计算机仿真技术在电力电子电路与系统分析中的应用

　　第20卷　第5期

文章编号:1006-9348(2003)05-0097-03

计　算　机　仿　真

2003年5月　　

计算机仿真技术在电力电子电路与系统分析中的应用

张开如,陈荣,孙鸿昌,王玉彬

(山东科技大学济南校区信电学院,山东济南250031)

摘要:该文介绍了一种基于Matlab可用于电力电子电路与系统分析的仿真软件—PowerSystemBlocksets,并将其与其它常用的

Pspice、Saber等软件进行了比较。说明该软件是电力电子电路与系统在计算机仿真领域中不可多得的软件。

关键词:系统分析;电力电子;计算机仿真中图分类号:TP391.9　　文献标识码:A

1　引言

近年来计算机仿真技术在电力电子技术行业得到了广泛的应用,促进了电力电子产品研究、开发水平的提高,改善了电力电子产品的性能,缩短了产品的创新周期。

电路与系统的计算机仿真在电力电子技术的应用研究和产品开发中占有重要的地位,它可以加深工程师对电路与系统工作原理的理解,加速电路的设计和理论的完善,它能帮助生产企业提高自身开发的水平,地缩短产品更新换代的周期子和电力传动的计算机仿真工具,,作用。

(PowerSystemBlockset),这使得MATLAB可以用于电力电子

仿真。PowerSystemBlocksets的仿真是基于Matlab的Simulink图形环境,使用起来十分方便。Matlab,使得PowerSystem尤其是利用其它相关的工具包,。、精确、,便于数据的后续处理,,应用十分方便。

3　PowerSystemBlocksets的功能、特点及应用

PowerSystemBlocksets是为电力电子电路与系统以及电

力传动而设计的。它的基础是Matlab中的Simulink。Simulink全称是DynamicSystemSimulationSoftware,即系统仿真工具箱,是对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包,它支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统和连续与离散混合系统,可以根据用户的需要方便地为系统建立模型,十分直观,仿真精度高,结果准确。正是由于Simulink具有上述优点和电力电子电路和系统分析的需要,人们又在它的基础上开发了PowerSystemBlocksets。

PowerSystemBlocksets的基本模块有下面六部分:

2　几种电力电子仿真软件的特点比较

目前,在应用较广泛的电力电子仿真软件中,Pspice是应用较多的一种。Pspice最大的优点就是能够把仿真与电路原理图的设计紧密的结合在一起。Pspice广泛应用于各种电路分析,可以满足电力电子电路动态仿真的要求。Pspice的元件模型的特性与实际元件的特性十分相似,因而它的仿真波形与实验电路的测试结果相近,对电路设计有重要指导意义。但Pspice的仿真数据处理量庞大,仿真和处理速度慢,输出数据格式和兼容性差,这也限制了Pspice的应用。

Saber是一种功能更为强大的电子和电力仿真软件,它

①连接器库。包括水平总线、垂直总线、输入接地、输出接地、中性地等。

②电源库。包括交流电流源、交流电压源、可控电流源、可控电压源和直流电压源等。

③元件库。包括断路器、线性变压器、互感器、并联RLC支路模块、并联RLC负载模块、串联RLC负载模块等

。

④附加库。包括直流电机、同步六脉冲发生器、定时器、三相串联RLC负载、三相并联RLC负载、三相不可控全桥整流桥与三相全控晶闸管全桥整流桥等。

⑤测量仪表库。包括电流表、电压表等。

⑥电力电子器件库。包括二极管、GTO、MOSFET、IGBT和晶闸管等。

PowerSystemBlocksets通过与其它工具箱的联合使用,可

可以仿真电力电子元件、电路和系统;不仅具有Pspice的功能,还能结合数学控制方程模块实现仿真。Saber的仿真结果真实性好,与Pspice类似。但Saber的数据处理量也相当庞大,仿真的处理速度慢。Saber软件价格高,使用时烦琐复杂,不利于推广应用,较适合于大企业应用。

针对目前电力电子仿真软件的各自特点和电力电子研究的需要,大型科学计算与仿真软件配备了电力系统工具包

收稿日期:2002-04-08

以方便地完成单元谐波分析、频谱分析等,因而PowerSystem

—97—