能源仿真模型

关键词： 钢铁 联合 能源 引言

能源仿真模型（精选七篇）

能源仿真模型 篇1

冶金自动化研究设计院于2008年承担了国家863计划项目《大型联合企业先进能源管理系统开发与应用》课题。本文在此背景下,针对目前钢铁工业能耗占全国能源消耗比例逐年上升的问题[1],结合首钢京唐钢铁联合有限责任公司能源中心的生产历史数据,进行钢铁能源仿真系统研究。该能源仿真系统由物流仿真系统、能源调控系统以及能效分析系统组成。物流仿真系统利用采集到生产历史数据库中的数据[2],以生产计划为前提,采用物流分配算法,得出各个生产工序的物料分配情况;能源调控系统由煤气、技术气体、蒸汽以及电等能源介质子系统组成,采用调度算法,进行各个能源的调度;能效分析系统对物流仿真系统和能源调控系统的数据进行分析、统计和处理。本文主要研究钢铁能源调控系统中的电力系统能源仿真模型,并模拟各种不同工况下各个设备的发电量与耗电量,取得了理想的结果。

1 模型组成

电力系统能源仿真模型主要由3个子模型组成:生产工序电消耗模型、余热余能回收模型和电能转换输配模型[3]。生产工序电消耗模型计算各个主生产工序对电的需求消耗;余热余能回收模型计算余热余能回收设备各自的发电量,包括干熄焦余能发电(CDQ)、转炉余压发电(TRT)等的发电量;电能转换输配模型计算剩余的燃气(高炉、焦炉、转炉煤气)发电量,如燃气蒸汽循环联合发电(CCPP)、热电联产发电(CHP)等的发电量。

2 仿真模型

2.1 生产工序电消耗模型

在不考虑余热回收的情况下,计算生产工序在时刻i的电净需求量,即将某一时刻每个生产工序电需求量相加(各个生产工序所需要的电量由物流仿真系统计算得出),得出生产工序电净需求方程如下:

D[i]=x1[i]+x2[i]+…+xn[i] (1)

式中,D[i]为生产工序在时刻i的电净需求量,kW·h;x1[i]～xn[i]为各个生产工序和设备(焦化、石灰窑、烧结、球团、高炉、喷煤、细粉、铁水预处理、转炉、钢包精炼、RH精炼、CAS精炼、连铸、加热炉、热轧、冷轧、热处理、钢管等)在时刻i的电需求量,kW·h;n为生产工序和设备编号。

由于生产过程在不同时刻的电需求量不同,所以本仿真系统以1 h为一个周期来计算。

2.2 余热余能回收模型

余热余能回收设备主要是CDQ余能发电和TRT余压发电,回收的余热余能统一转换为热量[4]。该热量一部分转换为高、中、低压蒸汽,另一部分转换为电。计算余热余能回收设备可以提供的发电量即可供发电量。当可供发电量大于回收设备的发电容量时,回收设备产生的电量为回收设备的容量;当可供发电量小于回收设备的发电容量时,回收设备产生的电量为可供发电量。我们将上述这些约束条件描述成余热余能回收模型方程如下:

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其中,Cij=a1·x1ij+a2·x2ij+a3·x3ij

式中,Eij为发电量,kW·h;j为余热余能回收设备编号;Rij为回收的热量,kJ;Cij为第j个余热余能回收设备在i时刻产生的蒸汽热量,kJ;Pij为可供发电量,kW·h;α为电的热值,kJ/kW·h;Mj为第j个余能余热回收设备的额定发电容量(最大发电量),kW·h;a1～a3为高、中、低压蒸汽的热值,kJ/kg;x1ij～x3ij为回收的高、中、低压蒸汽量,kg。

2.3 电能转换输配模型

电能转换输配模型包括CCPP发电模型和CHP发电模型。

2.3.1 CCPP发电模型

CCPP燃气蒸汽循环联合发电使用高炉和焦炉煤气,对煤气的成分要求较高,产生蒸汽的同时可以发电。其计算过程为:计算理想CCPP高焦比(高炉煤气量/焦炉煤气量)和实际高焦比,由煤气模块接口得出可供CCPP使用的高炉、焦炉、转炉煤气的量,进而得出可供使用的煤气热量,计算CCPP产生中压蒸汽的热量,当满足启动条件时,判断电的需求量与CCPP发电容量之间的关系。当电的需求量大于CCPP发电容量时,CCPP的发电量为CCPP发电容量;当电的需求量小于CCPP发电容量时,CCPP的发电量为电的需求量。同时,计算高炉煤气和转炉煤气的使用量。我们将上述约束以及判断条件描述为CCPP的模型方程如下:

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上述式中,ξ为CCPP理想的高焦比;b1～b3为高炉、焦炉、转炉煤气的热值,kJ/m3;σ为CCPP最小热值需求量,kJ;φ为CCPP实际的高焦比;V1～V3为高炉、焦炉、转炉煤气的量,m3;H为可供CCPP使用的煤气热量,kJ;S为CCPP产生蒸汽的热量,kJ;s1为CCPP产生的蒸汽量,kg;P为CCPP可能的发电量,kW·h;η1为CCPP发电效率;B为高炉煤气的使用量,m3;M为CCPP的发电容量,kW·h;C为焦炉煤气的使用量,m3;E为CCPP实际发电量,kW·h;D为发电需求量,kW·h。

2.3.2 CHP发电模型

CHP 热电联产发电要求相对宽松,可供使用的煤气有高炉、焦炉、转炉煤气,以及动力煤等,既产生蒸汽也可发电。其计算过程为:从蒸汽接口计算中压和低压蒸汽的热量,并计算CHP可能的发电容量,当电的需求量小于可能的发电量时,发电量为电的需求量;当电的需求量大于可能的发电量时,发电量为可能的发电量。同时,需要外购电量为电的需求量减去可能的发电量。由CHP产生的蒸汽和电得出CHP总共需要的热量,计算CHP可供使用煤气的热量。由热量总需求、煤气可供热量、外购电量得出需要外购动力煤的量。另外,还要计算高炉、焦炉、转炉煤气的使用量。 我们将上述约束以及判断条件描述为CHP的模型方程如下:

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H′=S′+E′α (4)

