描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111744207
编辑推荐
本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
内容简介
本书是一本针对电气工程及其自动化专业的MATLAB/Simulink仿真入门教材。本书涵盖了电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、电力系统继电保护、高压直流输电、柔性输电以及风力发电等主干课程的主要内容。本书各仿真例程都是相关课程的主要知识点，并为读者提供仿真源程序，以帮助读者在学习MATLAB的过程中巩固专业课知识，较快地进入电力系统仿真这一领域。
本书共9章，第1章为MATLAB基础知识；第2章为Simulink仿真入门；第3章为电力系统元件模型及模型库介绍；第4章为MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例；第5章为MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例；第6章为MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例；第7章为MATLAB在微机继电保护中的应用实例；第8章为MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例；第9章为MATLAB在风力发电技术中的应用仿真。
本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业的本科、专科教材，也可作为电气工程相关专业研究生、电力系统工程技术人员的参考书。
本书共9章，第1章为MATLAB基础知识；第2章为Simulink仿真入门；第3章为电力系统元件模型及模型库介绍；第4章为MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例；第5章为MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例；第6章为MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例；第7章为MATLAB在微机继电保护中的应用实例；第8章为MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例；第9章为MATLAB在风力发电技术中的应用仿真。
本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业的本科、专科教材，也可作为电气工程相关专业研究生、电力系统工程技术人员的参考书。
目 录
目录
前言
第1章MATLAB基础知识
1.1MATLAB简介
1.1.1概述
1.1.2MATLAB安装与运行
1.2MATLAB工作环境
1.3MATLAB的通用命令
1.4MATLAB的计算基础
1.4.1MATLAB的预定义变量
1.4.2常用运算和基本数学函数
1.4.3数值的输出格式
1.5基本赋值和运算
1.6MATLAB程序设计基础
1.7MATLAB的绘图功能
第2章Simulink仿真入门
2.1Simulink基本操作
2.1.1运行Simulink
2.1.2Simulink模块库
2.1.3Simulink模块的操作
2.2运行仿真及参数设置简介
2.2.1运行仿真
2.2.2仿真参数设置简介
2.3创建模型的基本步骤及仿真算法
简介
2.3.1创建模型的基本步骤
2.3.2仿真算法简介
2.4子系统及其封装
2.4.1创建子系统
2.4.2封装子系统
第3章电力系统元件模型及模型库
介绍
3.1同步发电机数学模型
3.1.1同步发电机电气部分数学模型
3.1.2同步发电机机械部分数学模型
3.1.3基于电气原理图的同步电机
数学模型
3.2变压器数学模型及基于电气
原理图的变压器数学模型
3.2.1变压器数学模型
3.2.2基于电气原理图的变压器
数学模型
3.3输电线路模型
3.3.1输电线路的等效电路
3.3.2基于电气原理图的输电线路
数学模型
3.4负荷模型
3.4.1负荷的数学模型
3.4.2基于电气原理图的负荷模型
3.5电力图形用户分析界面（Powergui）
模块
3.5.1Powergui模块主窗口介绍
3.5.2稳态电压电流分析窗口
3.5.3初始状态设置窗口
3.5.4潮流计算和电机初始化窗口
3.5.5LTI视窗
3.5.6阻抗依频特性测量视窗
3.5.7FFT分析窗口
3.5.8报表生成窗口
3.5.9磁滞特性设计工具窗口
3.5.10计算RLC线路参数窗口
第4章MATLAB在电力系统潮流计算中
的应用实例
4.1MATPOWER软件在电力系统潮流
计算中的应用实例
4.1.1MATPOWER 的安装
