matlabsimulink同步发电机说明复习进程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。matlabsimulink同步发电机说明-SimPowerSystemsSimplifiedSynchronousMachineModelthedynamicsofasimplifiedthree-phasesynchronousmachine一个简化的三相同步电机模型动态LibraryMachinesDescription说明TheSimplifiedSynchronousMachineblockmodelsboththeelectricalandmechanicalcharacteristicso

2、fasimplesynchronousmachine.简体同步电机块模型的一个简单的同步机的电气和机械特性。TheelectricalsystemforeachphaseconsistsofavoltagesourceinserieswithanRLimpedance,whichimplementstheinternalimpedanceofthemachine.ThevalueofRcanbezerobutthevalueofLmustbepositive.每个阶段的电气系统由一个系列RL的阻抗，实现了机器的内部阻抗的电压源。R的值可以是零，但L的值必须为正。TheSimplifiedSyn

3、chronousMachineblockimplementsthemechanicalsystemdescribedby简体同步电机块，实现机械系统的?描述where其中AlthoughtheparameterscanbeenteredineitherSIunitsorperunitinthedialogbox,theinternalcalculationsaredoneinperunit.Thefollowingblockdiagramillustrateshowthemechanicalpartofthemodelisimplemented.Noticethatthemodelcomput

4、esadeviationwithrespecttothespeedofoperation,andnottheabsolutespeeditself.虽然参数可以在SI单位或单位在对话框中输入，内部计算单位。下面的框图说明了模型的机械部分是如何实现的。请注意，该模型计算与运行速度的偏差，而不是绝对速度本身。TheKddampingcoefficientsimulatestheeffectofdamperwindingsnormallyusedinsynchronousmachines.Whenthemachineisconnectedtoaninfinitenetwork(zeroimpedan

5、ce),thevariationofmachinepowerangledelta()resultingfromachangeofmechanicalpower(Pm)canbeapproximatedbythefollowingsecond-ordertransferfunction:对KD的阻尼系数模拟通常用于同步电机阻尼绕组的效果。当机器连接到无限网络（零阻抗），机功率角增量（）的变化，从机械动力的变化（下午）可近似由以下二阶传递函数：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这近似传输功能，已假设罪（派生），有效期为小功率角度（30度）。从上面的表达式，KD值需要获得一个给定的阻尼比DialogBoxandParameters对话框和参数Inthepowerliblibraryyoucancho

8、osebetweentheSIunitsorthep.u.unitsSimplifiedSynchronousMachineblockstospecifytheelectricalandmechanicalparametersofthemodel.在powerlib图书馆，你可以选择SI单位或PU单位简化同步电机块指定的电气和机械参数模型:Connectiontype连接类型Specifythenumberofwiresusedinthree-phaseYconnection:eitherthree-wire(neutralnotaccessible)orfour-wire(neutralis

9、accessible).指定用于三相Y接的电线数目的三线（中性不可访问）或四线（中性访问）Nominalpower,L-Lvoltage,andfrequency额定功率，L-L的电压和频率ThenominalapparentpowerPn(VA),frequencyfn(Hz),andRMSline-to-linevoltageVn(V).UsedtocomputenominaltorqueandconvertSIunitstop.u.线到线的额定视在功率PN（VA），频率fn（赫兹），和RMS电压VN（V）。用于计算额定转矩和SI单位转换到PUInertia,frictionfactora

10、ndpairsofpoles惯性，摩擦系数和对极Theinertia(Jinkg.m2orHinseconds)dampingfactor(Kd)andnumberofpairsofpoles(p).Thedampingfactorshouldbespecifiedin(p.u.oftorque)/(p.u.ofspeed)inbothmachinedialogboxes(inp.u.andinSI).惯性（秒kg.m2或HJ在）的阻尼系数（KD）和极对数（P）。应指定阻尼系数（扭矩PU）/（PU）的速度在两个机器对话框（PU在SI）Internalimpedance内部阻抗Theresist

11、anceR(orp.u.)andreactanceL(Horp.u.)foreachphase.电阻R（或PU）和电抗L（H或PU）为每个阶段Initialconditions初始条件Theinitialspeeddeviation(%ofnominal),rotorangle(degrees),linecurrentmagnitudes(Aorp.u.),andphaseangles(degrees).ThesevaluescanbecomputedbytheloadflowutilityofthePowerguiblock.初始速度的偏差（名义），转子角（度），线电流的程度（A或PU）和相

12、位角（度）。这些值可以计算PowerGUI的块的潮流实用程序NoteThesetwoblockssimulateexactlythesamesimplifiedsynchronousmachinemodel;theonlydifferenceisthewayofenteringtheparameterunits.注意这两个块模拟完全相同简化同步电机模型的，唯一的区别是进入参数单位InputsandOutputs输入和输出PmThemechanicalpowersuppliedtothemachine.Theinputcanbeaconstantsignaloritcanbeconnectedt

13、otheoutputoftheHydraulicTurbineandGovernorblock.Thefrequencyoftheinternalvoltagesourcesdependsonthemechanicalspeedofthemachine.提供给本机的机械动力。输入可以是恒定的信号，它可以连接到水轮机的输出和总督块。内部电压源的频率依赖于本机的机械速度ETheamplitudeoftheinternalvoltagesoftheblock.Itcanbeaconstantsignaloritcanbeconnectedtotheoutputofavoltageregulator.