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上述式中,H′为CHP产生蒸汽和电所需要的热量,kJ;η2为CHP的发电效率;Ccoal为外购动力煤的量,kg;Hgas为可供CHP使用的燃气热量,kJ;I为外购的电量,kW·h;b4为动力煤的热值,kJ/m3;E′为CHP实际发电量,kW·h;P′为CHP可能的发电量,kW·h;S′为CHP产生蒸汽的热量,kJ;Hcap为CHP发电容量的热量,kJ;Cap为CHP发电容量,kW·h;L为CHP转炉煤气的使用量,m3;s2,s3为中压蒸汽和低压蒸汽的量,kg。

3 仿真结果

我们以年产钢900万t的首钢京唐钢铁公司为研究对象[5],通过电力能源仿真系统任意设置该钢厂各种不同生产工况,模拟不同工况下的生产数据,得到各种电力系统设备发电情况,以指导实际生产。同时通过系统仿真,找出提高余热以及煤气的利用率、减少外购能源的可行节能途径。 图1为动态模拟的实际生产情况。

图2为电力能源仿真系统在几种不同工况下对电的需求量以及各个发电设备发电量的连续变化曲线,1～4 h为正常生产,5～8 h为热轧检修,9～12 h为轧钢停产,13～16 h为CDQ检修,17～20 h为CCPP全停,21～24 h为CHP全停的情况。

1—电需求量;2—CHP发电量;3—CCPP发电量;4—CDQ 发电量;5—外购电量

(1)当工况热轧检修和轧钢停产时比正常时段需要的电量多,导致CHP发电量下降;

(2)当提高回收能力,如CDQ正常时比CDQ检修时,要少外购动力煤16.283 64 t/h,按动力煤市场价440元/t计算,可节约成本17.2万元/d;

(3)当采取合理电调控时,如在有CCPP和有CHP参与发电的情况下,将极大地降低煤气和蒸汽损失,分别可减少外购电4.048 9万kW·h/h和1.973 1万kW·h/h,分别可减少购买动力煤186.21 t/h和177.22 t/h,经济效益十分可观。

4 结论

本仿真系统通过计算机程序,模拟钢铁电力系统运行过程,对涉及到的能源介质的产生、消耗情况进行实时动态展示,与实际生产数据比较接近。通过对钢铁生产的不同设备故障异常事件所进行的模拟,其动态性、及时性是以往静态方式所无法达到的[6]。

在研究钢铁企业自身的节能措施时,通过仿真可以节约开支。不需要经过实际工况下的生产,而是直接使用本系统即可深入了解设备层面上的生产数据,对决策层具有实际意义。

利用本系统模拟各种故障情况,对指导各种工况下的生产,以及计算其他能源介质的替补量,更加简单直接,科学高效。目前的研究还未涉及到无用功、功率因数这些问题,将来可以对潮流计算以及如何进行削峰填谷进行相关的研究[7]。

参考文献

[1]江文德.钢铁企业能源动态平衡和优化调度问题研究和系统设计[D].杭州:浙江大学,2006.

[2]李文兵,纪扬.钢铁企业能源仿真系统初探[C]//2007中国钢铁年会论文集.北京:冶金工业出版社,2007:372-377.

[3]凌振华.钢铁企业能源管理系统的研究[D].长沙:中南大学,2005.

[4]李洪福.炼钢转炉烟气余热回收利用研究[D].济南:山东大学,2006.

[5]孙彦广.钢铁企业能量流网络信息模型及多种能源介质动态调控[R].北京:香山科学会议,2009.

[6]杨家荣.昆钢系统节能潜力研究[D].昆明:昆明理工大学,2006.

电力系统仿真模型参数 篇2

利用MATLAB搭建了小电流接地系统模型。线路采用分布参数模型，其正序参数为：

R00.23R10.17/km，L11.2mH/km，C19.697nF/km；零序参数：/Y/km，L05.48mH/km，C06nF/km；变压器连接方式为：，110KV/35KV；其中线路1所带负载为2MVA，线路3所带负载为5MVA。供电线路总长度为100km，若故障发生在线路的50km处，且在0.02s发生故障，0.04s恢复正常运行（在故障发生器中已设置），由于单相接地故障占到整个系统故障类型的80%以上，所以，仿真以A相接地故障为例进行。仿真模型中系统采样频率f1000KHZ，整个仿真时间为0.06s。

实验内容：分别做出当过渡电阻为5、50、500时，线路UA、UB、UC以及IA、IB、IC的波形，并分析与所学单相接地故障时的边界条件是否符合。

注意：

1.实验报告纸上的实验器材、实验步骤、结果分析等内容都要填写完整，除实验结果（波形）应另附外，其他都在实验报告纸上完成。

2.实验步骤描述模型的搭建过程，以及各个参数数值的大小和设置过

程。

3.4.结果分析要详细且有说服力。该模型时在MATLAB7.6（MATLABR2008a）中建立的模型，其它低版本的可能打不开，建议同学们采用高版本软件运行模型。

实验二：电力系统潮流分析

采用实验一的模型，进行实验二，做出：

能源仿真模型 篇3

近些年来,已有部分学者对航空组件建模进行了研究。邹冰根据飞机环境控制系统中基本组件的工作原理、结构性能参数和部件试验曲线等,利用MATLAB / SIMULINK仿真平台开发了组件的仿真模型[7]。马麟龙运用机理建模方法,根据飞机空调系统基本组件的工作原理,建立了热交换器、涡轮冷却器、压气机和传感器等组件的精确数学模型[8]。耿宏将LRU按照内部结构和功能划分为不同的模块,再采用离散事件系统DEVS的原子模型和组合模型描述组件的功能模型[9]。刘睿等人提出了基于模型重构的航天器部件级故障建模方法,将部件划分为不同的功能单元进行建模[10]。以上建模方法均详细分析了组件的结构和工作原理,从而得到了较为准确的组件功能模型。但对于数量庞大的航空电子组件来说,这些建模方法较为费时费力,并且不具有良好的重用性。而建立适用于飞机维修仿真的组件模型,关键在于保证模型能满足飞机维修仿真过程中的维修行为,而并不需要详细分析组件的具体工作原理。

针对上述问题,本文提出SCM( simulation component model) 方法建立规范化的航空电子组件模型,以满足飞机维修仿真过程中系列维修行为的需要。航空电子组件,即飞机四类LRU中的重要一类,主要包括计算机、收发机、传感器、显示器等组件。因此,在建模过程中,遵照SCM建模规范和框架,依据航空电子组件在维修过程中的特性和功能,具体定义模型输入和输出信号接口的离散状态变量组成,定义模型运算规则,由此衍生出组件操作、测试、拆装、排故等维修行为。模型应用时,先与适配器进行消息映射,再通过适配器实现与中间件的交互,可使仿真模型适用于不同的开发和运行环境。该建模方法简单高效,既可满足组件的维修仿真功能,又便于程序的开发和扩展,提高了仿真模型的重用性和兼容性。

