分，MATLAB基本支持各个工业领域软件支持，并从未停下改进的脚步。
利用MATLAB对电力系统建造模型，仿真，是一种有效且便利的途径。使用MATLAB其中自带的电力系统仿真模块，英文名为SimPowerSystems，以及控制系统工具模块，英文名为ControlSystemToolbox，既可靠又便捷。伴随电力系统的不断发展，模糊逻辑工具模块，英文名为FuzzyLogicToolbox，信号处理工具模块，英文名为SignalProcessingToolbox，小波工具模块，英文名为WaveletToolbox以及神经网络模块NeuralNetworkToolbox……在电力系统领域被广泛使用中。