Моделирование динамических режимов работы электротехнических комплексов с ветроэнергетическими установками

• Автор: Беспалов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ С ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ И МЕТОДЫ ИХ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1.1. Основные проблемы процесса проектирования сложных устройств
1.2. Структура электротехнического комплекса
1.3. Современное состояние ветроэнергетики
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
2.1. Моделирование компонентов силовых цепей
2.1.1. Моделирование диодов силовых частей схемы35
2.1.2. Моделирование транзисторов силовых частей схемы
2.1.3. Моделирование систем управления транзисторами силовых частей схемы
2.2. Моделирование функциональных блоков
2.2.1. Моделирование ветроколеса
2.2.2. Моделирование вентильного генератора
2.2.3 Моделирование преобразователя постоянного напряжения
2.2.4 Моделирование инвертора
2.3. Моделирование электротехнического комплекса
2.4. Свойства математической модели электротехнического комплекса
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Современные численные методы исследования
переходных процессов в нелинейных
электрических цепях
' 3.1.1. Формула метода
3.1.2. Стратегия выбора шага

3.1.3. Решение задач с разрывами
3.2. Построение формулы метода
3.3. Погрешность, точность и устойчивость формулы метода
3.4. Оценка погрешности и управление длиной шага
3.5. Непрерывная формула
3.6. Оптимизация коэффициентов формулы метода
3.7. Выводы
' 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И РАСЧЕТ РЕЖИМОВ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
4.1. Оптимизация параметров вентильного генератора
4.1.1. Идентификация параметров
4.1.2. Оптимизация схемы и ее параметров
4.2. Оптимизация параметров преобразователя
4.2.1. Критерии эффективности устройства
4.2.2. Оптимизируемые параметры
4.3. Оптимизация параметров инвертора
4.4. Оптимизация параметров комплекса в целом
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Задача обеспечения надежной и эффективной работы электротехнического оборудования, разработка новых и совершенствование существующих электротехнических устройств имеет фундаментальное значение для промышленности. Решение этой задачи связано с развитием методов моделирования и исследования переходных процессов в электротехнических устройствах и с проведением на этой основе оптимизации параметров и характеристик элементов, синтеза оптимальных законов управления.
Современный этап развития электротехнических систем характеризуется бурным ростом преобразовательной техники. Успехи в разработке и создании силовых полупроводниковых приборов - диодов, тиристоров, транзисторов, позволяет им успешно применяться для преобразования все большей мощности. При этом часто вместо параметрического стало применяться импульсное регулирование, которое позволяет достичь более высоких энергетических показателей
Проектирование современного электротехнического комплекса требует учета взаимосвязей всех различных элементов при равной степени учета их основных свойств.
Например, при расчете преобразователей в системе импульсного регулирования электропривода необходим учет, как динамических свойств силовых полупроводниковых приборов, так и динамических характеристик собственно электропривода, т.е. электродвигателя и приводного механизма . [1, 17, 24] . То же самое относится и к проектированию
электрических машин, работающих с преобразователями в силовых цепях - эффективное и экономичное устройство получается при адекватном учете динамических и статических

водниковых приборов и соотношением для постоянных времени
X > X , Т > X ,
си к' си с.пп'
где хсц - постоянная времени силовой цепи преобразователя, тк - постоянная времени коммутации, т - постоянная времени силовых полупроводниковых приборов, можно использовать как физические, так и функциональные модели. Однако применение функциональных моделей существенно упрощает расчет преобразователей путем устранения части быстро-протекающих процессов с малыми постоянными времени, обусловленными реактивными параметрами физических моделей. Эти модели более просты и позволяют существенно уменьшить объем вычислительной работы при анализе динамических режимов. Применение же простеших моделей в виде идеального ключа неприемлемо ввиду низкой адекватности рассматриваемых процессов реальным режимам работы силовых полупроводниковых устройств.
Вышеприведенные рассуждения и приводят к необходимости применения для моделирования силовых полупроводниковых приборов кусочно-линейных (ключевых) моделей различной степени сложности.
2.1.1. Моделирование диодов силовых частей схемы
В соответствии с вышеизложенным принимается кусочнолинейная модель диода, аналогичная модели КЗ-1 [1] . Диод моделируется чисто активным сопротивлением, величина которого зависит от направления протекающего по нему тока.
Кзресли 1Д < 1И
й |кпр,если 1Д > иост / Добр . где иост - пороговое напряжение прямой ветви характеристи-