При каждом запуске моделирования вызывается специальный механизм инициализации. Этот процесс инициализации вычисляет модель состояния и пространства электрической цепи и создает эквивалентную систему, которая может быть смоделирована программным обеспечением Simulink ®. Этот процесс выполняет следующие шаги:
Сортируют весь Simscape™ Electrical™ Специализированные блоки Энергосистем, получает параметры блока и оценивает сетевую топологию. Блоки разделены на линейные и нелинейные блоки. Каждому электрическому узлу автоматически присваивается номер узла.
Как только топология сети получена, вычисляется модель пространства состояний (матрицы A, B, C, D) линейной части схемы. На этом этапе выполняются все установившиеся вычисления и инициализации.
Если выбрана дискретизация цепи, дискретная модель состояния-пространства вычисляется на основе непрерывной модели состояния-пространства.
При использовании метода фазорного решения модель state-space заменяется комплексной матрицей переноса H (jλ), относящейся к входам и выходам (фазорам напряжения и тока) на заданной частоте. Эта матрица определяет сетевые алгебраические уравнения.
Создает модель Simulink цепи и сохраняет ее в блоке Powergui, расположенном на верхнем уровне модели.
Модель Simulink использует S-функциональный блок для моделирования линейной части схемы, а также переключателей и силовых электронных устройств. Для моделирования нелинейных элементов используются предопределенные модели Simulink. Блоки Simulink Source, соединенные на входе блока State-Space, используются для моделирования блоков электрических источников.
На следующем рисунке показаны взаимосвязи между различными частями полной модели Simulink. Нелинейные модели соединены по обратной связи между выходами напряжения и токовыми входами линейной модели.
Взаимосвязь моделей линейных цепей и нелинейных моделей
После завершения процесса инициализации программного обеспечения Simscape Electrical Specialized Power Systems начинается моделирование. Вы можете наблюдать колебания на участках, соединенных на выходах измерительных блоков. Через блок Powergui можно получить доступ к анализатору линейной системы и получить функции передачи данных между любой парой входов и выходов. Блок Powergui также позволяет выполнять БПФ-анализ записанных сигналов для получения их частотного спектра.
Если вы остановите моделирование и дважды щелкните блок Powergui, у вас будет доступ к установившимся значениям входов, выходов и переменных состояния, отображаемых как фазоры. Можно также использовать блок Powergui для изменения начальных условий. Блок powergui позволяет выполнять поток нагрузки с цепями с участием трехфазного оборудования и инициализировать модели машины так, чтобы моделирование начиналось в установившемся состоянии. Эта особенность позволяет избежать длительных переходных процессов из-за механических постоянных времени машин. Блок Powergui позволяет задать требуемый диапазон частот, визуализировать кривые импеданса и сохранять результаты в рабочем пространстве для блоков измерения импеданса, подключенных к цепи.
Поскольку нелинейные модели моделируются как источники тока, они не могут быть соединены последовательно с индукторами и их выводы не могут быть оставлены открытыми.
Если питание машины осуществляется через индуктивный источник, Simscape Electrical Specialized Power Systems выдает сообщение об ошибке. Избежать этой ошибки можно, подключив большие сопротивления параллельно индуктивностям источника или через клеммы машины.
В модель блока Breaker и блоков силовой электроники включена последовательная схема RC snubber. Если эти каналы snubber остаются в рабочем состоянии, проблем не возникает. Привязку можно изменить на одиночное сопротивление, установив для Cs значение Infили к одному конденсатору путем установки Rs = 0. Для устранения привязки укажите Rs = Inf или Cs = 0.