电力系统仿真作业(电子版)
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电
力
系
统
仿
真
作
业
论
文
电控学院
电气0903
刘娟
0906060301
离散可编程三相电压源PLL和可变频率正序电压和功率测量the Discrete 3-Phase Programmable Voltage Source PLL and Variable-Frequency
Positive-Sequence Voltage and Power Measurements
线路图:
线路结构:
一个25KV,100MVA的短路等效电路网络给一个5MW,5Mvar的负载供电。电源的内部电压通过离散的三相可编程电压源装置来提供。三相电压电流测量装置用来检测三个负载电压和电流。
离散的三相PLL装置用来测量频率,也产生一个基于频率变化的系统电压信号。PLL用来驱动两个测量装置,并把变化的频率考虑在内。其中一个用来计算正序负载电压的标幺值,另外一个用来计算负载的有功和无功功率。这两个装置和PLL必须初始化,以保证初始处在稳态。
PLL和两个测量装置分别在Extras/Discrete in the Control Block 和
Extras/Discrete Measurements中可以找到。
整个系统(包括网络,PLL和测量装置)以50us的采集时间来离散。仿真时间4.0秒,仿真参数ode45(Dormand-Prince)。
基本原理:
PLL的概念
PLL其实就是锁相环路,简称为锁相环。许多电子设备要正常工作,通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步,利用锁相环路就可以实现这个目的。锁相环路是一种反馈控制电路,简称锁相环(PLL)。目前锁相环主要有模拟锁相环,数字锁相环以及有记忆能力(微机控制的)锁相环。
PLL的特点
锁相环的特点是:利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪,所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中,当输出信号的频率与输入信号的频率相等时,输出电压与输入电压保持固定的相位差值,即输出电压与输入电压的相位被锁住,这就是锁相环名称的由来。
PLL的组成
锁相环通常由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)三部分组成,锁相环组成的原理框图如下图所示。
锁相环中的鉴相器又称为相位比较器,它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差,并将检测出的相位差信号转换成uD(t)电压信号输出,该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压uC(t),对振荡器输出信号的频率实施控制。
波形截图如下:
Scope1:(1)系统的频率变化;
(2)随着频率的变化,正序电压幅值和相位的变化;
(3)有功功率和无功功率的变化。
结论:如同预期结果一致,频率在57到63之间变化,最大的变化率为7.5Hz/s。
Scope2:PPL的零序电压输出放大图(0~0.7s):