主要内容

powergui

环境块Simscape专门的电力系统模型

  • 库:
  • Simscape /电气/专业电力系统

  • powergui块

描述

powerguiBlock允许您选择以下方法之一来解决您的电路:

  • 连续的,它使用了Simulink中的可变步长求解器金宝app®

  • 在固定的时间步长下,电气系统的离散化

  • 连续或离散相量解

powerguiBlock还提供了用于稳态和仿真结果分析以及高级参数设计的工具。

你需要powergui块来模拟包含的任何Simulink模型金宝appSimscape™电气™专门的电力系统块。它存储了代表模型状态空间方程的等效Simulink金宝app电路。

使用时powergui模型中的块:

  • powergui块,以获得最佳性能。

  • 确保该块已命名powergui

请注意

powergui块在模型更新期间被禁用。的库链接,以确保正确的模型执行powergui块。

你可以使用多个powergui包含两个或多个独立电路的系统中的块,您希望用不同的powergui求解器模拟它们。例如,该系统以离散模式模拟上层电路,以连续模式模拟底层电路。系统比较了两种方法的仿真性能。

要做到这一点,将每个电路放在不同的子系统中,然后添加一个powergui块在每个子系统内。

当你用了不止一个powergui模型中的块:

  • 不要放置powergui块。

  • 将每个独立的模型放在不同的子系统中。

  • 放置一个单powergui块中每个子系统的顶层图。

请注意

不包括评论powergui模型中的块。这样做将阻止模型进行模拟。

参数

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解算器

模型的仿真类型:

  • 连续-对模型进行连续求解。

  • 离散方法指定的采样时间执行模型的离散化取样时间(秒)参数。

  • 相量方法所指定的频率对模型进行连续相量模拟频率(赫兹)参数。

  • 离散矢量方法指定的固定时间步长执行相量模拟取样时间(秒)参数指定的频率频率(赫兹)参数。的离散矢量求解器使用简化的机器模型,产生类似于暂态稳定软件的仿真结果。

用于离散电路的采样时间,单位为秒powergui块显示采样时间的值。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散离散矢量

频率,以Hz为单位,用于执行模型的相量模拟。的powergui块显示相量频率的值。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型相量离散矢量

工具

打开“稳态电压和电流工具”对话框,显示模型的稳态电压和电流。有关更多信息,请参见power_steadystate

打开初始状态设置工具对话框,显示和修改模型的初始电容电压和电感电流。有关更多信息,请参见power_initstates

打开“机器初始化工具”对话框,初始化包含三相机器的三相网络,使模拟以稳态启动。机器初始化工具提供了简化的负载流特性,但仍然可以初始化模型的机器初始电流。有关更多信息,请参见power_loadflow

属性定义的阻抗与频率测量工具对话框以显示阻抗与频率的关系阻抗测量块。有关更多信息,请参见power_zmeter

打开FFT分析工具对话框,对存储在具有时间格式的结构中的信号进行傅里叶分析。有关更多信息,请参见power_fftscope

有关使用FFT分析工具的示例,请参见使用FFT工具进行谐波分析

打开线性系统分析器对话框以生成系统的状态空间模型(如果您拥有控制系统工具箱™许可证)或查看时间和频域响应。有关更多信息,请参见power_ltiview

打开迟滞设计工具,为可饱和磁芯设计迟滞特性饱和变压器Block和三相变压器积木(两绕组和三绕组)。有关更多信息,请参见power_hysteresis

打开RLC线路参数计算工具,根据导线特性和塔的几何形状计算架空传输线的RLC参数。有关更多信息,请参见power_lineparam

打开Generate Report Tool对话框,为模型生成稳态变量、初始状态和机器负载流的报告。有关更多信息,请参见power_report

打开power_customize对话框以创建自定义Simscape电专门的电力系统块。有关更多信息,请参见power_customize

打开“负载流工具”对话框,进行负载流分析,初始化三相网络和机器,使仿真稳定启动。与机器初始化工具相比,负载流工具使用Newton-Raphson方法提供了一个健壮且更快的收敛解决方案。负载流工具提供了电力行业中可用的其他工具的大部分功能。有关更多信息,请参见power_loadflow

