电力电子实验matlab仿真SVC
电力电子的matlab仿真
电力电子的 MATLAB 仿真计算机控制技术 课程设计资料2010 年 4 月前 言电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用形 很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和 困难，一般常用波形分析的方法来研究。
仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。
我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的 作用。
掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并 且可以调动学生的积极性。
实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的， 也受到学时的限制。
而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。
仿 真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。
目录第一章 MATLAB 基础11．1 MATLAB 介绍11．2 MATLAB 的安装与启动21．3 MATLAB 环境3第二章 MATLAB/Simulink/Power System 工具箱简介 72．1 Simulink 工具箱简介 72．2 Power System 工具箱简介 102．3Simulink/Power System 的模型窗口 132．4Simulink/Power System 模块的基本操作 17第三章 电力电子电路仿真实训 21实训一单相半波可控整流电路仿真实训 21实训二单相桥式半控整流电路仿真实训 29实训三单相桥式全控整流电路仿真实训 35实训四单相桥式全控有源逆变电路仿真实训 42实训五 单相交流调压电路仿真实训 45实训六 降压斩波电路仿真实训 48实训七 升压斩波电路仿真实训 51实训八 升降压斩波电路实训 54实训九三相半波不可控整流电路仿真实训 57实训十三相半波可控整流电路仿真实训 59实训十一三相桥式全控整流电路仿真实训 67实训十二三相半波可控整流电路有源逆变电路仿真实训 72实训十三三相桥式有源逆变电路仿真实训 75第 1 章 MATLAB 基础MATLAB 介绍 MATLAB 是一种科学计算软件。
电力电子的Matlab仿真技术54569
电力电子技术的Matlab仿真
b) Initial step size（初始步长参数）：一般建议用“auto”默认值即可。
4) 仿真精度的定义（对于变步长模式）
a) Relative tolerance（相对误差）：它是指误差相对于状态的值，是一 个百分比，缺省值为1e-3，表示状态的计算值要精确到0.1%。
b) Absolute tolerance（绝对误差）：表示误差值的门限，或者是说在状 态值为零的情况下，可以接受的误差。如果它被设成了auto，那么 simulink为每一个状态设置初始绝对误差为1e-6。
MATLAB主工具箱 符号数学工具箱 SIMULINK仿真工具箱 控制系统工具箱 信号处理工具箱 图象处理工具箱 通讯工具箱 系统辨识工具箱 神经元网络工具箱 金融工具箱
许多学科，在 MATLAB中都有专 用工具箱，现已有 几十个工具箱，但 MATLAB语言的扩 展开发还远远没有 结束，各学科的相 互促进，将使得 MATLAB更加强大
具有高层绘图功能——二维、三维绘图； 具有底层绘图功能——句柄绘图； 使用plot函数可随时将计算结果可视化，图形可修饰和控制
4 图形化程序编制功能
动态系统进行建模、仿真和分析的软件包 用结构图编程，而不用程序编程 只需拖几个方块、连几条线，即可实现编程功能
电力电子技术的Matlab仿真
5 丰富的MATLAB工具箱
基于瞬时无功功率理论的SVC系统研究与Matlab仿真
功功率理论通过采样三相电路中同一时刻的三相电 压和电流值就可以计算出系统的有功功率和无功功 率，从而极大地提高了无功功率检测时间，为改善 系统的动态性能做出了巨大贡献。 考虑到瞬时值，假定传输线路的三相电压分别
2
SVC 系统工作原理
图 1 为 TCR+FC 型 SVC 主电路图。a、b 、c 为
三相市电，经整流后接阻感负载，FC 为容性无功功
2010 年第 4 期
21
研究与开发
式（ 7） 、 （ 8） 、 （ 9）中的 IFC、 ITCR、 ULine 检测 时提取的是直流分量，分别对应于三相交流电流、 电压的基波分量。
式中， Qc 为系统总的无功补偿量； Qcn 为 n 次滤波 器的无功补偿量。 电容器参数 C 的确定可用式（ 11） 1 ⎞ ⎛ Qcn ⎜ 1 − 2 ⎟ ⎝ n ⎠ ×Q C= c w1U P 2 式中， Up 为系统相电压。 根据谐振频率可以求出电感 L 值，如下式所示 1 L= （ 12） 2 ( nw1 ) C 在二阶高通滤波器中，R 值的确定则由下式确定
TCR 控制系统的控制原理如图 3。
图3
SVC 控制框图
根据控制的要求，要维持节点电压值的恒定， 必须要引入电压闭环控制。同时，为了改善系统的 动态性能，本文在单电压闭环的基础上又引入了导 纳闭环作为内环，其目的就是在负载扰动时系统能 够得到更快的响应速度。当负载发生扰动时，瞬时
R = qH nw1 L
4
FC 及滤波器设计
