Материал: Лабораторный практикум по общей энергетике. Крысанов В.Н., Иванов К.В

когда тиристор находится в открытом состоянии. В закрытом состоянии конденсатор должен быть заряжен до максимального напряжения.

UC 17670 2 24989В

Чтобы изменить начальное напряжение на конденсаторе необходимо использовать блок Powergui.

2.6.1.Открыть свойства блока Powergui. В меню Tools

выбрать Initial States Settings / Display or Set Initial Conditions (начальные значения переменных, зависящих от состояния/просмотр или установка начальных значений). Появится список всех переменных, зависящих от состояния, с их заданными по умолчанию начальными значениями.

2.6.2.Задать начальное значение напряжения на конденсаторе C в демпфирующей цепочке Uc «snubber» равным 0.3141 В. Это напряжение точно не равно нулю, потому что демпфирующая цепочка дает путь циркуляции небольшого тока, когда оба тиристора закрыты.

2.6.3.Выбрать переменную, зависящую от состояния Uc_C, и ввести -24989 в верхнее правое поле. Нажать на кнопку Apply (применить), чтобы сделать изменение этого значения.

2.6.4.Запустить моделирование. Убедиться, что переходные составляющие конденсаторного напряжения и тока исчезли.

2.6.5.Сохранить и проанализировать графики. Типовые графики напряжения, полученные с

различными начальными значениями, представлены на рис. 2.14.

36

Лабораторная работа № 3

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СРЕДЕ MATLAB ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Теоретические сведения

В странах СНГ и далекого зарубежья много внимания отводится разработке методов исследований и расчета переходных процессов с целью создания СЭС нового технического уровня, сохранения устойчивости их режимов с необходимыми уровнями экономичности, качества электроэнергии, надёжности и безопасности эксплуатации. Решению задач, которые возникают при анализе и расчете переходных процессов, в значительной мере оказывает содействие широкое использование методов моделирования и средств вычислительной техники. Они дают возможность выбирать наиболее приемлемые схемные решения и электрические характеристики элементов СЭС, а также прогнозировать высокие значения показателей их экономичности и надежности не только в нормальных, а и в переходных режимах.

Одна из главных возможностей библиотек SimPowerSystems Matlab это моделирование переходных процессов в электрических цепях. Они могут быть получены с помощью механических коммутационных выключателей (автоматических размыкателей) или полупроводниковых устройств силовой электроники.

Важной характеристикой SimPowerSystems, которая появилась начиная с версии 2.0, является ее способность моделировать с непрерывными алгоритмами интегрирования с переменным шагом и с дискретными решателями. Для небольших систем алгоритмы с переменным шагом времени обычно быстрее, чем методы с фиксированным шагом, потому что число шагов интегрирования меньше. Однако, для больших

38

систем, которые содержат много состояний или много нелинейных блоков типа силовых электронных выключателей, лучше применять дискретизацию.

При дискретизации системы точность моделирования будет контролироваться величиной шага. Если используется слишком большой шаг, точность может быть недостаточной. Единственный способ узнать является ли выбранный шаг приемлемым состоит в том, чтобы повторять моделирование с различными шагами и искать компромисс (между скоростью и точностью), выбирая самый большой приемлемый шаг интегрирования. Обычно шаги интегрирования от 20 мс до 50 мс дают хорошие результаты при моделировании переходных процессов при коммутации в энергосистемах, рассчитанных на 50 Гц или 60 Гц, или систем, содержащих коммутационные электронные устройства типа диодов и тиристоров. Необходимо уменьшать шаг интегрирования для электронных силовых устройств с принудительной коммутацией. Эти устройства: полевой транзистор с изолированным затвором (IGBT), полевой транзистор (FET) и запираемый тиристор (GTO), которые работают с высокой частотой переключения.

Например, для модели широтно-импульсного (PWM) инвертора, работающего с частотой 8 кГц, наименьший шаг интегрирования ‒ 1 мс.

Подготовка к работе

1.Открыть систему «circuit1» и сохранить под именем «circuit2».

Перед добавлением выключателя необходимо изменить принципиальную схему «circuit2». SimPowerSystems позволяет группировать несколько компонентов системы в подсистему. Эта особенность полезна, когда необходимо упростить сложные принципиальные схемы.

2.Выделить два блока с именами Rs_eq и Z_eq, щелкнуть правой кнопкой мыши и использовать меню Create

39

Subsystem (создать подсистему). Эти два блока теперь сформировали новый блок с именем Subsystem (подсистема) как показано на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Создание подсистемы

3. Используя меню Edit/Mask Subsystem, заменить значок этой подсистемы. На вкладке Icon (значок) редактора маски напечатать следующую команду рисунка: disp ('Equivalent\nCircuit'). Чтобы показать тень для выбранного

добавить блок Breaker (выключатель) в «circuit2». Автоматический выключатель ‒ нелинейный элемент,

смоделированный идеальным выключателем последовательно с сопротивлением. Из-за ограничений моделирования, это сопротивление не может быть установлено в 0. Однако значение этого сопротивления может быть установлено очень маленьким, например, 0.001 Ом, и его присутствие не будет влиять на работу схемы.

40