2)运行结果见附录二。
2.1.4 回答以下思考题：
①交流调压与交流调功的电路结构是否相同，控制方式有何不同？
答：交流调功电路和交流调压电路的电路结构完全相同，只是控制方式不同。交流调压电路中，在交流电源u1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的触发延迟角进行控制就可以调节输出电压。而交流调功电路不是在每个交流电源周期都通过触发延迟角α对输出电压波形进行控制，而是将负载与交流电源接通几个整周波，再断开几个整周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
②两者对脉冲发生器模块（Pulse）的参数设置有何不同？
答：交流调压电路应设置晶闸管脉冲周期与电源周期相同，通过控制晶闸管触发脉冲的相位滞后角来改变触发角α的大小从而调节输出电压。交流调功电路应根据需要设置晶闸管触发脉冲的周期为电源周期的N倍，通过调节触发脉冲宽度来改变占空比以调节负载与交流电源接通和断开的周波数。
③比较斩控式交流调压电路与相控式交流调压电路的功率因数有何不同？ 答：在斩控式交流调压电路中，电源电流的基波分量是和电源电压同相位的， 即位移因数为1，电源电流中不含低次谐波，只含和开关周期T有关的高次谐波，这些高次谐波用很小的滤波器即可滤除，这时电路的功率因数接近1。
在相控式交流调压电路中，相控作用使电流发生滞后，并且波形也发生畸变，所以即使纯电阻负载功率因数也不为1。而且控制角越大，功率因数越小，这是相控电路普遍存在的一个缺点。
④两者对脉冲发生器模块（Pulse）的参数设置有何不同？
答：斩控式交流调压电路应设置晶闸管触发脉冲的周期为电源周期的1/N倍，然后根据题目要求设置触发脉冲的宽度即可调节输出电压。相控式交流调压电路 应设置晶闸管触发脉冲的周期与电源周期相同，通过控制晶闸管触发脉冲的相位滞后角来改变触发角α的大小从而调节输出电压。
3 电力系统分析实训报告
3.1 题目一 3.1.1 题目
题目：同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真
假设一台有阻尼绕组的同步发电机，PN =200MW，UN =13.8kV，fN =50Hz，xd=1.0，
'''Td'0?5s，xd?0.30，xd?0.21，xq?0.31，xq=0.6，r =0.005，xσf=0.18，xαD=0.1，xσQ=0.25，
''TD=2s，Tq0?1.4s。若发电机空载，端电压为额定电压，端子突然发生三相短路，且α0=0，利用MATLAB/Simulink (或ETAP)建立仿真模型，并根据已知参数对各模块进行参数设置。
1)合理选择仿真算法和故障模块中的短路类型，仿真结束时间取为1s，试完成同步发电机端发生突然三相短路故障的暂态过程仿真，并绘制：
①给出各个元件模块参数设置的窗口图； ②短路发生后的三相定子电流波形；
③短路发生后的定子电流的d轴和q轴分量id、iq以及励磁电流if的波形； 2)改变故障模块中的短路类型，合理选择仿真算法，仿真结束时间取为1s，试完成同步发电机端突然发生BC两相短路故障的暂态过程仿真，并绘制：
①给出各个元件模块参数设置的窗口图； ②短路发生后的三相定子电流波形；
③短路发生后不同的三相定子电流的d轴和q轴分量id、iq的波形； 3)分析并回答
①对应α0=0，故障模块中的短路发生时间该如何设置？ ②需要进行哪些潮流计算？
'3.1.2 仿真思路分析
在分析同步发电机突然三相短路暂态过程时，可以利用叠加定理，这样同步发电机机端突然短路相当于在发电机端口处突然加上了与电机短路前的端电压大小相等但方向相反的三相电压。在定子绕组上突然加以对称的相电压后，为了保持其无源电路的磁链不变，在其定子绕组中将要引起相应的瞬变电流，而且这些瞬变电流还要按照一定的时间常数逐步衰减至稳态值。
当发电机突然短路时，定子各绕组电流将包含基频分量、倍频分量和直流分量。到达稳态后，定子电流起始值中的直流分量和倍频分量将由其起始值以时间常数Ta按指数规律衰减到零，而基频分量则由其起始值以时间常数Td''、Tq''、Td'按指数规律衰减为相应的稳态值。同样，在转子绕组中也包含直流分量和同频率交流分量。
3.1.3 同步发电机突然三相短路暂态过程的数值计算
利用MATLAB对突然三相短路后的定子电流进行计算的基本步骤如下： ①首先计算各衰减时间常数。查阅资料可得
Ta?0.16s，Td''?0.72s，Tq''?0.34s，Td'?1.64s。
?0?0，由于空载时，Eq(0)?E'q(0)?E''q(0)?U(0)?1，E''d(0)?0，其中Eq(0)、U(0)为短路前瞬间的空载电势、机端电压，所以可得a相定子电流表达式为
ia??cos(?t??0)?1.43e?2.97tcos(?t??0)?2.34e0.608tcos(?t??0)?4e?6.3tcos(??0)?0.77e?6.3tcos(2?t??0)
②利用MATLAB对上式进行数值计算并绘图的m文件程序清单见附录3。 运行程序得到发电机端突然发生三相短路时的a相定子电流，以及基频分量Ia、倍频分量Ia1和非周期分量Ia2的波形见附录三，如图3-1所示 ，并且短路后的冲击电流标幺值为9.1927。
3.1.4 同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真
1)同步发电机端突然发生三相短路故障的暂态过程仿真 (1)同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真模型如图13所示。 (2)各个元件模块参数设置的窗口图。
同步发电机模块的参数设置如图14所示，升压变压器模块的参数设置如图15
所示，利用Powergui模块的潮流计算和电机初始化窗口计算初始参数如图16所示。
图13 同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真模型
图14 同步发电机模块的参数设置
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