14、IfyouusetheSIunitsmachine,thesetwoinputsshouldbeinwattsandvoltsphase-to-phaseRMS.Ifyouusethep.u.unitsmachine,bothinputsshouldbeinp.u.块的内部电压的振幅。它可以是一个恒定的信号，它可以连接到电压调节器的输出。如果您使用SI单位的机器，这两个输入应在瓦和伏阶段相RMS。如果您使用的标幺值单位的机器，两个输入端应标幺值mTheSimulinkoutputoftheblockisavectorcontaining12signals.Youcandemultiplexth

15、esesignalsbyusingtheBusSelectorblockprovidedintheSimulinklibrary.Simulink块的输出是一个含有12信号的载体。您可以通过在Simulink库提供的总线选择块的解复用这些信号。信号定义单位符号1定子电流is_a一个或标幺值ISA2定子电流is_b一个或标幺值ISB3定子电流is_c一个或标幺值ISC4终端电压VAV或标幺值VA5终端电压VBV或标幺值VB6端电压VCV或标幺值VC7内部电压EAV或p.uEA8个内部电压EBV或p.u的Eb9内部电压ECV或p.u的Ec10转子角度thetaRAD转子速度WM11rad/s时12

16、电机功率PEWPESignalDefinitionUnitsSymbol1Statorcurrentis_aAorp.u.isa2Statorcurrentis_bAorp.u.isb3Statorcurrentis_cAorp.u.isc4TerminalvoltageVaVorp.u.va5TerminalvoltageVbVorp.u.vb6TerminalvoltageVcVorp.u.vc7InternalvoltageEaVorp.uEa8InternalvoltageEbVorp.uEb9InternalvoltageEcVorp.uEc10Rotoranglethetarad1

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

18、approximatedbythedampingfactorKd.ThethreevoltagesourcesandRLimpedancebranchesareY-connected(threewiresorfourwires).Theloadmightormightnotbebalanced.简体同步电机块的电气系统只包括了后面的同步电抗和电阻的电压源。所有其他的自我和电枢，领域和阻尼绕组的励磁电感被忽视。阻尼绕?组的作用是近似的阻尼系数KD。Y型连接（三线或四线）三个电压源和RL阻抗支路。负载可能会或可能不会平衡。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演示使用简体同步电机块代表一个1000兆伏安，315千伏，6

21、0赫兹等效源连接到一个无限总线（三相可编程电压源块）。简体同步机（SI单位）块是作为一个同步发电机。内部电阻和电抗分别为0.02PU（1.9845）和0.2标幺值（x=19.845，L=0.0526H）。机器的惯性是J=168870kg.m2，相应的惯性常数h=第3号电气频率为S=2*60/2=377弧度/秒。本机有两个对的极点，其同步速度为2*60/2=188.5RAD/s或1800转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的选项已被用来初始化机器，以启动与发电500兆瓦的机器的稳态模拟。潮流计算所需的内部电压为1.0149PU因此，一个内部电压E=315e3*1.0149=319690指定Vrms的相相连接到E输入常数块。最大功率可以由机器交付与终端电压Vt=1.0PU和内部电压E=1.0149标幺值是P最大=VT*E/X=1.0149/0.2=5.0745标幺值ThedampingfactorKdisadjustedinordertoobtainadampingratio=0.3.Accordingtot

24、heformulagivenintheDescriptionsection,therequiredKdvalueis阻尼系数KD调整，以获得一个阻尼比=0.3。根据“说明”一节中给出的公式，需要Kd值TwoFourierblocksareusedtomeasurethepowerangle.ThisangleiscomputedasthedifferencebetweenthephaseangleofphaseAinternalvoltageandthephaseangleofphaseAterminalvoltage.两个傅立叶块是用来测量功率角。这个角度计算的A相内部电压的相位角和A相端电

25、压相位角之间的差异。Inthisdemo,astepisperformedonthemechanicalpowerappliedtotheshaft.Themachineisinitiallyrunninginsteadystatewithamechanicalpowerof505MW(mechanicalpowerrequiredforanoutputelectricalpowerof500MW,consideringtheresistivelosses).Att=0.5sthemechanicalpowerissuddenlyincreasedto1000MW.在此演示中，第一步是对适用于

26、轴的机械动力。该机最初是在稳态运行的505兆瓦的机械功率（500兆瓦的电力输出所需的机械动力，考虑电阻损耗）。在t=0.5秒的机械动力突然增加至1000兆瓦。RunthedemoandobservetheelectromechanicaltransientontheScopeblockdisplayingthepowerangleindegrees,themachinespeedinrpm,andtheelectricalpowerinMW.Simulationresultsareshowninthefollowingfigure.运行演示和机电暂态观察的范围块显示在度的角度，在RPM的机器的速度，和在兆瓦的电力。仿真结果如下图所示ForaninitialelectricalpowerPe=500MW(0.5p.u.),theloadangleis5.65degrees,whichcorrespondstotheexpectedvalue:对于初始电力PE=500兆瓦（0.5PU），负载角为5.65度，对应的预期值Asthemechanicalpowerissteppedfrom0.5p.u.to1.0p.u.,theloadanglein