matlabsimulink同步發(fā)電機說明復習進程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。matlabsimulink同步發(fā)電機說明-SimPowerSystemsSimplifiedSynchronousMachineModelthedynamicsofasimplifiedthree-phasesynchronousmachine一個簡化的三相同步電機模型動態(tài)LibraryMachinesDescription說明TheSimplifiedSynchronousMachineblockmodelsboththeelectricalandmechanicalcharacteristicso

2、fasimplesynchronousmachine.簡體同步電機塊模型的一個簡單的同步機的電氣和機械特性。TheelectricalsystemforeachphaseconsistsofavoltagesourceinserieswithanRLimpedance,whichimplementstheinternalimpedanceofthemachine.ThevalueofRcanbezerobutthevalueofLmustbepositive.每個階段的電氣系統(tǒng)由一個系列RL的阻抗，實現(xiàn)了機器的內(nèi)部阻抗的電壓源。R的值可以是零，但L的值必須為正。TheSimplifiedSyn

3、chronousMachineblockimplementsthemechanicalsystemdescribedby簡體同步電機塊，實現(xiàn)機械系統(tǒng)的?描述where其中AlthoughtheparameterscanbeenteredineitherSIunitsorperunitinthedialogbox,theinternalcalculationsaredoneinperunit.Thefollowingblockdiagramillustrateshowthemechanicalpartofthemodelisimplemented.Noticethatthemodelcomput

4、esadeviationwithrespecttothespeedofoperation,andnottheabsolutespeeditself.雖然參數(shù)可以在SI單位或單位在對話框中輸入，內(nèi)部計算單位。下面的框圖說明了模型的機械部分是如何實現(xiàn)的。請注意，該模型計算與運行速度的偏差，而不是絕對速度本身。TheKddampingcoefficientsimulatestheeffectofdamperwindingsnormallyusedinsynchronousmachines.Whenthemachineisconnectedtoaninfinitenetwork(zeroimpedan

5、ce),thevariationofmachinepowerangledelta()resultingfromachangeofmechanicalpower(Pm)canbeapproximatedbythefollowingsecond-ordertransferfunction:對KD的阻尼系數(shù)模擬通常用于同步電機阻尼繞組的效果。當機器連接到無限網(wǎng)絡（零阻抗），機功率角增量（）的變化，從機械動力的變化（下午）可近似由以下二階傳遞函數(shù)：wherePowerangledelta:angleofinternalvoltageEwithrespecttoterminalvoltage,inrad

6、iansPmMechanicalpowerinp.u.nFrequencyofelectromechanicaloscillations=inrad/sDampingratiosElectricalfrequencyinrad/sPmaxMaximumpowerinp.u.transmittedthroughreactanceXatterminalvoltageVtandinternalvoltageE.Pmax(p.u.)whereVt,E,andXareinp.u.HInertiaconstant(s)KdDampingfactor(p.u._of_torque/p.u._of_speed

7、)Thisapproximatetransferfunction,whichhasbeenderivedbyassumingsin()=,isvalidforsmallpowerangles(30degrees).ItfollowsfromtheaboveexpressionthattheKdvaluerequiredtoobtainagivendampingratiois這近似傳輸功能，已假設罪（派生），有效期為小功率角度（30度）。從上面的表達式，KD值需要獲得一個給定的阻尼比DialogBoxandParameters對話框和參數(shù)Inthepowerliblibraryyoucancho

8、osebetweentheSIunitsorthep.u.unitsSimplifiedSynchronousMachineblockstospecifytheelectricalandmechanicalparametersofthemodel.在powerlib圖書館，你可以選擇SI單位或PU單位簡化同步電機塊指定的電氣和機械參數(shù)模型:Connectiontype連接類型Specifythenumberofwiresusedinthree-phaseYconnection:eitherthree-wire(neutralnotaccessible)orfour-wire(neutralis

9、accessible).指定用于三相Y接的電線數(shù)目的三線（中性不可訪問）或四線（中性訪問）Nominalpower,L-Lvoltage,andfrequency額定功率，L-L的電壓和頻率ThenominalapparentpowerPn(VA),frequencyfn(Hz),andRMSline-to-linevoltageVn(V).UsedtocomputenominaltorqueandconvertSIunitstop.u.線到線的額定視在功率PN（VA），頻率fn（赫茲），和RMS電壓VN（V）。用于計算額定轉(zhuǎn)矩和SI單位轉(zhuǎn)換到PUInertia,frictionfactora

