Через блок Powergui доступны три метода решения. Это:
Метод непрерывного решения с использованием решателей с переменным шагом Simulink ®
Дискретизация для решения на фиксированных временных этапах
Метод фазорного раствора с использованием решателей с переменным шагом Simulink
Одна важная особенность программного обеспечения Simscape™ Electrical™ Specialized Power Systems - своя способность моделировать электрические системы или с непрерывными алгоритмами интеграции переменного шага или с фиксированным шагом, используя дискретизированную систему. Для систем малого размера непрерывный метод обычно более точен. Алгоритмы с переменным шагом также быстрее, поскольку количество шагов меньше, чем при использовании метода с фиксированным шагом, дающего сопоставимую точность. При использовании линейно-коммутируемой силовой электроники алгоритмы с переменным шагом, чувствительные к событиям, с высокой точностью обнаруживают пересечение нулевых токов в диодах и тиристорах, чтобы не наблюдать никакого обрубания тока. Однако для больших систем (содержащих либо большое количество состояний, либо нелинейных блоков) недостатком непрерывного способа является то, что его крайняя точность замедляет моделирование. В таких случаях целесообразно дискретизировать систему.
Можно рассмотреть небольшой размер системы, которая содержит менее 50 электрических состояний и менее 25 электронных переключателей. Автоматические выключатели не сильно влияют на скорость, потому что эти устройства работают всего пару раз во время теста.
Если вас интересуют только изменения величины и фазы всех напряжений и токов, когда выключатели замкнуты или разомкнуты, не нужно решать все дифференциальные уравнения (модель «состояние-пространство»), возникающие в результате взаимодействия элементов R, L, C. Вместо этого можно решить гораздо более простой набор алгебраических уравнений, связанных с фазорами напряжения и тока. Метод фазорного решения решает гораздо более простой набор уравнений. Как следует из его названия, этот метод вычисляет напряжения и токи как фазоры. Способ фазорного решения особенно полезен для изучения переходной устойчивости сетей, содержащих большие генераторы и двигатели. В этом типе проблемы вас интересуют электромеханические колебания, возникающие в результате взаимодействия инерций машин и регуляторов. Эти колебания создают модуляцию величины и фазы основных напряжений и токов на низких частотах (обычно между 0,02 Гц и 2 Гц). Поэтому требуется длительное время моделирования (несколько десятков секунд). Методы непрерывного или дискретного решения не подходят для этого типа проблем.
В методе фазорного решения быстрые режимы игнорируются заменой сетевых дифференциальных уравнений набором алгебраических уравнений. Модель состояния-пространства сети заменяется комплексной матрицей, оцениваемой на основной частоте и относящейся к ней входов (токов, вводимых машинами в сеть) и выходов (напряжений на клеммах машины). Поскольку метод фазорного решения использует модель уменьшенного состояния-пространства, состоящую из медленных состояний машин, турбин и регуляторов, он значительно сокращает требуемое время моделирования.
Решатели с непрерывными переменными шагами очень эффективны в решении этого типа задач. Рекомендуемый решатель: ode23tb с максимальным временным шагом одного цикла основной частоты (1/60 с или 1/50 с). Этот более быстрый метод решения дает решение только вблизи основной частоты.