负载流工具迭代的最大次数,直到每个总线上的P和Q功率不匹配小于PQ宽容参数值(单位:pu/Pbase)。功率不匹配被定义为发电机和负载注入母线的净功率与离开母线的所有链路传输的功率之间的差值。例如,如果基本功率为100mva和PQ宽容设置为1的军医,所有母线的最大功率不超过0.1 MW或0.1 Mvar。

频率,单位为Hz,由潮流工具用于计算模型的归一化Ybus网络导纳矩阵并进行潮流计算。

基准功率,单位为VA,由负载流工具用于计算归一化Ybus网络导纳矩阵(pu/Pbase)和模型的母线基准电压,频率为频率(赫兹)潮流计算参数。

为了避免条件不佳的Ybus矩阵,在模型的标称功率和负载范围内选择一个基本功率值。对于电压在120 kV至765 kV之间的输电网络,通常选择100 MVA的底座。对于配电网或由发电机、电机和标称功率在数百千瓦范围内的负载组成的小型工厂,1 MVA的基本功率更适合。

当负载流工具停止迭代时,P和Q之间的容差。

负载流工具用于显示电压的电压单位。

负载流工具用于显示功率的功率单位。

首选项

负载流参数仅用于模型初始化。它们对模拟性能没有影响。

控制显示Simscape电在模型分析和仿真期间,专门的电力系统警告。

模型分析期间命令行回显消息的控制显示。

选择以在加速模式和代码生成中使用TLC状态空间s函数。

如果您注意到与以前的版本相比,使用加速模式时性能有所下降,请清除此复选框。如果将LCC编译器安装为构建外部接口的默认编译器(墨西哥人).

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散

选择将开关设备建模为电流源。默认情况下,不选择此选项,这对应于大多数应用程序的推荐设置。

将开关(如断路器或电力电子设备)建模为电流源意味着开态开关电阻(Ron)不可能为零。在这种建模方法中,开关不能与感应电路或另一个开关或电流源串联。

当启用此选项时,必须在模型中的开关并联添加电路(R或RC缓冲器),以便开关的离态阻抗具有有限值。如果您的实际电路不使用缓冲器,或者如果您想模拟没有缓冲器的理想开关,则必须至少使用具有高阻值的阻性缓冲器,以引入可忽略不计的泄漏电流。引入这种高阻抗缓冲器的缺点是接通状态和关闭状态开关阻抗之间的巨大差异产生了一个僵硬的状态空间模型。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型连续

选择以禁用模型中的电力电子和断路器块的缓冲装置。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型连续和明确的禁用理想开关

选择关闭开关和电力电子设备的内阻,并将该值强制为零欧姆。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型连续和明确的禁用理想开关

选择此选项可禁用电力电子设备的内部正向电压,并将该值强制为零伏。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型连续和明确的禁用理想开关

选择以在模拟开始时在诊断查看器中显示模型的微分方程。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型连续和明确的禁用理想开关

选择可自动将离散化方法设置为梯形健壮在包含以下至少一个块的模型中:

  • 异步电机

  • 永磁同步电机

  • 简化同步电机

  • 同步机

  • 电涌放电器

  • 可变电阻器

  • 可变电感器

  • 可变电容器

  • 非线性电阻

  • 非线性电感器

  • 变速比变压器

  • 建模饱和的任何变压器块

如果您的模型不包含这些块,离散化方法将自动设置为Tustin/后向欧拉(TBE)

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散

设置为Tustin/后向欧拉(TBE)结合Tustin和Backward Euler方法来模拟模型。

设置为Tustin用Tustin方法离散电模型。如果使用此求解器,则需要指定Rs而且Cs当发射脉冲被阻塞时(当电桥作为整流器工作时)避免数值振荡的缓冲值。的值可以用下面的公式计算Rs而且Cs