10、ndpairsofpoles慣性，摩擦系數(shù)和對極Theinertia(Jinkg.m2orHinseconds)dampingfactor(Kd)andnumberofpairsofpoles(p).Thedampingfactorshouldbespecifiedin(p.u.oftorque)/(p.u.ofspeed)inbothmachinedialogboxes(inp.u.andinSI).慣性（秒kg.m2或HJ在）的阻尼系數(shù)（KD）和極對數(shù)（P）。應指定阻尼系數(shù)（扭矩PU）/（PU）的速度在兩個機器對話框（PU在SI）Internalimpedance內(nèi)部阻抗Theresist

11、anceR(orp.u.)andreactanceL(Horp.u.)foreachphase.電阻R（或PU）和電抗L（H或PU）為每個階段Initialconditions初始條件Theinitialspeeddeviation(%ofnominal),rotorangle(degrees),linecurrentmagnitudes(Aorp.u.),andphaseangles(degrees).ThesevaluescanbecomputedbytheloadflowutilityofthePowerguiblock.初始速度的偏差（名義），轉(zhuǎn)子角（度），線電流的程度（A或PU）和相

12、位角（度）。這些值可以計算PowerGUI的塊的潮流實用程序NoteThesetwoblockssimulateexactlythesamesimplifiedsynchronousmachinemodel;theonlydifferenceisthewayofenteringtheparameterunits.注意這兩個塊模擬完全相同簡化同步電機模型的，唯一的區(qū)別是進入?yún)?shù)單位InputsandOutputs輸入和輸出PmThemechanicalpowersuppliedtothemachine.Theinputcanbeaconstantsignaloritcanbeconnectedt

13、otheoutputoftheHydraulicTurbineandGovernorblock.Thefrequencyoftheinternalvoltagesourcesdependsonthemechanicalspeedofthemachine.提供給本機的機械動力。輸入可以是恒定的信號，它可以連接到水輪機的輸出和總督塊。內(nèi)部電壓源的頻率依賴于本機的機械速度ETheamplitudeoftheinternalvoltagesoftheblock.Itcanbeaconstantsignaloritcanbeconnectedtotheoutputofavoltageregulator.

14、IfyouusetheSIunitsmachine,thesetwoinputsshouldbeinwattsandvoltsphase-to-phaseRMS.Ifyouusethep.u.unitsmachine,bothinputsshouldbeinp.u.塊的內(nèi)部電壓的振幅。它可以是一個恒定的信號，它可以連接到電壓調(diào)節(jié)器的輸出。如果您使用SI單位的機器，這兩個輸入應在瓦和伏階段相RMS。如果您使用的標幺值單位的機器，兩個輸入端應標幺值mTheSimulinkoutputoftheblockisavectorcontaining12signals.Youcandemultiplexth

15、esesignalsbyusingtheBusSelectorblockprovidedintheSimulinklibrary.Simulink塊的輸出是一個含有12信號的載體。您可以通過在Simulink庫提供的總線選擇塊的解復用這些信號。信號定義單位符號1定子電流is_a一個或標幺值ISA2定子電流is_b一個或標幺值ISB3定子電流is_c一個或標幺值ISC4終端電壓VAV或標幺值VA5終端電壓VBV或標幺值VB6端電壓VCV或標幺值VC7內(nèi)部電壓EAV或p.uEA8個內(nèi)部電壓EBV或p.u的Eb9內(nèi)部電壓ECV或p.u的Ec10轉(zhuǎn)子角度thetaRAD轉(zhuǎn)子速度WM11rad/s時12

16、電機功率PEWPESignalDefinitionUnitsSymbol1Statorcurrentis_aAorp.u.isa2Statorcurrentis_bAorp.u.isb3Statorcurrentis_cAorp.u.isc4TerminalvoltageVaVorp.u.va5TerminalvoltageVbVorp.u.vb6TerminalvoltageVcVorp.u.vc7InternalvoltageEaVorp.uEa8InternalvoltageEbVorp.uEb9InternalvoltageEcVorp.uEc10Rotoranglethetarad1

17、1Rotorspeedwmrad/s12ElectricalpowerPeWPeAssumptions假設TheelectricalsystemoftheSimplifiedSynchronousMachineblockconsistssolelyofavoltagesourcebehindasynchronousreactanceandresistance.Alltheotherself-andmagnetizinginductancesofthearmature,field,anddampingwindingsareneglected.Theeffectofdamperwindingsis

18、approximatedbythedampingfactorKd.ThethreevoltagesourcesandRLimpedancebranchesareY-connected(threewiresorfourwires).Theloadmightormightnotbebalanced.簡體同步電機塊的電氣系統(tǒng)只包括了后面的同步電抗和電阻的電壓源。所有其他的自我和電樞，領域和阻尼繞組的勵磁電感被忽視。阻尼繞?組的作用是近似的阻尼系數(shù)KD。Y型連接（三線或四線）三個電壓源和RL阻抗支路。負載可能會或可能不會平衡。Example示例TheHYPERLINKmatlab:power_simp