1 建模过程

1. 1 建模方法

仿真组件模型SCM是在基于组件设计思想( component-based design,CBD) 的基础上提出的通用仿真开发模型[11—13]。SCM主要由仿真功能主体和适配器组成。仿真功能主体由控制接口、输入/输出接口、用户接口和模型运算规则组成。仿真功能主体对任何开发和运行环境的中间件都适用,不需更改; 适配器是连接仿真功能主体与不同中间件的桥梁,为两者的交互提供服务。

SCM使用统一的描述标准和设计方法实现组件模型,既具有CBD平台无关模型的优点,又是针对不同中间件的仿真组件模型[14,15]。仿真组件可通过适配器运行在不同的中间件上,从而适用于不同的开发环境和运行环境。

基于SCM的航空电子组件仿真模型如图1 所示,采用控制接口、用户接口、输入信号接口、输出信号接口的接口规范,并通过消息映射的方式与适配器相连。

1. 2 模型描述

1. 2. 1 控制接口和用户接口描述

控制接口是模型的默认接口,负责组件模型的仿真控制,包含6 个接口函数: 模型初始化、仿真推进、仿真暂停、仿真恢复、仿真停止、仿真退出,可由式( 1) 表示。

在模型仿真时,每一时刻只调用一个函数,当某函数被调用时,定义其返回值分别为CY。式( 1) 中各函数的具体内容及其返回值表示如下:

CInt: 模型初始化函数。指在仿真系统加载组件模型后,组件模型完成初始化动作,如分配物理内存、加载模型资源、读入外部配置文件、完成功能实例化等。定义CY= 1。

CStep: 仿真推进函数。指组件模型按照一定的时间间隔推进仿真进行,并通过该接口完成仿真算法。定义CY= 1。

CPause: 仿真暂停函数。指中断模型的仿真推进,从而使模型保持当前状态。定义CY= 0。

CRestart: 仿真恢复函数。指模型从暂停状态恢复至仿真推进状态。定义CY= 1。

CStop: 仿真停止函数。指模型结束仿真推进状态,并持久保持当前状态。定义CY= 0。

CExit: 仿真退出函数。指结束模型仿真,释放物理内存。定义CY= 0。

用户接口是模型预留接口,是为特定环境下的仿真功能提供的接口,用户可根据实际建模的具体需求定义该接口。

1. 2. 2 输入信号接口描述

航空电子组件仿真模型的输入信号( X) 包括:开关量输入( XB) 、功能信号输入( XS) 、故障信号输入( XF) 和拆装信号输入( XR) 。表示如下:

式( 2) 中,输入信号XB指与模型相关的仿真驾驶舱控制面板上按钮电门或跳开关的动作输入。式( 3)表示组件仿真模型A可接收来自若干个按钮或跳开关Bi的动作输入,其中,每个动作输入均为布尔型变量,取值如式( 4) 所示。式( 3) 和式( 4) 中的符号A或Bi均用组件在手册中的FIN表示。

输入信号XS指与模型直接相连的上一级组件模型的功能输出信号。式( 5) 表示组件仿真模型A可接收来自若干个上一级组件模型Cj的功能信号输入,其中,每个功能信号输入均为布尔型变量,取值如式( 6) 所示: 式( 5) 和式( 6) 中的符号A或Cj均用组件在手册中的FIN表示。

输入信号XF来自维修仿真系统控制端的故障注入,为布尔型变量,表示可以设置和取消故障。取值如下:

输入信号XR指来自飞机维修3D仿真环境中的组件拆装状态输入信号:

1. 2. 3 输出信号接口描述

组件输出信号包括功能信号输出( YM) 和拆装驱动信号输出( YD) : YM输出信号指组件模型的功能信号输出,用于作为下一级组件模型的输入信号,或者传递给FWC、CFDIU及DMC,在仿真驾驶舱上显示效应( 正常效应或故障效应) ; YD输出信号指驱动3D仿真环境中的组件做平移或旋转运动,从而实现拆装维修行为。输出信号表示如下:

1. 2. 4 模型运算

( 1) 功能信号输出YM的逻辑运算。

功能信号输出YM是模型逻辑运算的结果,实现了航空电子组件仿真模型的主要功能,其数学表达式如下:

式( 10) 中,运算符号* 定义为与、或、与非、或非这四种运算中的任意一种,由组件输入信号之间的实际逻辑关系决定。

f( X) 可根据不同的输入信号及其相应的逻辑运算,实现模型的功能信号输出,输出信号用于驱动其他组件和显示相应驾驶舱效应,从而满足组件操作、测试和排故等维修行为。在满足CY= 1 的情况下: 若XF = 1,表明组件模型无故障输入,处于功能正常状态,经过对开关量输入和功能信号输入的运算,YM输出模型正常功能信号; 若XF = 0,表明组件模型有故障输入,处于故障状态,则YM输出故障信号,实现组件的排故维修行为。

( 2) 拆装驱动信号输出YD的条件运算。

设需拆装组件的初始位置坐标p0,初始角度为θ0,位置坐标和角度改变量分别为 Δp和 Δθ 。若XR = 1,表示3D仿真环境中有拆装输入,需对组件进行拆装,拆装行为分为平移和旋转,具体表现为组件坐标和角度的变化; 若XR = 0,表示3D仿真环境中无拆装输入,组件位置坐标和角度无需变化。数学表达式如下:

1. 2. 5 消息映射

采用SCM建模,消息映射是指可在模型代码中直接调用消息发送函数,通过适配器完成与中间件的数据映射,实现数据转换。从而可根据适配器的不同,使组件模型适用于中间件,提高了组件模型的重用性和兼容性。

2 建模举例

飞行增稳计算机( FAC) 属于航空电子组件,用于维持飞机飞行姿态的稳定,主要功能包括: 偏航阻尼器功能、方向舵配平功能、方向舵行程限制、特性速度的计算和飞行包络的保护。飞机上一共有2 台飞行增稳计算机,FAC1 主控,FAC2 备用。由于篇幅限制,本文只以方向舵配平功能为例建立FAC1仿真模型。根据飞机维修手册,分析归纳出FAC1的输入输出信号,如图2 所示。

