MATLAB仿真与电力系统分析技巧

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1、在 MATLAB 命令窗口中,若想了解有关命令/函数的更多详细信息,应该输入什么内容?

在 MATLAB 命令窗口中输入以下命令以了解有关命令/函数的更多详细信息:


help <命令/函数名称>

2、双击“极点 – 零点图”部分进行极点 – 零点分析,双击“增益和相位裕度图”观察奈奎斯特图。将得到的图形与稳定和不稳定系统的特征进行比较,并对相似特征进行评价。

对于极点 – 零点图:

若所有极点都位于左半平面,则系统稳定;

若有极点位于右半平面,则系统不稳定。

对于奈奎斯特图:

若轮廓不包围(-1, 0)点,且右半平面的极点数为零,系统稳定;

若轮廓顺时针包围(-1, 0)点的次数等于右半平面的极点数,系统稳定;

若不满足上述条件,则系统不稳定。

将实际得到的图形按这些规则判断:

若符合稳定特征则系统稳定;

若符合不稳定特征则系统不稳定。

3、从电压、电流和阻抗的角度进行分析,并将其与星形和三角形连接的各自特性相匹配。

在星形(Y)连接中,线电压是相电压的√3倍,线电流等于相电流;相电压与对应相电流的关系为:

V=I×ZV=I×Z

以线电压 $ V_{AB} $ 为例,它等于 $ V_{AN} – V_{BN} $。

而在三角形(Δ)连接中,线电压等于相电压;线电流与相电流的关系为:

线电流是相电流的√3倍。

判断一个系统是星形还是三角形连接,可依据电压、电流和阻抗关系:

若线电压是相电压的√3倍且线电流等于相电流,可能是

星形连接

若线电压等于相电压且线电流是相电流的√3倍,则可能是

三角形连接

此外,负载平衡情况也会影响这些关系,

平衡负载

下各相电压、电流和阻抗大小相等、相位差恒定。

4、根据源电压和输出电压计算占空比。更改脉冲发生器模块中的占空比,并在必要时更改电阻、电感和电容的值,以尽可能获得波纹和振荡较小的图形。

对于降压转换器,源电压为 $ V_s $,输出电压为 $ V_a $,占空比 $ k $ 的计算公式为:

k=VaVsk=VaVs

例如,若源电压为 12V,期望输出电压为 8V,则占空比:

k=812=0.667k=812=0.667

在脉冲发生器中,将脉冲宽度百分比设为计算所得的占空比。之后根据实际输出图形的波纹和振荡情况,调整电阻、电感和电容的值以优化图形。

5、从总线选择器中,仅选择直流电压(Vdc (V))并在示波器中显示。

在总线选择器的参数窗口中,从左侧框里找到

Vdc (V)

信号,将其移至右侧框,总线选择器会自动创建对应输出端口,连接示波器块即可在示波器窗口观察该信号。

6、从三相串联RLC负载的参数窗口更新其有功功率(瓦)。从总线选择器中,仅选择直流电压(伏)并在示波器中显示。

先打开三相串联RLC负载的参数窗口

找到有功功率(W)的设置项进行更新

再找到总线选择器

从中仅选中Vdc(V)

将其连接到示波器以在其中显示

7、从总线选择器中,仅选择输出有功功率Pe0(标幺值),并在示波器中显示。

可按此操作:从总线选择器里,仅选取输出有功功率Pe0(标幺值),将其在示波器中显示。

8、更新同步电机的额定功率和线电压,更新三相变压器(双绕组)的两个绕组电压。从母线选择器中,仅选择输出有功功率Pe0(标幺值)并在示波器中显示。

参数设置说明


同步电机

额定功率:300 MVA

线电压有效值:11 kV


三相变压器(双绕组)

第一绕组

连接方式:“D1”

相电压有效值:11 kV

第二绕组

连接方式:“Yg”

相电压有效值:269 kV


母线选择器

仅选择输出有功功率

Pe0

(标幺值)在示波器中显示

9、设计模型,选择电池类型并展示放电特性曲线

在放电选项卡中,可通过点击前面的复选框根据电池先前分配的标称值自动设置所有参数,也可根据用户偏好手动设置参数。选项卡底部有绘图选项,用于观察建模电池的放电特性。绘图按钮左侧有单位选项,可选择沿x轴以

时间尺度



安时尺度

观察绘图。双击绘图按钮可观察时间尺度下建模电池的放电特性曲线。

10、输出电压为15V,设计一个电路(设计可能多样)

升压转换器电路设计方案

可设计一个升压转换器电路,具体参数如下:


输入直流电压

:5V


脉冲发生器参数

幅值:1

脉冲周期:1/10000 s

脉冲宽度:66.67%


电路元件参数

电感值:333 mH

电容值:10 μF

电阻值:500 Ω

运行

0.2 s

的仿真后,输出电压接近

15V

。如需进一步提高输出电压至

15V

,可通过减小二极管正向电压实现。

11、更新数值,T = 310 且 N = 2,使用 MATLAB 模拟模型来展示特性曲线

若使用 MATLAB,可按以下通用步骤操作:

定义变量 T 和 N 的值,即

matlab
T = 310;
N = 2;

根据模型的具体方程编写代码;

使用绘图函数(如

plot

)来展示特性曲线。

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