基于Matlab的电力系统无功补偿装置的研究与仿真 联系客服

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Ground:连接到没有连接到的输入端。 Terminator:连接到没有连接到的输出端。 SubSystem:建立新的封装(Mask)功能模块

接收器模块( Sinks ) Scope:示波器。

XY Graph:显示二维图形。

To Workspace:将输出写入MATLAB的工作空间。 To File(.mat):将输出写入数据文件。

输入源模块( Sources )

Constant:常数信号。 Clock:时钟信号。

From Workspace:来自MATLAB的工作空间。 From File(.mat):来自数据文件。 Pulse Generator:脉冲发生器。 Repeating Sequence:重复信号。

Signal Generator:信号发生器,可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波。 Sine Wave:正弦波信号。 Step:阶跃波信号。

2.3 电力系统工具箱(SimPowerSystems)

2.3.1 SimPowerSystems简介

MATLAB提供的电力系统工具箱(Power System Blockset以下简称PSB)主要是由加拿大的Hydro Quebec和TECSIM International公司共同开发的,其功能非常强大,可以用于电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等过程的仿真,它提供了一种类似电路建模的方式进行模型绘制,在仿真前将其自动变化成状态方程描述的系统形式,然后在Simulink下进行仿真分析。

MATLAB建模还可以直接调用PSB中的电气模块。PSB含有丰富的元件模型,几乎提供了组成电力系统的所有元件,包括电力网络元件,机电设备、电力电子器件,

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控制和测量环节以及三相元件库等,信号显示、模块连接等模块一般可以在Simulink工具箱中找到。同时PSB提供了图形用户界面(Power GUI),它可以使电路稳态分析得到简化,并且MATLAB中的power2sys函数可以将电路仿真结果转换为A、B、C、D四个矩阵表示的状态变量形式,实现对仿真结果的计算和分析。

这种方法使得复杂的建模问题变得极为简便,用户只需在模型库里找到相应的电气元件,通过图形界面输入元件参数,即可完成相应元件的建模;再通过拖、拉等方式把元件组合起来,即可完成系统建模;再设置一定仿真参数,即可进行系统仿真分析。

2.3.2 模型库

根据电力系统内电气设备特性,可将PSB库内的模型分成电源、元件、电力电子器件、电机、连接器和测量等部分。元件包括单相RLC支路和负载模块、变压器、互感器、π型传输线、避雷器、断路器、n相分布参数线路模型等。利用SIMULINK二次开发功能,可方便地编辑出更复杂的元件模型和集成参数对话框。电力电子包括通用的半导体元件,每个元件( 除二极管外)都有Simulink门极控制输入端和Simulink输出端,可显示开关的电压和电流值。电机库包括简化的和详细的同步电机、异步电机、励磁机、永磁同步电机和涡轮机等。每个模块有一个Simulink输出来显示内部变量状态值。

2.4 电力系统图形化用户接口(Powergui)

电力系统图形化用户接口(Powergui) 利用Simulink 功能连接不同的电气元件,是分析电力系统模型有效的图形化用户接口工具。可以拷贝此模块到系统模型窗口中,然后双击模块打开功能菜单:

(1) Powergui 模块可以显示系统稳定状态的电流和电压及电路所有的状态变量值;

(2) 为了执行仿真,Powergui 模块允许修改初始状态;

(3) Powergui 可以执行负载潮流的计算,并且为了从稳态时开始仿真可以初始化包括三相电机在内的三相网络,三相电机的类型为简化的同步电机、同步电机或异步电机模块;

(4) 当电路中出现阻抗测量模块时,Powergui 也可以显示阻抗随频率变化的波

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形;

(5) 如果用户拥有控制工具箱,Powergui 模块可以产生用户自己系统的空间模块,自动打开LTI 相对于时域和频域的观测器接口;

(6) Powergui 可以产生扩展名为.rep 的结果报告文件,这个文件包含测量模块、电源、非线性模块等系统的稳定状态值。

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第三章 无功补偿装置的MATLAB的建模与仿真

图4-1 无功补偿装置Simulink仿真模型

2.1 模型建立

图4-1为无功补偿装置simulink的仿真模型,现试分析图4-1的建模过程。 (1)在Simulink窗口下的File菜单中选择New命令创建一个untitled空白文件窗口。

(2)双击Simulink的SimPowerSystems模块库,打开Electronics Sources模块库,将三相可编程电压源Three-Phase Programmable Voltage Source模块从该模块库窗口拷贝到untitled窗口,并将其命名为Programmable Voltage Source,其属性参数设置对话框如图4-2所示:

(3)双击Simulink的SimPowerSystems模块库,打开Elements模块库,将三相串联RLC支路Three-Phase Series RLC Branch模块从该模块库拷贝到untitled窗口,并将其命名为735KV 6000MVA,其属性参数对话框如图4-3所示:

(4)双击Simulink的SimPowerSystems模块库,打开Elements模块库,将三相串联RLC负载Three-Phase Series RLC load模块从该模块库拷贝到untitled窗口,并将其命名为200MW,其属性参数对话框如图4-4所示:

(5)在Simulink的SimPowerSystems模块库中,打开Elements模块库,选中

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