方向舵配平功能一共有两种控制方式: 自动控制和人工控制。自动控制通过自动驾驶仪AP接通时执行来自FMGC的配平指令完成; 人工控制通过方向舵配平控制面板上的人工输入配平指令完成,人工输入配平指令分为配平控制指令和配平复位指令。自动控制方式具有优先权。在正常操作中,FAC接收方向舵配平指令,并将配平指令发送给方向舵配平作动筒,进而改变方向舵的配平位置。同时,方向舵配平位置传感器将方向舵的位置信号传输至下ECAM的F/CTL页面和方向舵配平控制面板上的显示器显示。

2. 1 FAC1 的输入信号接口描述

2. 1. 1 开关量输入信号XB

①仿真驾驶舱顶板49VU上的跳开关5CC1 的输入信号,5CC1 控制汇流条801PP提供给FAC1 的28 V直流电压。定义5CC1 的状态变量为XB5CC1,取值如下:

②方向舵配平控制面板上的配平复位按钮电门8CC的输入信号,定义8CC的状态变量为XB8CC,取值如下:

③方向舵配平控制面板上的配平控制电门9CC的输入信号,定义控制电门9CC的状态变量为XB9CC,取值如下:

④仿真驾驶舱顶板23VU上的FAC1 按钮电门12CC1 的输入信号,定义12CC1 的状态变量为XB12CC1,取值同式( 12) 。

由式( 12) ~ 式( 14) 可得,FAC1( 1CC1) 的开关量输入信号集合为:

2. 1. 2 功能输入信号XS

①来自FMGC1( 1CA1) 和FMGC2( 1CA2) 的自动驾驶仪接通指令输入,定义状态变量分别为XS1CA1、XS1CA2,取值同式( 5) 。

②汇流条801PP通过跳开关5CC1 提供的28 V直流电压信号,定义变量为XS801PP,取值如下:

综上可知,FAC1 ( 1CC1) 的功能输入信号集合为:

2. 1. 3故障输入信号XF1CC1和拆装输入信号XR1CC1

取值如式( 7) 和式( 8) 所示。

2. 2 FAC1 的输出信号接口描述和模型运算

2. 2. 1 输出信号YM

指FAC1 对输入信号处理后输出的方向舵配平指令,作用于方向舵配平作动筒。YM可分为FAC1的自动控制配平指令输出YMauto和人工控制配平指令输出YMmanu,人工控制配平指令YMmanu又分为配平控制指令YMmanu-C和配平复位指令YMmanu-R。

由模型运算关系式( 10) 可得:

式( 18) 中,

式( 20) 中,

式( 22) 中,

2. 2. 2 输出信号YD

由于FAC1 是计算机,其拆装行为只涉及平移,不涉及旋转,可得:

2. 3 仿真结果

在自制的飞机维护综合训练器上验证本文所建立的FAC1 仿真模型。定义模型的控制接口,并编程实现组件功能和维修过程,再通过定义适配器,使仿真模型可以在基于不同中间件的仿真平台中重用。

飞机在地面上,并且FAC1 无故障时,可以测试人工控制下的正常方向舵配平功能。由式( 22) 和式( 23)可知,当各输入信号满足条件时,通过操作方向舵配平控制电门9CC,可以实现方向舵向左或向右的配平,仿真结果如图3 所示。同理,若式( 20) 中各输入信号满足条件,通过操作方向舵复位按钮电门8CC,可以实现方向舵的复位功能,仿真结果如图4 所示。

当FAC1 故障时,FAC2 立即接管FAC1 的功能,变为主控,方向舵的配平功能仍能实现。而由式( 18) 、式( 20) 、式( 22) 和式( 23) 可知,当XF = 0 时,经逻辑运算,FAC1 的输出信号YMauto、YMmanu-R、YMmanu-F和YMmanu-C均为0,表明FAC1 处于故障状态。上述输出信号传输给FWC及CFDIU处理后,再传给驾驶舱显示组件显示故障效应,仿真结果如下图5 所示。

FAC1 故障后,需对其排故,按照排故手册步骤,需更换FAC1,在3D维修仿真平台完成拆装,由式( 24) 可规划其运动路线。拆卸的部分过程如图6所示。更换FAC1 后,故障效应消失,FAC1 正常工作。

3 结论

航空电子组件是飞机维修仿真的重要组成单元,采用SCM方法建立了航空电子组件仿真模型,详细介绍了模型建立过程和模型运算方法。该建模方法简便易用,可运行在不同的中间件上完成仿真功能。经实例建模和验证,确实可满足航空电子组件在飞机维修仿真中的操作、故障和拆装等维修行为。

摘要：在飞机维修仿真中,针对航空电子组件仿真模型不统一、重用性差的问题,提出基于SCM(simulation component model)的规范化建模方法建立组件模型。采用SCM规范定义模型框架后,依据航空电子组件在维修过程中的特性和功能,将组件的输入信号归纳为开关量输入、功能信号输入、故障信号输入和拆装信号输入四类,输出信号定义为功能信号输出和驱动信号输出两类,然后进一步界定了模型输入信号、控制信号和输出信号之间的运算规则,以满足组件操作、测试、拆装、排故等维修行为。最后,以飞行增稳计算机组件为例,在自制的飞机维护训练器上实现其模型化表达,仿真结果表明该方法可行。

能源仿真模型 篇4

随着新能源汽车的发展, 电驱动系统在汽车上的应用也越来越广泛。永磁同步电动机以它自身的优势, 无疑成了新能源汽车的主要动力源之一。但在永磁同步电动机驱动系统中, 直流母线支撑电容的选用一直是一个比较困难的问题。主要是因为电容器中有电阻和电感存在导致电容器等效容量的可变性, 电源系统 (动力蓄电池与导线) 中包含了电阻和杂散电感的影响[1]。电驱动系统中的无功损失估算的困难性也是影响电容选择的原因。

电机仿真模型的建立方法主要有有限元法、解析法和等效电路法, 在电机仿真上已被诸多学者所采用[2,3,4]。等效电路法具有电路模型简单和瞬态性能好等优点, 更适合于在电机驱动系统与控制回路的仿真中, 并且在仿真中能够充分地体现电容器的瞬态性能。本文针对电容器和电源系统中的电阻和电感进行分析和仿真, 并以铝电解电容器、薄膜电容器和新型的金属膜电容三种电容器为分析实例, 初步总结出不同种电容器作为支撑电容器的特点及应该注意的因素。

