powergui

Блок Environment для моделей Simscape Electrical Specialized Power Systems

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Основные Блоки

Описание

Блок powergui позволяет вам выбирать один из этих методов, чтобы решить вашу схему:

  • Непрерывный, который использует решатель переменного шага от Simulink®

  • Дискретизация электрической системы для решения на фиксированных временных шагах

  • Решение Phasor

Блок powergui также открывает инструменты для установившегося и анализа результатов симуляции и для усовершенствованного проекта параметра.

Вам нужен блок powergui, чтобы моделировать любую модель Simulink, содержащую Simscape™ Electrical™ Специализированные блоки Энергосистем. Это хранит эквивалентную схему Simulink, которая представляет уравнения пространства состояний модели.

При использовании одного powergui блокируются в модели:

  • Поместите блок powergui в схему верхнего уровня для оптимальной производительности.

  • Убедитесь, что блок использует имя powergui.

Блок powergui становится отключенным во время образцового обновления. Чтобы гарантировать соответствующее образцовое выполнение, не восстанавливайте ссылку библиотеки для блока powergui.

Можно использовать несколько блоков powergui в системе, которая содержит две или больше независимых электрических схемы, которые вы хотите моделировать с различными powergui решателями. Например, эта система моделирует верхнюю электрическую схему в дискретном режиме и нижнюю схему в непрерывном режиме. Цель состоит в том, чтобы сравнить производительность симуляции этих двух методов.

Для этого поместите каждую схему в две различных подсистемы, и затем добавьте блок powergui в каждой подсистеме.

Когда вы используете больше чем один блок powergui в модели:

  • Не помещайте блок powergui в схему верхнего уровня.

  • Поместите каждую независимую модель в различную подсистему.

  • Поместите один блок powergui в схему верхнего уровня каждой подсистемы.

Примечание

Не включайте прокомментированные блоки powergui в свою модель. Выполнение так будет препятствовать тому, чтобы модель моделировала.

Параметры

Решатель

Настройка вкладки Solver зависит от опции, которую вы выбираете из списка Simulation type.

Simulation type

Выберите Continuous (значение по умолчанию), чтобы выполнить непрерывное решение модели.

Выберите Discrete, чтобы выполнить дискретизацию модели. Вы задаете шаг расчета в the Sample time параметре.

Выберите Phasor, чтобы выполнить симуляцию фазовращателя модели на частоте, заданной параметром Phasor frequency.

Sample time (s)

Укажите, что шаг расчета раньше дискретизировал электрическую схему. Этот параметр видим только, когда параметр Simulation type устанавливается на Discrete.

Установите параметр Шага расчета t на значение, больше, чем 0. Блок powergui отображает значение шага расчета. Значением по умолчанию является 50e-6 s.

Phasor frequency (Hz)

Задайте частоту для выполнения симуляции фазовращателя модели. Этот параметр включен только, когда вы устанавливаете Simulation type на Phasor. Блок powergui отображает значение частоты фазовращателя. Значение по умолчанию является Гц 60.

Инструменты

Steady-State

Откройте диалоговое окно Steady-State Voltages и Currents Tool, чтобы отобразить установившиеся напряжения и токи модели. Для получения дополнительной информации смотрите power_steadystate.

Initial State

Откройте диалоговое окно Setting Tool начальных состояний, чтобы отобразить и изменить начальные конденсаторные напряжения и токи индуктора модели. Для получения дополнительной информации смотрите power_initstates.

Machine Initialization

Откройте диалоговое окно Machine Initialization Tool, чтобы инициализировать трехфазные сети, содержащие трехфазные машины так, чтобы симуляция запустилась в устойчивом состоянии. Предложения инструмента Machine Initialization упростили функции потока загрузки, но могут все еще инициализировать токи начальной буквы машины ваших моделей. Для получения дополнительной информации смотрите power_loadflow.

Impedance Measurement

Откройте диалоговое окно Impedance vs Frequency Measurement Tool, чтобы отобразить импеданс по сравнению с частотой, заданной блоками Измерения Импеданса. Для получения дополнительной информации смотрите power_zmeter.

FFT Analysis

Откройте диалоговое окно FFT Analysis Tool, чтобы выполнить анализ Фурье сигналов, сохраненных в структуре форматом времени. Для получения дополнительной информации смотрите power_fftscope.

Смотрите, что Выполняющий Гармонический Анализ Использует Инструмент БПФ для примера, который использует инструмент FFT Analysis.

Use Linear System Analyzer

Откройте окно, чтобы сгенерировать модель в пространстве состояний вашей системы (если вам установили программное обеспечение Control System Toolbox™), и откройте интерфейс Linear System Analyzer в течение ответов частотного диапазона и времени. Для получения дополнительной информации смотрите power_ltiview.