FC 中，每个电容器都串联一个小电感，将 L、 C 调谐到针对某次谐波的频率，此时，电感和电容 器提供的此次谐波的无功刚好是感性无功功率等于 容性无功功率。而对基波来说，提供的容性无功大 于感性无功，总的来说，FC 部分对基波提供的是容 性无功。 由于用户是针对家庭用电，其特性大多为阻感 负载，在仿真时可以用三相不控整流带阻感负载模 拟。在 Matlab 中，用 FFT 分析得到其主要次谐波为 5 、 7 、 11 、 13 、…（ 6k±1） ，同时， TCR 的电流谐 波成分也为 5、7、11、13、…（ 6k±1）次，图 2 所 示为三相不控整流负载的电流波形以及 FFT 分析结 果。所以，在设计滤波器时就需要滤除这几次谐波， 利用单调谐滤波器滤除 5、 7 、 11 、 13 、 19 次，而 20 次以后采用二阶高通滤波器滤除。
电力电子实验matlab仿真SVC
电力电子技术仿真实验报告学校：四川大学学院：电气信息学院专业：电气工程及其自动化年级：2011级班级：电力109班实验内容：+300Mvar~-100Mvar SVCMATLAB仿真实验小组成员：杜泽旭：1143031345罗恒：1143031346何强：1143031347蒋红亮：1143031153一、仿真平台本次实验的仿真平台是MATLAB软件。
MA TLAB软件是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
本次实验所用的MATLAB软件版本为MA TLAB 7.11.0(R2010b)。
二、仿真模型在本次试验中我们所用是MATLAB中的自带的示例中的Sim Power system中的主要由1台735kV/16kV 333MV A的耦合变压器、1台109Mvar晶闸管控制的电抗器（TCR）和3台94Mvar晶闸管投切的电容器（TSC）构成的+300Mvar~-100Mvar静止无功补偿器（SVC）系统，这是一个已经搭建好的模块我们只需用在以上基础做一定的参数设定就可以得到我们所想要的仿真模型。
操作步骤如下所示：三、实验要求1）实验原理图；2）模型并联补偿原理；3）阐述模型中补偿器的构成，如多电平、多脉冲或其他方式构成；4）模型中的补偿装置的主要功用；5）原有模型的实验效果；6）画出模型的控制框图。
四、实验内容1、系统总体结构图：2、系统模型图3、模型中补偿器的构成、并联补偿原理以及功用：本系统由1台735kV/16kV 333MV A 的耦合变压器，其二次侧分别接入1台109Mvar 晶闸管控制的电抗器（TCR ）和3台94Mvar 晶闸管投切的电容器（TSC ）构成的+300Mvar~-100Mvar 静止无功补偿器（SVC ），为多脉冲构成方式。
Matlab电力电子仿真教程ppt课件
第5章 电力电子电路仿真分析
(a)
(b)
图5-7 晶闸管模块的电路符号和静态伏安特性 (a) 电路符号；(b) 静态伏安特性
第5章 电力电子电路仿真分析 SimPowerSystems库提供的晶闸管模块一共有两种：一 种是详细的模块(Detailed Thyristor)，需要设置的参数较多； 另一种是简化的模块(Thyristor)，参数设置较简单。晶闸管 模块的图标如图5-8。
解：(1) 按图5-5搭建仿真电路模型，选用的各模块的名 称及提取路径见表5-1。
第5章 电力电子电路仿真分析 图5-5 例5.1的仿真电路图
第5章 电力电子电路仿真分析
表5-1 例5.1仿真电路模块的名称及提取路径
模块名 功率二极管模块 D1、D2、D3、D4 交流电压源 Vs 串联 RLC 支路 R 电压表模块 VR 电流表模块 IR 信号分离模块 Demux 示波器 Scope
7所示为晶闸管模块的电路符号和静态伏安特性。当晶闸管 承受正向电压(Vak>0)且门极有正的触发脉冲(g>0)时，晶闸 管导通。触发脉冲必须足够宽，才能使阳极电流Iak大于设定 的晶闸管擎住电流I1，否则晶闸管仍要转向关断。导通的晶 闸管在阳极电流下降到0(Iak=0)或者承受反向电压时关断， 同样晶闸管承受反向电压的时间应大于设置的关断时间，否 则，尽管门极信号为0，晶闸管也可能导通。这是因为关断 时间是表示晶闸管内载流子复合的时间，是晶闸管阳极电流 降到0到晶闸管能重新施加正向电压而不会误导通的时间。
(9) “测量输出端”(Show measurement port)复选框：选 中该复选框，出现测量输出端口m，可以观测晶闸管的电流 和电压值。
【例5.2】如图5-10所示，构建单相桥式可控整流电路， 观测整流效果。晶闸管模块采用默认参数。
电力电子的matlab仿真实验指导书(改)【精选文档】
“电力电子”仿真实验指导书MATLAB仿真实验主要是在simulink环境下的进行的。
Simulink是运行在MATLAB环境下,用于建模、仿真和分析动态系统的软件包。
它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统。
由于它具有直观、方便、灵活的特点,已经在学术界、工业界的建模及动态系统仿真领域中得到广泛的应用。
Simulink提供的图形用户界面可使用鼠标的拖放操作来创建模型。
Simulink本身包含sources、sinks、Discrete、math、Nonlinear和continuous 等模块库。
实验主要使用Sinks、Sources、Signals & System和Power System Blockset这四个模块库中的一些模块搭建电力电子课程中的典型电路进行仿真。
在搭建成功的电路中使用scope显示模块显示仿真的波形、验证电路原理分析结果。
这些典型电路包括:1)单相半波可控整流电路(阻性负载和阻感负载）2）单相全控桥式整流电路(阻性负载和阻感负载）3)三相全控桥式整流电路（双窄脉冲阻性负载和双窄脉冲阻感负载）4)降压斩波电路、升压斩波电路5）三相半波逆变电路、三相全波逆变电路。
一、matlab、simulink基本操作多数学生在做这个实验是时候可能是第一次使用matlab中的simulink来仿真，因此下面首先介绍一下实验中要掌握得的一些基本操作（编写试验指导书时所使用的matlab6.1版本）。