1 电容特性

电容器的计算等效电路如图1所示。其中:RESR是电容器的等效电阻;C为电容器的等效电容;L为电容器等效电感。

电容器阻抗Z实际是由等效电路中的容抗C, RESR和抗感L三者组成。阻抗和容抗、RESR和感抗之间的关系可表示:

式中:f为电容器的工作频率。

电容器等效容量Cd可以用下式表示:

式中:f为电容器的工作频率;︱Z︱为电容器阻抗Z的模[5]。

电容器Cd值反映了电容对母线电流波动的吸收作用和对母线电压的滤波作用。在仿真系统中相关类型电容器的数目是基于相近似的Cd值来选择的, 然后对不同类型电容器所起的作用进行对比分析。

2 仿真模型的建立

2.1 控制策略

忽略控制策略对电机控制系统中无功损失的优化能力, 并且在电机高速情况下, 为降低电机的反向电动势采用的弱磁控制也无法兼顾到无功损失的问题, 所以仿真系统通过固定功率P值, 直接设定电机的转矩T和转速ωmref。采用了一般id=0的矢量控制方式, 通过转速闭环和电流闭环及一系列变换控制SVPWM产生。这样在仿真中能很好地体现电容对母线电压的滤波作用。

控制策略的仿真环境, 包含Clark变换、Park变换、Park反变换及Pl控制等单元[6], 如图2所示。

图中:ωmref。为电机设定转速;ωm为仿真转速;Isa、Isb、Isc为仿真三相电流;CTr为仿真电机位置;SVPWM产生单元是正弦波作为基波, 三角波作为载波的正弦脉宽调制。

2.2 电机模型

永磁同步电动机的仿真参数如表l所示。仿真环境包含了IGBT模块、电流采样、转速采样、位置积分等, 如图3所示。

2.3 电容器及电源系统建模

电容器包含等效电阻、等效电容和等效电感。为了能真实反映电源系统中包含的电阻和杂散电感, 在仿真模型中加入了等效电阻和等效电感。仿真模型如图4所示。

图中:Vdc为仿真电机输入端母校电压;Idc为母线电流;I25为电容吸收的电流。

3 仿真结果

在仿真系统, 涉及的参数设定表l所示。

基于式 (1) 和式 (2) , 根据以上选取的近似相等的Cd值和实际的电容器参数[7,8], 选择的电容器及数目如表2所示。

在电机功率10 kW, 以上述选择的电容器进行仿真, 得到的结果如图5～图7所示。

比较图5、图6、图7可知, 在相同的负载条件下, 选择的三种电容自身吸收电流的能力很相近。

在不同电机负载功率下, 采用上述选择的电容器及数目和在没有电容器的情况下进行仿真, 结果如表3所示。

比较表3和表1的仿真参数母线电压160 V可知, 在没有支撑电容的情况下, 母线电压波动非常大, 选择的三组电容器在对母线电压的滤波所起的作用很明显、也很相近 (母线电压的波动在3%以内) ;并且电容的纹波电流峰值也很相近。可见, 采用相似的电容器等效电容容量Cd值的方法来选择电容器, 其表现出来的能力与效果大体一致。因此, 电容器的Cd值可以作为电容器选择的一个重要参数;电容器的等效容量不仅与电容器的标称容值有关, 而且与电容器的等效电阻和等效电感有很大的关系;并且在通过式 (1) 和式 (2) 进行电容器选择计算中发现, 电容器的等效电感对电容器的Cd值影响较大, 等效电阻的影响较小, 但等效电阻会影响电容器的自身能量损耗。所以, 电容器的等效电阻和等效电感在设计永磁同步电动机驱动系统中关于电容器的选择时起到重要的作用, 并且在永磁同步电动机驱动系统设计时还需要考虑电源系统中包含了电阻和杂散电感。

4 结语

在分析电机驱动系统中母线电流、母线电压产生波动的原因的基础之上, 采用了电容器等效电容容量Cd值的方法来对电容器进行选择, 并且选取三种不同类型的电容器进行仿真。可以看到, 电容器的等效电阻和等效电感对电容器表现出来的能力有很大的影响。

仿真系统采用等效电路法进行仿真虽然能很好地体现系统的瞬态性能, 但是在仿真中忽略了真实情况下温度对系统的影响, 特别是对电容器等效电阻的影响和电容器寿命的影响;并且, 仿真没有考虑在实际情况中, 采用弱磁控制导致母线电流和母线电压波动的情况, 以及此种情况下电容器表现出来的滤波能力。

参考文献

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能源仿真模型 篇5

开关电源的主要功能是把由220V直接整流滤波得到的不稳定直流电压变换成所需的稳定直流电压。由于其效率高、稳压范围宽、带负载能力强、容易实现多路输出等优点,广泛应用于许多电子产品,但它的电路结构比较复杂、工作原理也较难理解。本文以电视机常用的调频式并联型开关电源为例,根据电路工作的物理过程,在Multisim环境下对开关电源的仿真模型进行了设计与实现,并对开关电源的工作原理进行了仿真分析。

1 开关电源的工作过程

并联型开关电源主要由整流滤波电路、开关变压器、开关调整管、直流输出电路、振荡电路和稳压电路等部分组成,如果将整流滤波电路用300V直流电源代替,其基本结构如图1所示。其中,振荡电路使调整管工作在开关状态,在正脉冲tc期间,开关调整管Q饱和导通,开关变压器初级线圈中的电流近似线性上升,存储的磁能随着电流的增加而增大,而此时次级感应电压使整流二极管D截止,在负脉冲to期间,Q截止,D导通,存储的磁能通过直流输出电路向负载RL放电,并向电容器C充电。由于C的容量较大,两端电压基本不变,故次级线圈中的电流也近似线性下降。当输入脉冲再次为正时,开关管Q又饱和导通,此时D截止,负载所需电流由电容器C放电提供。如此循环往复,由整流滤波电路得到的不稳定直流电压,先是通过开关管的导通将电能转换成磁能形式存储在开关变压器中,再通过开关管的截止由直流输出电路将磁能转换成电能提供给负载。当输出电压达到预定值后,稳压电路开始调整开关管的导通截止时间,使输出电压保持稳定[1]。

