В электроэнергетике и электротехнике

Шакурский Виктор Константинович

Практикум по дисциплине

Имитационное моделирование

в электроэнергетике и электротехнике

Тольятти 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………. 4

1. Графический интерфейс пользователя ………………………………..... 5

2. Модели нагрузок ………………………………………………………… 5

3. Модели источников электрической энергии ……………………….… 11

4. Модели трансформаторов …………………………………………….... 15

5. Модели линий передачи электрической энергии …………………….. 17

6. Модели измерительных устройств ………………………………….… 19

7. Модели устройств силовой электроники …………………………..…. 21

8. Исследование модели электрической цепи

с одним источником ……………………………………………………. 23

9. Исследование модели электрической цепи

с двумя источниками ……………………………………………….… 26

10. Исследование модели трёхфазной электрической цепи …………..... 31

11. Исследование переходного процесса

в трёхфазной электрической цепи …………………………………... 33

12. Исследование частотных характеристик

электрической цепи ………………………………………………...… 37

13. Исследование спектра тока в нелинейной

электрической цепи ………………………………………………….. 40

14. Исследование модели нагруженной длинной линии ……………… 44

15. Исследование модели линейного трансформатора ………………... 47

16. Исследование модели трёхфазного фильтра ……………………….. 51

17. Модель схемы управления зажиганием тиристоров …………….… 54

18. Модель управляемого тиристорного моста …………………….…... 56

19. Темы практических занятий ………………………………….……... 58

Библиографический список …………………………………………..…. 59

ВВЕДЕНИЕ

Имитационное моделирование является эффективным инструментом исследования сложных систем на этапе их разработки. Компьютерное моделирование позволяет исключить этап создания и исследования натурных моделей, что заметно ускоряет конструирование новых систем, особенно в энергетике. Наиболее популярной среди исследователей является программа MATLAB с операционной средой моделирования Simulink.

Библиотека Simulink содержит раздел SimPowerSystems, с помощью которого выполняется имитационное моделирование и последующее исследование сложных цепей электротехники и энергетики. Блоки SimPowerSystems имитируют реальные электрические цепи. В модели электрической цепи должны быть контуры и узлы. Для использования других блоков Simulink в цепь вводятся соответствующие блоки преобразования напряжений и токов в сигнальные функции. Элементы силовой электротехники электроники имеют входы управления, на которые подаются сигнальные функции управления, реализованные с помощью блоков Simulink. Всё это расширяет возможности моделирования и исследования устройств, аналитическое описание которых в виде системы дифференциальных уравнений высокого порядка громоздко, а решение вызывает много трудностей.

Цель практикума – помочь студентам сделать первые шаги в освоении имитационного моделирования. Более глубокое освоение программы позволит студентам выполнить необходимое исследование в рамках подготовки выпускной работы.

Практикум содержит описание наиболее популярных блоков и примеры моделирования и исследования устройств электротехники и энергетики.