4.1.2MATPOWER 的主要技术规则
4.1.3MATPOWER 应用举例
4.2Powergui在简单电力系统潮流
计算中的应用实例
4.2.1电力系统元件的模型选择
4.2.2模型参数的计算及设置
4.2.3计算结果及比较
第5章MATLAB在电力系统故障分析中
的仿真实例
5.1无穷大功率电源供电系统
三相短路仿真
5.1.1无穷大功率电源供电系统三相短路的
暂态过程
5.1.2无穷大功率电源供电系统仿真模型
构建
5.1.3仿真结果及分析
5.2同步发电机突然短路的暂态
过程仿真
5.2.1同步发电机突然三相短路暂态
过程简介
5.2.2同步发电机突然三相短路暂态
过程的数值计算与仿真方法
5.3小电流接地系统中的单相接地
仿真
5.3.1小电流接地系统中的单相接地
故障特点简介
5.3.2小电流接地系统仿真模型构建
5.3.3仿真结果及分析
第6章MATLAB在电力系统稳定性
分析中的应用实例
6.1简单电力系统的暂态稳定性
仿真分析
6.1.1电力系统暂态稳定性简介
6.1.2简单电力系统的暂态稳定性计算
与仿真
6.2简单电力系统的静态稳定性仿真
分析
6.2.1电力系统静态稳定性简介
6.2.2简单电力系统的静态稳定性
计算
6.2.3简单电力系统的静态稳定性
仿真
第7章MATLAB在微机继电保护中的
应用实例
7.1简单数字滤波器的MATLAB辅助
设计实例
7.1.1减法滤波器（差分滤波器）
简介
7.1.2减法滤波器设计分析举例
7.2微机继电保护算法的MATLAB
辅助设计
7.2.1基于正弦函数模型的微机继电
保护算法
7.2.2全波傅里叶算法
7.3输电线路距离保护的建模与
仿真
7.3.1方向阻抗继电器的数学模型
7.3.2方向阻抗继电器的仿真模型
7.3.3仿真结果
7.4Simulink在变压器微机继电保护中
的应用举例
7.4.1变压器仿真模型构建
7.4.2变压器空载合闸时励磁涌流的
仿真
7.4.3变压器保护区内、外故障时比率
制动的仿真
7.4.4变压器绕组内部故障的简单
仿真
7.5输电线路故障行波仿真举例
7.5.1行波的基本概念
7.5.2输电线路故障行波仿真模型的
构建
7.5.3输电线路故障行波的提取
7.5.4仿真结果
第8章MATLAB在高压直流输电及
柔性输电中的仿真实例
8.1高压直流输电系统的仿真
实例
8.1.1HVDC系统的基本结构与工作
原理
8.1.2HVDC系统的仿真模型描述
8.1.3HVDC系统的调节特性
8.1.4HVDC系统的起停和阶跃响应
仿真
8.1.5HVDC系统直流线路故障仿真
8.1.6HVDC系统交流侧线路故障
仿真
8.2静止无功补偿器（SVC）的仿真
实例
8.2.1SVC的基本结构与工作原理
8.2.2Simulink中的SVC模块介绍
8.2.3SVC系统的仿真模拟
8.3晶闸管控制串联电容器（TCSC）
的仿真实例
8.3.1TCSC的基本原理与数学模型
简介
8.3.2Simulink中的TCSC模块介绍
8.3.3利用TCSC提高系统输电容量的
仿真模拟
8.3.4TCSC对系统暂态稳定性影响的
仿真模拟
第9章MATLAB在风力发电技术中的
应用仿真
9.1定速风电机组的仿真实例
9.1.1定速风电机组的工作原理
9.1.2定速风电机组的模型仿真
9.2双馈变速风电机组的仿真实例
9.2.1基于双馈感应发电机的变速风电
机组的工作原理
9.2.2双馈变速风电机组的模型仿真
参考文献
前言
第1章MATLAB基础知识
1.1MATLAB简介
1.1.1概述
1.1.2MATLAB安装与运行
1.2MATLAB工作环境
1.3MATLAB的通用命令
1.4MATLAB的计算基础
1.4.1MATLAB的预定义变量
1.4.2常用运算和基本数学函数
1.4.3数值的输出格式
1.5基本赋值和运算
1.6MATLAB程序设计基础
1.7MATLAB的绘图功能
第2章Simulink仿真入门
2.1Simulink基本操作
2.1.1运行Simulink
2.1.2Simulink模块库
2.1.3Simulink模块的操作
2.2运行仿真及参数设置简介
2.2.1运行仿真
2.2.2仿真参数设置简介
2.3创建模型的基本步骤及仿真算法
简介
2.3.1创建模型的基本步骤
2.3.2仿真算法简介
2.4子系统及其封装
2.4.1创建子系统
2.4.2封装子系统
第3章电力系统元件模型及模型库
介绍
3.1同步发电机数学模型
3.1.1同步发电机电气部分数学模型
3.1.2同步发电机机械部分数学模型
3.1.3基于电气原理图的同步电机
数学模型
3.2变压器数学模型及基于电气
原理图的变压器数学模型
3.2.1变压器数学模型
3.2.2基于电气原理图的变压器
数学模型
3.3输电线路模型
3.3.1输电线路的等效电路
3.3.2基于电气原理图的输电线路
数学模型
3.4负荷模型
3.4.1负荷的数学模型
3.4.2基于电气原理图的负荷模型
3.5电力图形用户分析界面（Powergui）
模块
