使用专门的电源系统构建并模拟一个简单的电路
简介
Simscape™电气™专用电源系统允许您构建和模拟包含线性和非线性元素的电路。
在本节中,您将
探索Simscape电专门的电力系统库。
学习如何构建一个简单的电路Simscape电专门的电力系统库。
互连模型金宝app®与您的电路块。
图中的电路代表了一个等效的电力系统为300公里的传输线供电。线路的接收端由一个分流电感器进行补偿。断路器允许线路的通电和断电。为了简化问题,只表示三个阶段中的一个。图中所示参数为735千伏电力系统的典型参数。
待建模电路
建立电路与Simscape电专业电力系统图书馆
图形用户界面使用Simulink功能来互连各种电气组件。金宝app电子元件被分组在Simscape电专门的电力系统库。
打开Simscape电专用电力系统主库,在MATLAB®命令提示符,输入:
打开一个新的空白模型,以包含您的第一个电路并将其另存为
circuit1
.添加交流电压源从Simscape>电>专用电力系统>来源图书馆。
的振幅、相位和频率参数交流电压源中所示的值待建模电路.
振幅被指定为正弦源是它的峰值(424.4e3*根号(2)伏,在这种情况下)。
将此块的名称更改为交流电压源Vs。
电路的电阻Rs_eq可由并行RLC分支块。复制并行RLC分支Block,已经在你的circuit1窗口。“分支类型”参数选择“R”,设置“R”参数待建模电路.
一旦关闭对话框,请注意L和C组件已经消失,因此图标现在显示一个电阻。
将此块命名为Rs_eq。
通过将线从输出拖到相应块的输入来调整各个组件和互连块的大小。
添加一个PI剖面线从Simscape>电>专用电力系统>被动者图书馆。稍后再加断路器模拟瞬变.
具有均匀分布R、L和C参数的直线模型通常由等于波沿直线传播时间的延迟组成。这个模型不能被模拟成一个线性系统,因为延迟对应于无限个状态。然而,可以通过级联几个PI电路来获得具有有限个状态的直线的良好近似,每个PI电路代表直线的一小部分。
PI段由串联R-L支路和两个分流C支路组成。模型的精度取决于用于模型的PI截面的数量。复制PI剖面线从Simscape>电>专用电力系统>被动者图书馆circuit1窗口,设置其参数如图所示待建模电路,并指定一个线段。
并联电抗器由电阻器与电感器串联而成。你可以用一个系列RLC分支块来模拟分流电抗器,但随后必须根据中指定的品质因数和无功功率,手动计算和指定R和L值待建模电路.
因此,您可能会发现使用串联RLC负载块,允许您直接指定分流反应堆吸收的有功功率和无功功率。
添加一个串联RLC负载从Simscape>电>专用电力系统>被动者图书馆。将此块命名为110 Mvar。参数设置如下:
Vn
424.4 e3 V
fn
60赫兹
P
110年e6/300 W
(质量因子=300
)QL
110年e6
var质量控制
0
由于没有指定无功电容功率,当对话框关闭时,电容在方块图标上消失。如图所示连接新块。
添加一个电压测量从Simscape>电>专用电力系统>传感器和测量图书馆。命名为U1。将其正输入连接到节点B1,将其负输入连接到节点new地面块。
要观察U1测量的电压,需要一个显示系统。
添加一个范围进入你的circuit1窗口。如果该示波器直接连接在电压测量的输出端,它将以伏特为单位显示电压。然而,电力系统中的电气工程师习惯于使用标准化的数量(每单位系统)。电压归一化方法是将电压以伏特为单位除以与系统标称电压峰值相对应的基电压。这里是比例因子K是
添加一个获得块和设置其增益如上所示。将其输出连接到范围块,并将电压测量块的输出连接到获得块。在节点B2上复制此电压测量系统,如下所示。
添加一个powergui从Simscape>电>专用电力系统图书馆。中讨论了此块的目的使用Powergui块来模拟Simscape电气专用电力系统模型.
开始模拟。
打开范围块,观察节点B1和B2的电压。
在模拟运行时,打开Vs块对话框并修改振幅。观察这两个瞄准镜的效果。你也可以修改频率和相位。用鼠标左键在感兴趣的区域周围画一个方框,可以放大作用域窗口中的波形。
电路与其他电路的接口金宝app块
的电压测量Block充当接口Simscape电专门的电力系统模块和Simulink模块。金宝app对于上面所示的系统,您实现了从电气系统到Simulink系统的这样一个接口。金宝app的电压测量block将测量电压转换为Simulink信号。金宝app
类似地,电流测量从Simscape>电>专用电力系统>传感器和测量库可用于将任何测量电流转换为Simulink信号。金宝app
您还可以从Simulink块接口到电气系统。金宝app例如,您可以使用可控电压源块在电路中注入电压,如下图所示。
测量电压和电流
当你用a测量电流时电流测量块,块图标上显示电流的正方向(正电流从+端流向-端)。类似地,当你用a测量电压时电压测量块,测量电压是+端相对于-端的电压。
电容器和电感器连接的基本原理
当您将电容器元件与电压源连接在一起,或将电感元件与电流源串联在一起时,请特别注意。当您开始模拟时,如果您的图中存在以下两个连接错误之一,则软件将显示错误消息:
您已经将电压源与电容器并联连接,或串联一系列电容器元件,如下面的两个示例所示。
为了解决这个问题,你可以在电压源和电容器之间串联一个小电阻。
您已经将电流源与电感器串联起来,或将一系列电感器并联起来,如下例所示。
为了解决这个问题,你可以在电感器并联增加一个大的电阻。
使用Powergui模拟块Simscape电专用电力系统模型
的PowerguiBlock是环境块Simscape电专门的电力系统模型。它被用来存储等效的Simulink电路,该电路表示的状态空间方程金宝appSimscape电专门的电力系统块。它还为稳态和仿真结果分析以及高级参数设计提供了工具。当您开始模拟时,如果没有,您将得到一个错误Powergui块在您的模型中找到。