19、lealtpower_simplealtdemousestheSimplifiedSynchronousMachineblocktorepresenta1000MVA,315kV,60Hzequivalentsourceconnectedtoaninfinitebus(Three-PhaseProgrammableVoltageSourceblock).TheSimplifiedSynchronousMachine(SIUnits)blockisusedasasynchronousgenerator.Theinternalresistanceandreactancearesetrespecti

20、velyto0.02p.u.(1.9845)and0.2p.u.(X=19.845;L=0.0526H).TheinertiaofthemachineisJ=168,870kg.m2,correspondingtoaninertiaconstantH=3s.Theelectricalfrequencyiss=2*60/2=377rad/s.Themachinehastwopairsofpolessuchthatitssynchronousspeedis2*60/2=188.5rad/sor1800rpm.power_simplealt演示使用簡體同步電機塊代表一個1000兆伏安，315千伏，6

21、0赫茲等效源連接到一個無限總線（三相可編程電壓源塊）。簡體同步機（SI單位）塊是作為一個同步發(fā)電機。內(nèi)部電阻和電抗分別為0.02PU（1.9845）和0.2標幺值（x=19.845，L=0.0526H）。機器的慣性是J=168870kg.m2，相應的慣性常數(shù)h=第3號電氣頻率為S=2*60/2=377弧度/秒。本機有兩個對的極點，其同步速度為2*60/2=188.5RAD/s或1800轉(zhuǎn)TheLoadFlowoptionofthePowerguihasbeenusedtoinitializethemachineinordertostartsimulationinsteadystatewitht

22、hemachinegenerating500MW.Therequiredinternalvoltagecomputedbytheloadflowis1.0149p.u.ThereforeaninternalvoltageE=315e3*1.0149=319,690Vrmsphase-to-phaseisspecifiedintheConstantblockconnectedtotheEinput.ThemaximumpowerthatcanbedeliveredbythemachinewithaterminalvoltageVt=1.0p.u.andaninternalvoltageE=1.0

23、149p.u.isPmax=Vt*E/X=1.0149/0.2=5.0745p.u.潮流的PowerGUI的選項已被用來初始化機器，以啟動與發(fā)電500兆瓦的機器的穩(wěn)態(tài)模擬。潮流計算所需的內(nèi)部電壓為1.0149PU因此，一個內(nèi)部電壓E=315e3*1.0149=319690指定Vrms的相相連接到E輸入常數(shù)塊。最大功率可以由機器交付與終端電壓Vt=1.0PU和內(nèi)部電壓E=1.0149標幺值是P最大=VT*E/X=1.0149/0.2=5.0745標幺值ThedampingfactorKdisadjustedinordertoobtainadampingratio=0.3.Accordingtot

24、heformulagivenintheDescriptionsection,therequiredKdvalueis阻尼系數(shù)KD調(diào)整，以獲得一個阻尼比=0.3。根據(jù)“說明”一節(jié)中給出的公式，需要Kd值TwoFourierblocksareusedtomeasurethepowerangle.ThisangleiscomputedasthedifferencebetweenthephaseangleofphaseAinternalvoltageandthephaseangleofphaseAterminalvoltage.兩個傅立葉塊是用來測量功率角。這個角度計算的A相內(nèi)部電壓的相位角和A相端電

25、壓相位角之間的差異。Inthisdemo,astepisperformedonthemechanicalpowerappliedtotheshaft.Themachineisinitiallyrunninginsteadystatewithamechanicalpowerof505MW(mechanicalpowerrequiredforanoutputelectricalpowerof500MW,consideringtheresistivelosses).Att=0.5sthemechanicalpowerissuddenlyincreasedto1000MW.在此演示中，第一步是對適用于

26、軸的機械動力。該機最初是在穩(wěn)態(tài)運行的505兆瓦的機械功率（500兆瓦的電力輸出所需的機械動力，考慮電阻損耗）。在t=0.5秒的機械動力突然增加至1000兆瓦。RunthedemoandobservetheelectromechanicaltransientontheScopeblockdisplayingthepowerangleindegrees,themachinespeedinrpm,andtheelectricalpowerinMW.Simulationresultsareshowninthefollowingfigure.運行演示和機電暫態(tài)觀察的范圍塊顯示在度的角度，在RPM的機器的速度，和在兆瓦的電力。仿真結(jié)果如下圖所示ForaninitialelectricalpowerPe=500MW(0.5p.u.),theloadangleis5.65degrees,whichcorrespondstotheexpectedvalue:對于初始電力PE=500兆瓦（0.5PU），負載角為5.65度，對應的預期值Asthemechanicalpowerissteppedfrom0.5p.u.to1.0p.u.,theloadanglein