3.5.1Powergui模块主窗口介绍
3.5.2稳态电压电流分析窗口
3.5.3初始状态设置窗口
3.5.4潮流计算和电机初始化窗口
3.5.5LTI视窗
3.5.6阻抗依频特性测量视窗
3.5.7FFT分析窗口
3.5.8报表生成窗口
3.5.9磁滞特性设计工具窗口
3.5.10计算RLC线路参数窗口
第4章MATLAB在电力系统潮流计算中
的应用实例
4.1MATPOWER软件在电力系统潮流
计算中的应用实例
4.1.1MATPOWER 的安装
4.1.2MATPOWER 的主要技术规则
4.1.3MATPOWER 应用举例
4.2Powergui在简单电力系统潮流
计算中的应用实例
4.2.1电力系统元件的模型选择
4.2.2模型参数的计算及设置
4.2.3计算结果及比较
第5章MATLAB在电力系统故障分析中
的仿真实例
5.1无穷大功率电源供电系统
三相短路仿真
5.1.1无穷大功率电源供电系统三相短路的
暂态过程
5.1.2无穷大功率电源供电系统仿真模型
构建
5.1.3仿真结果及分析
5.2同步发电机突然短路的暂态
过程仿真
5.2.1同步发电机突然三相短路暂态
过程简介
5.2.2同步发电机突然三相短路暂态
过程的数值计算与仿真方法
5.3小电流接地系统中的单相接地
仿真
5.3.1小电流接地系统中的单相接地
故障特点简介
5.3.2小电流接地系统仿真模型构建
5.3.3仿真结果及分析
第6章MATLAB在电力系统稳定性
分析中的应用实例
6.1简单电力系统的暂态稳定性
仿真分析
6.1.1电力系统暂态稳定性简介
6.1.2简单电力系统的暂态稳定性计算
与仿真
6.2简单电力系统的静态稳定性仿真
分析
6.2.1电力系统静态稳定性简介
6.2.2简单电力系统的静态稳定性
计算
6.2.3简单电力系统的静态稳定性
仿真
第7章MATLAB在微机继电保护中的
应用实例
7.1简单数字滤波器的MATLAB辅助
设计实例
7.1.1减法滤波器（差分滤波器）
简介
7.1.2减法滤波器设计分析举例
7.2微机继电保护算法的MATLAB
辅助设计
7.2.1基于正弦函数模型的微机继电
保护算法
7.2.2全波傅里叶算法
7.3输电线路距离保护的建模与
仿真
7.3.1方向阻抗继电器的数学模型
7.3.2方向阻抗继电器的仿真模型
7.3.3仿真结果
7.4Simulink在变压器微机继电保护中
的应用举例
7.4.1变压器仿真模型构建
7.4.2变压器空载合闸时励磁涌流的
仿真
7.4.3变压器保护区内、外故障时比率
制动的仿真
7.4.4变压器绕组内部故障的简单
仿真
7.5输电线路故障行波仿真举例
7.5.1行波的基本概念
7.5.2输电线路故障行波仿真模型的
构建
7.5.3输电线路故障行波的提取
7.5.4仿真结果
第8章MATLAB在高压直流输电及
柔性输电中的仿真实例
8.1高压直流输电系统的仿真
实例
8.1.1HVDC系统的基本结构与工作
原理
8.1.2HVDC系统的仿真模型描述
8.1.3HVDC系统的调节特性
8.1.4HVDC系统的起停和阶跃响应
仿真
8.1.5HVDC系统直流线路故障仿真
8.1.6HVDC系统交流侧线路故障
仿真
8.2静止无功补偿器（SVC）的仿真
实例
8.2.1SVC的基本结构与工作原理
8.2.2Simulink中的SVC模块介绍
8.2.3SVC系统的仿真模拟
8.3晶闸管控制串联电容器（TCSC）
的仿真实例
8.3.1TCSC的基本原理与数学模型
简介
8.3.2Simulink中的TCSC模块介绍
8.3.3利用TCSC提高系统输电容量的
仿真模拟
8.3.4TCSC对系统暂态稳定性影响的
仿真模拟
第9章MATLAB在风力发电技术中的
应用仿真
9.1定速风电机组的仿真实例
9.1.1定速风电机组的工作原理
9.1.2定速风电机组的模型仿真
9.2双馈变速风电机组的仿真实例
9.2.1基于双馈感应发电机的变速风电
机组的工作原理
9.2.2双馈变速风电机组的模型仿真
参考文献
前 言
前言
习近平总书记在党的二十大报告中指出：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。”随着我国电力系统中可再生能源发电技术的发展，我国电网已形成西电东送、南北互供的格局，进入了跨大区互联、超/特高压交直流混合输电的时期。为了深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，为国家培养更多电气工程方面的专业人才，在机械工业出版社的敦促与帮助下，我们进行了本书第3版的编写。
在电力系统的设计与研究中，许多大型的科研实验很难进行。究其原因，一是受系统的规模和复杂性的限制；二是从系统的安全角度来讲不允许进行实验。考虑这两种情况，寻求一种最接近电力系统实际运行状况的数字仿真工具十分重要，目前比较常用的电力系统仿真工具有美国邦纳维尔电力局开发的BPA程序和EMTP程序、加拿大曼尼托巴高压直流输电研究中心开发的PSCAD / EMTDC程序以及中国电力科学研究院开发的电力系统分析综合程序PSASP等。1998年，美国MathWorks 公司推出电力系统模块集（Power System Block）后，该功能逐渐被电力系统的研究者所接受，使得MATLAB/Simulink在电力系统方面的应用日趋完善。