2 仿真模型的设计与实现

利用Multisim软件对电路进行仿真分析,一般可根据电路原理图直接创建仿真模型,但在实际应用过程中,或因元件过多导致仿真速度缓慢,或因缺少某个元器件模型而无法仿真,或因某种原因而出现仿真失败等问题[2]。为了克服仿真过程中存在的不足,本文提出基于行为的仿真建模方法,即在复杂电路仿真过程中,部分单元电路可根据其功能,对行为进行数学抽象,再利用函数模块对这些单元电路建立行为级系统模型,实现电路系统混合仿真。

调频式开关电源一般工作在临界状态或接近临界的连续状态,即开关变压器在开关管导通期间存储的能量,在开关管截止期间全部或接近全部被转移输出。用来产生开关脉冲的振荡电路,其行为可抽象为:开关管导通期间开关变压器初级电流上升,当达到一定值时开关管截止;开关管截止期间开关变压器次级电流下降,降到等于或接近于零时开关管重新导通,进入下一个开关周期。用来稳定输出电压的稳压电路,其行为也可抽象为:当输出电压超过预定值时降低开关管截止控制电流,使其提前截止,以改变占空比,达到稳压目的。根据振荡电路的行为抽象,可用两个受控单脉冲(Controlled One-shot)模块实现初次级电流状态检测,达到规定值时马上产生单脉冲触发信号,再用该信号触发RS触发器,输出所需开关脉冲。稳压电路可用一个压控分段线性源代替,当取样电压未达到规定值时输出为0,当取样电压超过规定值时输出值线性变化。将该输出值与初级电流相加,即可实现取样电压超过规定值越高,控制初级截止的电流值越小,开关管导通的时间越短,从而达到稳压目的。具体实现过程中,初次级电流取样分别来自图1中的IA、IB两点,取样电压直接取自V0点输出电压。创建的振荡稳压仿真模型如图2所示。

图中模块的参数设置和功能简介如下。压控分段线性源V1的控制与输出数据对决定稳压电路的控制性能,这里设置三对数据:0:0、110:0、120:-2,以保证稳压电路在开关电源的输出电压超过110V以后才起控,控制灵敏度由最后一对数据决定。加法模块A1将初级电流取样值与稳压模块V1的输出相加,取样电压超过规定值越多则V1的输出值就越小,开关管就会越提前截止。受控单脉冲模块有三个输入端和一个输出端:第一个端子输入触发信号,触发电平和极性可任意设置;第二个端子是脉宽控制,电压不同输出的脉宽也不同,对应关系可以设置;第三个端子是输出控制,电压高于触发电平则无输出;第四个端子是脉冲输出端口,输出脉冲的幅度、时间延迟量、上升下降沿时间和脉宽延迟量均可调节。在图2模型中,V2设为-0.1V上升沿触发,此时开关变压器的能量可以认为基本转换完毕,想确保工作在临界状态,可适当修改V2的输出时间延迟量;V3设为-2V下降沿触发,以限制初级电流不大于2A;脉宽控制端子都悬空,使输出为1us的默认脉宽;输出控制端子都接-5V电源,允许脉冲输出;输出脉冲的电平均设为0和5V。U1是正脉冲触发有效的RS触发器,因V2设置的是-0.1V上升沿触发,仿真从0开始时V2会马上输出高电平触发脉冲,加到RS触发器的S端口使输出为高电平,保证电路能自启动。将创建好的振荡稳压模型接入图1所示电路,理想变压器T的参数依次设为1.36、0H、2.11mH、1.4Ω、1Ω,其它元器件均取理想模型并按图设置参数。再将电路仿真参数的初始条件改为“Set to zero”,结束时间可取1s,最大时间步长TMAX改为1e-6s,设置完毕后便可对开关电源进行仿真分析。

3 仿真分析

3.1 工作原理分析

正常情况下,开关电源的输出电压:E2=(tc/t0)·(n2/n1)E1。实际工作中输入电压E1是不稳定的,开关变压器的匝数比也不能再变,要保持输出电压稳定,只能靠改变开关脉冲的占空比来实现。仿真分析可知,如果输出电压未达到110V,初级电流升到2A规定值时开关管截止,次级电流下降到接近0时开关管又导通,电路处于自由振荡状态;当输出电压超过110V越多,稳压模块V1输出的负值越大,开关管越提前截止,最终使输出电压保持稳定。图3是仿真平稳期间用瞬态分析工具得到的主要测试点波形,也可用示波器直接观测。仿真平稳后实测输出电压约为114V,测得一组导通截止时间分别是8.43us和16.17us,将输入电压300V、匝数比1.36代入E2=(tc/t0)·(n2/n1)E1得输出电压的理论值是115V。在误差允许范围内,仿真结果与理论计算完全吻合。

另外,还可验证集电极的最大工作电压Emax=(1+tc/t0)E1、接近临界工作状态的振荡周期T=L1imax[1/E1+(n2/n1)/E2]及开关电源的输入与输出能量关系等原理理论[3][4]。

3.2 性能指标分析

开关电源的性能指标主要有稳压性能和带负载能力。稳压性能是用来描述输入电压变化引起输出电压变化的技术指标;带负载能力是用来描述输出负载变化引起输出电压变化的技术指标。这些性能指标均可通过改变输入电压或输出负载的参数,来测试输出电压进行仿真分析,也可利用参数扫描分析工具来直接进行对比分析[5],这里不再赘述。

4 结束语

在对复杂电路进行仿真过程中,部分单元电路可根据其功能,对行为进行数学抽象,再利用函数模块建立基于行为的仿真模型,这种行为级模型无须理会内部的具体结构,但对外电路的分析却是一种行之有效的建模方法。通过对并联型开关电源进行建模与仿真分析,在理解开关电源的工作状态过程、验证原理理论和测试性能指标等方面,都取得了良好的效果。仿真结果表明:输入电压在一定范围内变化时,系统能自动调整占空比以实现输出电压稳定;输出负载在一定范围内变化时,系统的占空比基本恒定,输出电压也基本不变,但振荡频率会随着负载的加重而降低,以满足不同功率要求。

参考文献

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雷达仿真模型设计与实现 篇6

关键词：作战仿真,游戏开发,雷达,仿真模型,C++

1 引言

雷达作为现代武器的眼睛, 是获取战场信息的重要装备。因此, 在作战仿真和战争类游戏中, 雷达仿真模型的设计与实现是非常重要的。由于雷达系统对信号处理的复杂性, 因此信号级仿真模型复杂度高、计算量大。为降低仿真模型的的复杂度, 从雷达系统的功能出发, 建立其模型。