Hysteresis Design

Откройте окно, чтобы разработать гистерезисную характеристику для насыщаемого ядра блока Saturable Transformer и Трехфазных блоков Преобразователя (2D и с тремя обмотками). Для получения дополнительной информации смотрите power_hysteresis.

RLC Line Parameters

Откройте окно, чтобы вычислить параметры RLC служебной линии передачи от проводниковых характеристик и геометрии башни. Для получения дополнительной информации смотрите power_lineparam.

Generate Report

Откройте диалоговое окно Generate Report Tool, чтобы сгенерировать отчет установившихся переменных, начальных состояний и потока загрузки машины для модели. Для получения дополнительной информации смотрите power_report.

Customize SPS blocks

Откройте power_customize, чтобы создать пользовательский Simscape Electrical Специализированные блоки Энергосистем.

Load Flow

Откройтесь диалоговое окно Load Flow Tool, чтобы выполнить загрузку текут и инициализируют трехфазные сети и машины так, чтобы симуляция запустилась в устойчивом состоянии.

Инструмент Load Flow использует метод Ньютона-Raphson, чтобы обеспечить устойчивое и более быстрое решение по конвергенции по сравнению с инструментом Machine Initialization.

Инструмент Load Flow предлагает большую часть функциональности других инструментов, доступных в промышленности электроэнергетического объекта. Для получения дополнительной информации смотрите power_loadflow.

Max iterations

Задает максимальное количество итераций, которых выполняет итерации инструмент потока Загрузки до P и несоответствия степеней Q в каждой шине ниже, чем значение параметров PQ tolerance (в pu/Pbase). Несоответствие степени задано как различие между сетевой степенью, введенной в шину генераторами и загрузками и степенью, переданной на всех ссылках, оставив ту шину. Например, если основная степень является 100 MVA, и PQ tolerance установлен в 1e-4, несоответствие максимальной мощности во всех шинах не превышает 0,1 МВт или 0.1 Mvar. Значением по умолчанию является 50.

Frequency (Hz)

Задайте частоту, используемую инструментом Load Flow, чтобы вычислить нормированную матрицу проводимости сети Ybus модели и выполнить вычисления потока загрузки. Значение по умолчанию является Гц 60.

Base power (VA)

Задайте основную степень, используемую инструментом Load Flow, чтобы вычислить нормированную матрицу проводимости сети Ybus в pu/Pbase и базовых напряжениях шины модели на частоте, заданной параметром Load flow frequency.

Чтобы избежать плохо обусловленной матрицы Ybus, выберите основное значение степени в области значений номинальных степеней и загрузках модели. Для сети связи с напряжениями в пределах от от 120 кВ до 765 кВ обычно выбираются 100 основ MVA. Для распределительной сети или для маленького объекта, состоящего из генераторов, двигателей и загрузок, имеющих номинальную силу в области значений сотен киловатт, лучше адаптируется 1 базовая степень MVA. Значение по умолчанию является ВА 100e6.

PQ tolerance (pu)

Задает допуск между P и Q, когда инструмент потока Загрузки останавливается, чтобы выполнить итерации. Значением по умолчанию является 0.0001.

Voltage units

Определите единицы напряжения (V, kV) используемый инструментом Load Flow, чтобы отобразить напряжения. Значением по умолчанию является kV.

Power units

Определите блоки питания (W, kW, MW) используемый инструментом Load Flow, чтобы отобразить степени. Значением по умолчанию является MW.

Настройки

Параметры потока загрузки для образцовой инициализации только. Они не оказывают влияние на производительность симуляции.

Disable Specialized Power Systems warnings

Когда этот флажок устанавливается, Simscape Electrical, Специализированные предупреждения Энергосистем не отображаются во время анализа модели и симуляции. По умолчанию эта опция не выбрана.

Display Specialized Power Systems compilation messages

Выберите, чтобы включить сообщения эха командной строки во время анализа модели. По умолчанию эта опция не выбрана.

Use TLC file when in Accelerator Simulation Mode and for code generation

Выберите, чтобы использовать S-функции пространства состояний TLC (sfun_spssw_contc.tlc и sfun_spssw_discc.tlc) в Режиме Accelerator и для генерации кода.

Очистите это поле, если вы замечаете замедление в производительности при использовании Режима Accelerator, по сравнению с предыдущими релизами. Это замедление происходит, если вам установили компилятор LCC как компилятор по умолчанию для создания внешнего интерфейса (mex). По умолчанию эта опция не выбрана.