Rs> 2 *Ts/Cs

Cs<Pn/(1000 * 2 *π*fVn^ 2

地点:

  • Pn为单相或三相变换器的标称功率,单位为VA。

  • Vn为标称线对线交流电压,单位为Vrms。

  • f为基频,单位为Hz。

  • Ts是采样时间,单位是s。

这些值来自以下标准:

  • 当电力电子器件不导电时,基频处的缓冲漏电流小于标称电流的0.1%。

  • 缓冲器的RC时间常数大于采样时间的两倍,Ts

请注意

Rs而且Cs保证离散桥的数值稳定性的值可以与物理电路中使用的实际值不同。

设置为向后欧拉利用后向欧拉方法离散电模型。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散和明确的自动处理块的离散求解器和高级选项卡求解器设置

选择此选项可通过启用求解器在使用电力电子器件的离散模型中进行插值来增加仿真速度。当选择该求解器时,该求解器捕获发生在两次采样时间之间的电力电子设备的栅极跃迁,允许比标准求解器使用更大的采样时间(通常为20倍)。例如,用Tustin(无插值)或Tustin/Backward Euler模拟5 kHz PWM变换器,通常需要1.0µs的采样时间(采样频率= 200 × PWM频率)才能获得良好的脉冲生成分辨率并保证准确的结果。启用插值后,使用高达20µs的采样时间执行更快,同时保持模型精度。

当您选择此选项时:

  • 采用连续脉冲发生器,以保证脉冲产生的最佳精度。(指定采样时间=0在脉冲产生块中。)

  • 在“配置参数”对话框中,选择连续的可变步长求解器(数值ode23tb使用默认设置)。插值解算器需要连续解算器来计算门信号相对于离散采样时间的时延。求解器使用这些脉冲延迟在采样时间之间进行插值,并产生准确的结果。

要了解插补如何提高精度和模拟速度,请参阅power_buck模型的例子。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散、清晰自动处理块的离散求解器和高级选项卡求解器设置,并设置离散解算器Tustin

当被选中时,插值方法计算固定采样时间的模型输出,同时考虑到两次采样时间之间发生的切换事件。该方法以固定的时间步长接收脉冲,并计算每个时间步长的门信号到达的时间延迟。计算时间延迟使该方法能够捕获在不同切换时间的状态演变。

当清除时,插值方法计算门信号的时间延迟。

当选择时,该块不计算门信号的时间延迟。然后需要直接向模型中的开关设备提供带有时间戳的门信号。有关时间戳门信号概念的更多信息Simscape电专用电源系统开关设备,请参见power_buck的例子。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散、清晰自动处理块的离散求解器和高级选项卡求解器设置,设置离散解算器Tustin,并选择插入切换事件

选择此选项可通过使求解器能够存储和重用矩阵计算结果来提高仿真速度。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型连续离散和明确的自动处理块的离散求解器和高级选项卡求解器设置

用于保存状态空间矩阵计算的缓冲区大小。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型连续离散、清晰自动处理块的离散求解器和高级选项卡求解器设置,并选择存储切换拓扑

如果您选择:

  • -在块中定义的初始状态值用于模拟

  • 稳定的-强制所有初始电状态值为稳态值

  • -强制所有初始电状态值为零

最大可接受的求解器误差。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散和扩大非线性元素的求解器细节

最大迭代次数。迭代停止时,解算器公差是实现了,还是当了最大迭代次数是达到了。通常在1到3次迭代中找到解决方案。当超过最大迭代次数时,如果没有找到解决方案,则返回错误消息并停止模拟。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散和扩大非线性元素的求解器细节

选择以限制最大迭代次数。该参数用于实时应用。通常,将迭代次数限制为2会产生可接受的结果。

依赖关系

若要启用该参数,请设置仿真类型离散和扩大非线性元素的求解器细节

扩展功能

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

版本历史

R2006a之前介绍