若实验过程中使用matlab的版本不同这些基本操作可能会略有不同。
图0-1 matlab启动界面matlab的启动界面如图0—1所示,点击matlab左上方快捷键就可以进入simulink程序界面（在界面右侧的Command Window中输入simulink命令回车或者在Launch Pad窗口中点击simulink子菜单中Library Browser都可以进入simulink程序界面）如图0—2所示.+图0-2 simulink程序界面1。
电力电子技术应用实例MATLAB仿真_图文
目录摘要 (1关键词 (11.引言 (12.单相半波可控整流电路 (1 2.1实验目的 (12.2实验原理 (12.3实验仿真 (23.单相桥式全控整流电路 (8 3.1实验目的 (83.2实验原理 (83.3实验仿真 (94.三相半波可控整流电路 (10 4.1实验目的 (104.2实验原理 (114.3实验仿真 (125. 三相半波有源逆变电路 (14 5.1实验目的 (145.2实验原理 (145.3实验仿真 (156.三相桥式半控整流电路 (176.1 实验目的 (176.2实验原理 (17`6.3 实验仿真 (177.小结 (19致谢 (19电力电子技术应用实例的MATLAB 仿真摘要本文是用MATLAB/SIMULINK 实现电力电子有关电路的计算机仿真的毕业设计。
论文给出了单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相半波可控整流电路、三相半波有源逆变电路、三相桥式全控整流电路的实验原理图、MATLAB 系统模型图、及仿真结果图。
实验过程和结果都表明:MATLAB 在电力电子有关电路计算机仿真上的应用是十分广泛的。
尤其是电力系统工具箱-Power System Blockset (PSB 使得电力系统的仿真更加方便。
关键词 MATLAB SIMULINK PSB 电力电子相关电路1.引言MATLAB 是由Math Works 公司出版发行的数学计算软件,为了准确建立系统模型和进行仿真分析,Math Works 在MATLAB 中提供了系统模型图形输入与仿真工具一SIMULINK 。
其有两个明显功能:仿真与连接,即通过鼠标在模型窗口画出所系统的模型,然后可直接对系统仿真。
这种做法使一个复杂系统模型建立和仿真变得十分容易。
[4][2]在1998年,MathWoIks 推出了电力系统仿真的电力系统工具箱-Power System Blockset (PSB 。
其中包括了电路仿真所需的各种元件模型,包括有电源模块、基础电路模块、电力电子模块、电机模块、连线器模块、检测模块以及附加功率模块等七种模块库。
电力电子的 MATLAB 仿真
电力电子的 MATLAB 仿真计算机控制技术课程设计资料2010年 4月电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用形很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析的方法来研究。
仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。
我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的作用。
掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生的积极性。
实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的，也受到学时的限制。
而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。
仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。
第一章 MATLAB基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1．1 MATLAB介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1．2 MATLAB的安装与启动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1．3 MATLAB环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 第二章 MATLAB/Simulink/Power System工具箱简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2．1 Simulink工具箱简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2．2 Power System 工具箱简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 2．3 Simulink/Power System的模型窗口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 2．