Disable ideal switching

Выберите эту опцию к модели, переключающей устройства как текущие источники. По умолчанию эта опция не выбрана, который соответствует рекомендуемой установке для большинства ваших приложений.

Моделируя переключатели, такие как выключатели или электронные устройства степени, как текущие источники подразумевает, что сопротивление переключателя на состоянии Рон не может быть нулем. В этом методе моделирования переключатели не могут быть соединены в ряду с индуктивной схемой или с другим переключателем или текущим источником.

Этот параметр доступен только, когда параметр Simulation type устанавливается на Continuous.

Когда эта опция включена, необходимо добавить схему (R или демпфер RC) параллельно с переключателями в модели так, чтобы их импеданс несостояния имел конечное значение. Если ваша действительная схема не использует демпферы, или если вы хотите моделировать идеальные переключатели без демпфера, необходимо, по крайней мере, использовать резистивные демпферы с высоким значением сопротивления, чтобы ввести незначительную текущую утечку. Недостаток представления таких демпферов высокого импеданса - то, что значительные различия между на состоянии и импедансом переключателя несостояния производят жесткую модель в пространстве состояний.

Disable snubbers in switching devices

Выберите, чтобы отключить устройства демпфера электронной степени и блоки прерывателя в вашей модели. Этот параметр включен только, когда параметр Simulation type устанавливается на Continuous, и опция Disable ideal switching очищена. По умолчанию эта опция очищена.

Disable Ron resistance in switching devices

Выберите, чтобы отключить внутреннее сопротивление переключателей и электронных устройств степени и обеспечить значение, чтобы обнулить Омы. Этот параметр включен только, когда параметр Simulation type устанавливается на Continuous, и опция Disable ideal switching очищена. По умолчанию эта опция очищена.

Disable forward voltage in switching devices (Vf=0)

Выберите, чтобы отключить внутреннее прямое напряжение электронных устройств степени и обеспечить значение, чтобы обнулить вольты. Этот параметр включен, только если параметр Simulation type устанавливается на Continuous и если опция Disable ideal switching очищена. По умолчанию эта опция очищена.

Display circuit differential equations

Выберите, чтобы отобразить дифференциальные уравнения модели в Диагностическом Средстве просмотра, когда симуляция запустится. Этот параметр включен только, когда параметр Simulation type устанавливается на Continuous, и опция Disable ideal switching очищена. По умолчанию эта опция очищена.

Discrete solver

Автоматически обработайте Дискретный решатель и настройки решателя Вкладки "Дополнительно" блоков

Выберите, чтобы автоматически установить метод дискретизации на Trapezoidal robust в Асинхронной Машине, Синхронной Машине, Насыщаемом Преобразователе и блоке Surge Arrester (устойчивый итерационный метод, никакие состояния).

Этот параметр доступен только, когда параметр Simulation type устанавливается на Discrete.

Установите на Tustin/Backward Euler (TBE), чтобы моделировать электрическую модель с помощью комбинации Тастина и Обратных Методов Эйлера.

Установите на Tustin, чтобы дискретизировать электрическую модель с помощью метода Тастина. Если вы используете этот решатель, необходимо задать Rs и значения демпфера Cs, чтобы избежать числовых колебаний, когда импульсы увольнения блокируются (мост, действующий в качестве выпрямителя). В этом условии необходимо использовать соответствующие значения Rs и Cs. Можно использовать следующие формулы, чтобы вычислить приближенные значения Rs и Cs:

Rs> 2*Ts/Cs

Cs <Pn / (1000*2*pi*f*Vn^2

где

  • Pn является номинальной степенью однофазного или трехфазного конвертера в ВА.

  • Vn является номинальным напряжением переменного тока от строки к строке в Vrms.

  • f является основной частотой в Гц.

  • Ts является шагом расчета в s.

Эти значения получены на следующие два критерия:

  • Утечка демпфера, текущая на основной частоте, составляет меньше чем 0,1% номинального тока, когда электронные устройства степени не проводят.

  • Временная константа RC демпферов больше, чем два раза шаг расчета Ts.

Примечание

Rs и значения Cs, которые гарантируют числовую устойчивость дискретизированного моста, могут отличаться от фактических значений, используемых в физической схеме.

Установите на Backward Euler, чтобы дискретизировать электрическую модель с помощью Обратного Метода Эйлера.

Значением по умолчанию и рекомендуемым методом является метод Tustin/Backward Euler (TBE). Этот параметр включен, только если вы устанавливаете параметр Simulation Type на Discrete.