2 建模原理

2.1 坐标系的建立

在仿真或游戏中, 各物体位置、姿态的确定需要一个参考系, 因此, 建立遵循右手规则的世界坐标系。如图1所示。

建立以雷达主方向为X轴的右手坐标系为雷达的局部坐标系, 如图2所示。

雷达在空间中的姿态可用欧拉角来确定, 如图3所示。

2.2 雷达的数学模型

2.2.1 探测区域

雷达系统的主要功能是对一定区域内的目标进行探测, 该区域范围由以下3部分决定: (1) 雷达探测距离的远界、近界; (2) 雷达水平扫描形成的水平夹角; (3) 雷达垂直扫描形成的垂直夹角。如图4所示。

2.2.2 通视距离

在雷达的实际使用过程中, 最远探测距离除受雷达本身的技术性能影响, 还受地球曲率影响, 即雷达的通视距离。如图5所示。

雷达通视距离取决于雷达天线所在位置的高度h1和目标的高度h2。

由于存在大气折射的影响, 应该使用等效地球半径Re来代替实际地球半径R, 一般条件下Re的取值为8490km, 因此雷达直视距离Rs为:

上式中考虑地球弯曲引起的遮蔽影响, Rs的单位为米。

式中Re:标准大气下地球当量半径 (约为8490公里) ;

h1:雷达天线所在高度, (米) ;

h2:目标高度, (米) 。

2.2.3 探测概率

理论上, 在此区域内的目标, 都会被雷达发现, 但实际上存在一定的概率。工程实践表明, 该概率主要与目标的距离有关, 经验拟合公式如下:

式中r:目标的距离, (公里) ;

Rmax:最大探测距离, (公里) 。

λ:探测系数 (不同雷达探测系数不同)

2.2.4 坐标转换

为方便计算, 将目标在世界坐标系下的坐标转换到雷达局部坐标系下。

绕相应坐标轴依次旋转ψ, , λ, 每一次旋转称为基元旋转, 相应的其基元旋转矩阵为[1]:

绕Y轴的基元旋转矩阵为:

绕Z轴的基元旋转矩阵为:

绕X轴的基元旋转矩阵为:

在世界坐标系下 (x, y, z) , 设目标的坐标为 (X, Y, Z) , 雷达的坐标为 (x, y, z) , 雷达的姿态角为 (ψ, , λ) , 则在雷达局部坐标系下目标的坐标为:

2.2.5 工作流程

雷达模型工作的流程如图6所示。

3 编程实现

为提高该模型的可重用性, 将其封装成Radar类。具体实现代码如下:

.h文件代码:

.cpp文件代码:

4 模型应用

在预警机引导下的歼轰机对海突击是一典型的作战样式, 在该仿真案例中, 当预警机探测到敌驱逐舰, 将目标信息发送给歼轰机;歼轰机从机场起飞奔赴目标, 当其雷达探测到目标, 发射4枚反舰导弹, 然后迅速撤离战场;当驱逐舰探测到来袭导弹时, 发射防空导弹进行拦截。预警机、歼轰机、反舰导弹、驱逐舰、防空导弹, 这些武器装备都装有雷达, 将雷达模型运用到该案例可有效检验其真实性和可用性, 如图7～图12所示。

5 结语

从雷达的功能出发, 分析其发现目标的主要决定因素, 建立雷达的数学模型;采用C++语言编程实现并将其封装成类。最后, 通过一典型的对海突击仿真案例验证了模型的真实性和可用性。

参考文献

光伏阵列的仿真模型研究 篇7

光伏发电因其清洁环保、资源丰富等诸多优点成为当今可再生能源研究和应用的热点之一。但由于光伏阵列价格昂贵,电能输出受光照强度、温度等环境条件及负载变化等因素的影响较大,所以在构建光伏系统时,如果采用真实的光伏阵列,则成本会很高。特别是当被研究的光伏系统的功率在数百瓦甚至更大级别时,考虑到经济性和时效性,建立起通用的光伏阵列模型就显得非常有必要[1]。

光伏阵列模型可以模拟出任意太阳辐射强度、环境温度、光伏模块参数、光伏阵列串并联方式组合下的光伏阵列I-V特性,大大缩短光伏系统的研究周期,提高研究效率,增强研究结果的可信度,因此采用计算机软件仿真无疑是首选。研究主要是基于光伏阵列的物理机制的数学方程结合其等效电路特点构建光伏阵列的Simulink仿真模型。

1 光伏阵列的特性

由实验测得光伏阵列终端特性,得到实际使用的等效电路如图1所示[2]。

典型的光伏阵列(电流I-电压V)、(功率P-电压V)特性如图2-3所示。图2表示I-V、P-V随光强变化而变化的规律。图3表示最大功率点功率、电流、电压随温度变化的规律。

由图2可知:在高电压区,光伏阵列可视为工作在恒压源区;在低电压区,光伏阵列可视为工作在恒流源区。随着光强的减弱,光伏阵列的输出电流减少,输出功率也减少。由图3可知:当光强不变时,随着温度的升高,开路电压降低,短路电流略有增加,最大功率减少[3,4,5]。

2 光伏阵列模型的建立

图1是光伏阵列等效电路,其工作原理为:当光照恒定时,由于光生电流Iph不随光伏阵列的工作状态而变化,因此在等效电路中可以看作是一个恒流源。光伏阵列的两端接入负载后,光生电流流过负载,从而在负载两端建立起端电压V。负载端电压反作用于光伏阵列的P-N结上,产生一股与光生电流反方向的电流Id。此外,Rs为串联电阻,一般小于1。它主要是由光伏阵列的体电阻、表面电阻、电极导体电阻、电极与硅表面间接触电阻和金属导体电阻等组成。Rsh为旁路电阻,一般为几千欧姆。它主要是由阵列表面污浊和半导体晶体缺陷引起的漏电流所对应的P-N结泄漏电阻和阵列边缘的泄漏电阻组成[6]。

由等效电路图可得光伏阵列的特性的一般公式:

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通常情况下,式(1)中的(V + RsI) / Rsh项远小于光伏阵列输出电流,因此该项可以忽略。

由于单个光伏阵列产生的电压很小。因此,在实际中,需要通过对多个小单位的光伏阵列的串、并联交替组合来得到期望的直流电压或电流。据此可得到简化的光伏阵列模型的输出特性方程:

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相应的光伏阵列模块中,在考虑到光强和温度变化的情况下,分析光伏阵列的工作原理可得:

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当光伏阵列处于开路状态时I = 0,V=VOC。代入式(2)可得反向饱和电流的表达式为:

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当光伏阵列模块工作在最大功率点时,由式(2)可求得Rs和Vm:

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式中,I为光伏阵列的输出电流;IL为PN结电流;I0为反向饱和电流;V为输出端电压;T为绝对温度(K);q为单位电荷,其值为1.6×10-19C;k是波尔兹曼常数,其值为1.38×10-23J/K;A为二极管理想常数,其值介于1～2之间变化;np,ns分别为光伏阵列模块中光伏阵列并联和串联的个数;ISC为标准测试条件下测得的光伏阵列的短路电流;G为光强;α为光伏阵列的短路电流温度系数;Tref和Gref分别是指光伏阵列的绝对温度和光强的参考值,即分别为298K和1000W/m2;VOCref为标准测试条件下测得的光伏阵列的开路电压;β为光伏阵列的开路电压温度系数。

基于上述的数学模型,在MATLAB/Simulink环境下建立光伏电池阵列的通用仿真模型,其内部结构如图4所示。同时创建子系统,并在其内部封装Im、Vm、ISC、VOC以及np、ns等参数,这些参数可见于产品数据中。仿真实验时,可以方便的对不同的光伏阵列进行参数设置。

光伏阵列仿真模型内部结构如图4中所示,利用Simulink工具,在光伏阵列的物理数学模型基础上,建立起光伏阵列的仿真模型。其中模块的输入为温度T、光强G、电流I;输出为工作电压V。

3 BOOST电路的原件选择和参数计算

由于单个光伏阵列的输出直流电压、电流较低,因此,在实际中,需要通过对多个小单位的光伏阵列的串、并联交替组合,同时将光伏阵列模型接入BOOST升压电路中来得到期望的直流电压或电流。

BOOST升压电路模块如图5所示,升压斩波电路由L/Tc/D/C等原件构成,参数的选择通过如下计算得到[7,8]:

①电感L BOOST升压电路工作在电流连续工作模式CCM,电感电流需保持连续状态。在开关管Tc为导通期间,二极管D处于截止状态,流经电感L和开关管电流逐渐增大,电感L两端电压为ES,考虑到开关管Tc集电极对公共端导通压降US,即为ES-US。通过电感的电流增加部分ΔILon满足式(8)。

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式中,US为开关管导通时压降,约0.6～0.9V;ton为导通时间。

在开关管Tc截止期间,二极管D处于导通状态,储存在电感L中能量提供给输出,流经电感L和二极管D电流处于减少状态,设二极管D正向电压为Uf,电感L两端电压为UO+Uf-ES,电流减少部分ΔILoff满足式(9)。

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式中:UO为输出电压;Uf为整流二极管正向压降,快恢复二极管约0.8V,肖特基二极管约为0.5V;toff为截止时间。

在电路稳定状态下,电流连续变化, ΔILon=ILoff,由式(8)和式(9)可得:

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定义占空比D=ton/T,则:

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如果忽略电感损耗,电感输入功率等于输出功率,即

ES×IL(ave)=UO×IO (12)

式中,IL(ave)为电感平均电流。

由式(11)和式(12):

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同时由式(8)得电感器纹波电流:

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式中,f为开关频率。

为保证电流连续,电感电流应满足:

IL(ave)≥ΔIL/2 (15)

考虑到式(13),式(14)和式(15),可得到满足电流连续情况下的电感值为:

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另外,由BOOST升压电路结构可知,开关管电流峰值ITc(max),二极管电流峰值IDc(max),电感器电流峰值ILP是相等的,因此:

ILP=IL(ave)+(ΔIL/2) (17)

代入数据:D=0.5,US=0.9V,IO=PO/UO=550/220=2.5A,f=49kHz,同时考虑在10%额定负载以上电流连续情况,实际设计时可以假设电路在额定输出时,电感纹波电流为平均电流的20%～30%,因增加ΔIL可以减小电感值L,但为不增加输出纹波电压而须增大输出电容C,取30%为平衡点,即:

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由式(14),式(17)可得:

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流过电感L的峰值电流由式(13)和(17)得:

ILP=IL(ave)+(ΔIL/2)=5.75A (20)

L可选用电感量为1000H且通过6A以上电流不会饱和的电感。电感的设计包括磁芯材料、尺寸、型号选择及绕组匝数计算、线径选用等。电路工作时重要的是避免电感饱和、温度升高。磁芯和线径的选择对电感性能和温升影响和大,材质好的磁芯如环形铁粉磁芯,承受峰值电流能力较强。而选用较粗的导线绕制电感,能有效降低电感温升。

②开关管Tc。Tc开关管电流峰值由式(15)得,ITc(max)=ILP=5.75A,开关管耐压:

UdTc=UO+Uf=220+0.8=220.8V (21)

按20%的安全裕量,可选用6A/300V以上开关管。

③输出二极管和输出电容,升压电路中输出二极管D必须承受和输出电压值相等反向电压,并传导负载所需最大电流。二极管峰值电流IDc(max)=ILP=5.75A,本电路可选用6A/300V以上快恢复二极管,若采用正向压降低肖特基二极管,整个电路效率将得到提高。

输出电容C选定取决于对输出纹波电压要求,纹波电压与电容等效串联电阻ESR有关,电容容许纹波电流要大于电路中纹波电流,输出纹波噪声取1%,电容ESR<ΔUO/ΔIL=220×1%/1.5=1.47Ω。另外,为满足输出纹波电压相对值要求,滤波电容量应满足:

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根据计算出的ESR值和容量值选取电容器,由于低温时ESR值较大,故应按低温下ESR来选择电容,因此,选用49.4mF/300V以上频率特性电解电容可满足要求。

4 仿真结果及分析

根据现有的相关资料,设置光伏阵列仿真模型参数及其输出模块如图6-7所示。

按要求设置好光伏阵列和BOOST参数,运行并观测其输出,输出电压、电流、功率波形如图8-10所示。由结果看,其输出纹波较小,符合实际电路设计的要求。

5 结束语

光伏阵列实际上是一个与多参数相关的非线性直流电源,能否准确得出其I-V特性是关键。通过分析光伏阵列内部原理及其等效电路,建立其物理数学模型,应用Simulink进行仿真实验。仿真结果表明:模型参数的设置方便、仿真速度快。模型的输出与实际输出基本相似,能为光伏发电系统的进一步仿真研究提供了较好的激励源。

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