基于 Matlab 和 LabVIEW 的电力系统自动化仿真实验教学系统统针对传统电力系统自动化课程教学问题，通过软件协同实现仿真实验功能，已应用于高校教学，能提升学生实践能力，解决教学痛点。
应用场景
主要用于电气工程及自动化专业《电力系统自动化》课程实验教学，适配本科及专业硕士研究生教学场景，可开展配电网故障隔离与恢复、分布式电源并网控制等四类仿真实验，帮助学生掌握电力系统相关理论与仿真设计方法，同时也为教师提供教学研究平台，助力课程教学改革与实践能力培养。此外，系统也可作为电力行业相关培训工具，用于工程技术人员对新型电力系统技术的学习与实操训练。
软件架构
系统软件架构以 Matlab/Simulink 和 LabVIEW 为核心，配合 Windows 动态链接库（DLL）技术实现功能。首先通过 Matlab/Simulink 搭建电力系统模型，涵盖 10kV 辐射状配电网络、逆变型光伏与风电电源、IEEE33 节点系统等，针对不同实验配置对应输入参数端口，如故障隔离实验的故障类型 / 位置参数、分布式电源实验的风速 / 日照参数，再将 powergui 设为离散状态并编译模型。接着用 Visual Studio 生成 DLL 文件，将 Simulink 编译后的.c 文件导入项目，添加函数导出声明并编译生成 DLL，实现仿真格式转换。最后用 LabVIEW 设计界面，通过选项卡控件与事件结构实现实验子界面切换，每个子界面配置输入与显示控件，完成参数设置、波形显示与数据呈现，构建完整仿真系统。
功能落地
用户界面功能通过 LabVIEW 主界面与子界面实现，主界面支持实验选择，子界面呈现配网运行情况与图形化数据，如电压、电流波形图1；电路仿真功能依托 Simulink 不同实验模型，按课程要求设置参数并实时运行，模拟故障隔离、并网控制等过程；结果展示功能在仿真中以图形化形式在 LabVIEW 界面呈现线路参数，方便数据采集记录2；参数调节功能允许在 LabVIEW 界面调整光伏日照、配网负荷等参数，停止仿真调节后重新运行观察状态变化3。
系统特点
采用 LabVIEW 图形化编程，界面简约大方，功能一目了然，学生可自主在主界面切换实验子系统，通过子界面输入控件调整参数，无需复杂编程操作，降低使用门槛。
参数可调
支持多维度参数调整，如故障类型、故障位置、风速、日照辐射度、微网负荷等，学生可通过参数调节模块探究不同工况下电力系统运行状态，增强实验的自主性与探索性，解决传统实验内容固定单一的问题。
结果直观
实验数据以波形图等图形化形式在 LabVIEW 界面实时呈现，如负荷侧电压电流、有功无功功率波形，能清晰展示电力系统动态变化过程，帮助学生直观理解实验原理与系统运行特性，提升对课程知识的理解程度。
贴合实际
仿真模型涵盖逆变型光伏、风电电源、IEEE33 节点系统等，模拟现代跨大区互联、超 / 特高压交直流混合输电电网场景，融入可再生能源发电技术，体现自动控制新技术在电力系统的应用，缩小与工程现场实际情况的差距。
开发问题
模型适配问题
不同实验对应的 Simulink 模型数据端口存在差异，若端口配置不当，会导致仿真数据传输异常，影响实验准确性；同时，Simulink 模型编译后与 DLL 文件生成环节衔接不畅，易出现格式不兼容问题，阻碍系统搭建。
界面同步问题
LabVIEW 界面与 Simulink 仿真数据同步存在延迟，当参数调整或仿真状态变化时，界面数据更新不及时，导致用户无法实时观测系统运行状态；且多实验子界面切换时，易出现控件响应迟缓或界面卡顿现象，影响操作体验。
性能平衡问题
随着仿真模型复杂度提升，如高比例分布式电源接入实验中节点增多，系统内存占用增加，仿真运行速度下降，难以满足实时性要求；同时，图形化界面呈现大量数据时，易出现显示异常，如波形图失真、数据缺失。
解决办法
端口与格式解决
针对数据端口问题，通过 Simulink 的 Configuration 选项卡逐一确定不同实验模型的端口，确保端口与实验参数匹配；在 DLL 文件生成环节，严格按照 Visual Studio 项目流程，将 Simulink 编译后的.c 文件完整导入，添加__declspec (dllexport) 声明实现函数导出，新建头文件规范函数声明，编译前检查文件格式兼容性，确保 DLL 生成成功并能被 LabVIEW 调用。
同步与响应解决
为解决界面同步延迟，在 LabVIEW 编程中优化数据采集与传输逻辑，采用事件驱动机制，当 Simulink 仿真数据更新时触发界面刷新事件，减少数据传输中间环节；对于子界面切换卡顿，简化界面控件复杂度，合理分配系统资源，采用缓存技术预加载常用子界面数据，提升控件响应速度4。
性能与显示解决
面对性能问题，对 Simulink 模型进行优化，在高比例分布式电源接入实验中采用节点简化方法，保留关键节点数据，减少非必要计算量；利用多核处理器并行计算技术，将仿真任务分配至多个核心，提升运行速度。针对界面显示异常，优化 LabVIEW 波形图显示参数，设置合理的数据采样间隔与显示范围，增加数据校验机制，确保数据完整准确呈现。