Interpolate switching events

Этот параметр включен только, когда Discrete solver установлен в Tustin. Выберите, чтобы увеличить скорость симуляции, позволив решателю интерполировать в дискретных моделях с помощью силовой электроники. Когда эта опция выбрана, переходы логического элемента получений решателя электронных устройств степени, происходящих между двумя шагами расчета, позволив большие шаги расчета (обычно 20×), чем вы используете со стандартными решателями. Например, симуляция конвертера PWM на 5 кГц с Тастином (никакая интерполяция) или Тастином, Эйлеровым / Обратным Эйлеров обычно, требует, чтобы 1,0 шага расчета мкс (частота дискретизации = 200 × PWM частота) получили хорошее разрешение по импульсной генерации и гарантировали точные результаты. С включенной интерполяцией, с помощью шага расчета в качестве большого как 20 мкс выполняется быстрее при сохранении точности модели.

Когда вы выбираете эту опцию:

  • Используйте непрерывный импульсный генератор, чтобы гарантировать лучшую точность на импульсной генерации (задайте шаг расчета = 0 в блоках импульсной генерации).

  • В Simulink Model Configuration Parameters выберите непрерывный, решатель переменного шага (ode45 или ode23tb с настройками по умолчанию). Непрерывный решатель требуется решателем интерполяции вычислить задержки сигналов логического элемента относительно дискретных шагов расчета. Решатель использует эти импульсные задержки, чтобы интерполировать между шагами расчета и привести к точным результатам.

См. power_buck модель в качестве примера, чтобы видеть, как интерполяция увеличивает точность и скорость симуляции.

Use time-stamped gate signals

Эта опция включена, когда опция Interpolate switching events выбрана. Метод интерполяции вычисляет образцовые выходные параметры в фиксированных шагах расчета при принятии во внимание переключающихся событий, которые происходят между двумя шагами расчета. Метод получает импульсы на фиксированных временных шагах и вычисляет задержки сигналов логического элемента, прибывающих в каждом временном шаге. Вычисление задержек позволяет методу получить эволюцию состояний в различное время переключения.

Когда Use time-stamped gate signals очищен, метод интерполяции вычисляет задержки сигнала логического элемента.

Когда Use time-stamped gate signals выбран, блок не вычисляет задержки сигналов логического элемента. Затем необходимо непосредственно предоставить сигналы логического элемента, к которым добавляют метку времени, переключающимся устройствам в модели. Смотрите power_buck пример для получения дополнительной информации о концепции сигналов логического элемента с меткой времени в Simscape Electrical Специализированные Энергосистемы, переключающие устройства.

Параметр Use time-stamped gate signals включен только, когда вы устанавливаете Simulation type на Discrete, устанавливаете Solver type на Tustin и выбираете опцию Interpolate. По умолчанию эта опция очищена.

Store switching topologies

Выберите, чтобы увеличить скорость симуляции, позволив решателю сохранить и снова использовать матричные результаты вычисления. Этот параметр включен только, когда вы устанавливаете Simulation type на Continuous или Discrete. По умолчанию эта опция не выбрана.

Buffer Size (MBytes)

Задайте buffer size для сохранения матричных вычислений пространства состояний. Этот параметр включен только, когда вы устанавливаете Simulation type на Discrete, устанавливаете Solver type на Tustin и выбираете опции Store switching topologies. Значение по умолчанию является Мбайтом 100.

Start simulation with initial electrical states from

Если вы выбираете blocks, значения начального состояния, заданные в блоках, используются для симуляции.

Если вы выбираете steady, обеспечиваете все начальные электрические значения состояния к установившимся значениям.

Если вы выбираете zero, обеспечиваете все начальные электрические значения состояния, чтобы обнулить.

Значением по умолчанию является blocks.

Solver details for nonlinear elements

Когда выбрано, Solver tolerance, Maximum number of iterations и параметры Continue simulation if maximum number of iterations is reached задают дискретный решатель, используемый для нелинейных итеративных элементов, таких как нелинейный резистор в блоке Surge Arrester и нелинейные индукторы, моделируя насыщение в блоке Saturable Transformer.

Этот параметр включен только, когда параметр Simulation type устанавливается на Discrete.

Solver tolerance

Задайте самую большую приемлемую ошибку решателя. Значением по умолчанию является 1e-4.

Maximum number of iterations

Задайте максимальное количество итераций. Итерации останавливаются, когда Solver tolerance достигается. Решение обычно находится в 1 - 3 итерациях. Сообщение об ошибке возвращено и остановки симуляции, если решение не найдено, когда максимальное количество итераций превышено. Значением по умолчанию является 100.

Continue Simulation if maximum number of iterations is reached

Выберите, чтобы ограничить максимальное количество итераций. Этот параметр используется для приложений реального времени. Обычно, ограничение количества итераций к 2 приводит к приемлемым результатам.

Представлено до R2006a