本书以电气工程及其自动化专业为主线，以MATLAB/Simulink为基础，力求涵盖本专业的主干课程，主要包括电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、电力系统继电保护、高压直流输电、柔性输电以及风力发电等内容，各仿真例程都是相关课程的主要知识点。在书中标注出了章节的重点内容，并为读者提供仿真例程源程序和部分例程的视频介绍。
本书共9章，第1章为MATLAB基础知识；第2章为Simulink仿真入门；第3章为电力系统元件模型及模型库介绍；第4章为MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例；第5章为MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例；第6章为MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例；第7章为MATLAB在微机继电保护中的应用实例；第8章为MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例；第9章为MATLAB在风力发电技术中的应用仿真。
本书由于群和曹娜编著。第1、2、4、7、8章由于群编著，第3、5、6、9章由曹娜编著，全书由于群统稿。在本书的编写过程中，硕士研究生杨凯铖、林维康、杨恩泽、梁艳永等帮助完成了书中的部分算例、书稿的输入工作，在此谨对他们表示衷心的感谢。
由于编者的理论水平和实践经验有限，书中难免有不当或错误之处，恳请读者批评指正。
习近平总书记在党的二十大报告中指出：“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。”随着我国电力系统中可再生能源发电技术的发展，我国电网已形成西电东送、南北互供的格局，进入了跨大区互联、超/特高压交直流混合输电的时期。为了深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，为国家培养更多电气工程方面的专业人才，在机械工业出版社的敦促与帮助下，我们进行了本书第3版的编写。
在电力系统的设计与研究中，许多大型的科研实验很难进行。究其原因，一是受系统的规模和复杂性的限制；二是从系统的安全角度来讲不允许进行实验。考虑这两种情况，寻求一种最接近电力系统实际运行状况的数字仿真工具十分重要，目前比较常用的电力系统仿真工具有美国邦纳维尔电力局开发的BPA程序和EMTP程序、加拿大曼尼托巴高压直流输电研究中心开发的PSCAD / EMTDC程序以及中国电力科学研究院开发的电力系统分析综合程序PSASP等。1998年，美国MathWorks 公司推出电力系统模块集（Power System Block）后，该功能逐渐被电力系统的研究者所接受，使得MATLAB/Simulink在电力系统方面的应用日趋完善。
本书以电气工程及其自动化专业为主线，以MATLAB/Simulink为基础，力求涵盖本专业的主干课程，主要包括电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、电力系统继电保护、高压直流输电、柔性输电以及风力发电等内容，各仿真例程都是相关课程的主要知识点。在书中标注出了章节的重点内容，并为读者提供仿真例程源程序和部分例程的视频介绍。
本书共9章，第1章为MATLAB基础知识；第2章为Simulink仿真入门；第3章为电力系统元件模型及模型库介绍；第4章为MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例；第5章为MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例；第6章为MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例；第7章为MATLAB在微机继电保护中的应用实例；第8章为MATLAB在高压直流输电及柔性输电中的仿真实例；第9章为MATLAB在风力发电技术中的应用仿真。
本书由于群和曹娜编著。第1、2、4、7、8章由于群编著，第3、5、6、9章由曹娜编著，全书由于群统稿。在本书的编写过程中，硕士研究生杨凯铖、林维康、杨恩泽、梁艳永等帮助完成了书中的部分算例、书稿的输入工作，在此谨对他们表示衷心的感谢。
由于编者的理论水平和实践经验有限，书中难免有不当或错误之处，恳请读者批评指正。
编者
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