4 Simulink/Power System模块的基本操作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17 第三章电力电子电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21 实训一单相半波可控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21 实训二单相桥式半控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29 实训三单相桥式全控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35 实训四单相桥式全控有源逆变电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42 实训五单相交流调压电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45 实训六降压斩波电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48 实训七升压斩波电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51 实训八升降压斩波电路实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54 实训九三相半波不可控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57 实训十三相半波可控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59 实训十一三相桥式全控整流电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67 实训十二三相半波可控整流电路有源逆变电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72 实训十三三相桥式有源逆变电路仿真实训⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯75第 1章 MATLAB基础1.1 MATLAB介绍MATLAB是一种科学计算软件。
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电力电子技术仿真实验报告
学校：四川大学
学院：电气信息学院
专业：电气工程及其自动化
年级：2011级
班级：电力109班
实验内容：+300Mvar~-100Mvar SVC
MATLAB仿真
实验小组成员：
杜泽旭：1143031345
罗恒：1143031346
何强：1143031347
蒋红亮：1143031153
一、仿真平台
本次实验的仿真平台是MATLAB软件。
MA TLAB软件是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
本次实验所用的MATLAB软件版本为MA TLAB 7.11.0(R2010b)。
二、仿真模型
在本次试验中我们所用是MATLAB中的自带的示例中的Sim Power system中的主要由1台735kV/16kV 333MV A的耦合变压器、1台109Mvar晶闸管控制的电抗器（TCR）和3台94Mvar晶闸管投切的电容器（TSC）构成的+300Mvar~-100Mvar静止无功补偿器（SVC）系统，这是一个已经搭建好的模块我们只需用在以上基础做一定的参数设定就可以得到我们所想要的仿真模型。
操作步骤如下所示：
三、实验要求
1）实验原理图；
2）模型并联补偿原理；
3）阐述模型中补偿器的构成，如多电平、多脉冲或其他方式构成；4）模型中的补偿装置的主要功用；
5）原有模型的实验效果；
6）画出模型的控制框图。
四、实验内容
1、系统总体结构图：
2、系统模型图
3、模型中补偿器的构成、并联补偿原理以及功用：
本系统由1台735kV/16kV 333MV A 的耦合变压器，其二次侧分别接入1台109Mvar 晶闸管控制的电抗器（TCR ）和3台94Mvar 晶闸管投切的电容器（TSC ）构成的+300Mvar~-100Mvar 静止无功补偿器（SVC ），为多脉冲构成方式。
TCR 相当于连续可调的电感只能吸收无功功率，TSC 则以94Mvar 为步进最多可以发出282Mvar 的无功功率，本系统接入系统后，当系统出现无功不足时，便根据实际情况投入适合容量的TSC 向系统补偿无功功率，当系统有过多无功时，便根据实际情况投入TCR
，并调节使之吸收系统中的无
功功率。
SVC主要的功能有：
1）、当长距离输送电能时，通过控制中间变电所的无功功率，将整个线路的动态稳定极限提高到接近每个区段的动态稳定极限；
2)、沿输电线维持一个稳定的电压分布来使输送功率最大化，同时提高输电的效率；
3）、利用快速的过电压控制来降低线路的绝缘等级；
4）、有效的阻尼薄弱的互联系统之间的功率振荡；
5）、动态平衡可变的不对称负荷；
6）、抑制由大功率的晶闸管传动系统和电弧炉等冲击性负荷所引起的电压波动。
4、运行仿真：
SVC在电压控制模式下设置基准电压为1.0pu（pu为标幺值，下同），电压每变动0.01pu，SVC便调节100Mvar。
运行仿真，由下图可以得知初始电压源为1.0pu，SVC的TSC1被投入系统运行，TCR的触发延迟角为96°，从系统吸收无功功率，此时整个SVC装置既没有向系统发出无功功率，也没有从系统吸收无功功率。
在0.1秒时，电压突然升到1.025pu，此时TSC1退出运行，这时所有的TSC此时都没有被投入系统，同时TCR吸收95Mvar的无功功率使得系统电压下降到了 1.01pu，而此后到了0.4s时，电压源的电压突然降到了0.93pu，此时SVC逐个向系统投入了3个TSC，并控制TCR向系统吸收无功，使得整个SVC 装置向系统发出256Mvar的无功功率，将系统电压抬升到0.974pu，0.7s后系统电压上升到了1.0Mvar，因此SVC装置逐个退出了TSC3、TSC2，保留TCR和TSC1运行，整个系统恢复到了初始状态。
SVC
控制信号
TSC1 Misfiring
TSC1ab
TSC2ab
TSC3ab
TCRab。