MATLAB-Simulink中的SVC闭环控制与系统稳定性仿真平台

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink搭建静态无功补偿器（SVC）闭环控制模型，模拟其在电力系统中的电压调节与无功补偿功能。支持负荷变化和故障场景的动态仿真，提供时域响应和频域分析结果，帮助评估SVC对系统稳定性的影响。用户可灵活调节控制器参数，适用于电力系统教学与科研。

详 情 说 明

SVC闭环控制与系统稳定性仿真平台

项目介绍

本项目构建了一个用于模拟静态无功补偿器（SVC）在电力系统中工作的动态仿真环境。该平台能够完整复现SVC的闭环控制结构，主要用于研究SVC在电网调压与无功补偿过程中的动态性能及其对系统稳定性的支撑作用。通过本仿真平台，用户可以分析在不同负荷波动及故障条件下SVC的电压调节效果，并利用时域和频域分析工具优化控制策略，从而提升电力系统的稳定运行水平。

功能特性

• 动态仿真核心：实现了电力系统的动态微分方程建模，包含必要的坐标变换，能够准确模拟SVC（采用TCR/TSC结构）与电网的交互过程。
• 闭环控制系统：集成了基于PI调节器的闭环电压控制算法，可模拟SVC根据母线电压偏差实时调节其等效导纳/电纳的过程。
• 多场景分析：支持用户设定多种仿真工况，包括阶跃负载变化、周期性负荷波动以及不同类型的短路故障，以测试SVC的鲁棒性。
• 综合性能评估：仿真输出包括关键电气量的动态响应曲线（电压、无功功率、SVC电纳等）、功率因数改善分析报告，并提供相位裕度等控制稳定性指标，辅助进行参数整定。
• 稳定性分析：具备小信号稳定性分析能力，可线性化系统模型并分析其特征值，评估系统在平衡点附近的固有稳定性。

使用方法

1. 参数配置：在运行仿真前，需在指定的脚本或文件中设置所需的参数。

* 系统基准参数：如基准电压、系统短路容量等。 * SVC设备参数：如TCR和TSC的额定容量、电抗器与电容器的参数、滤波器配置等。 * 控制参数：如PI调节器的比例和积分系数、电压参考值设定点等。 * 仿真工况：如选择负荷变化的波形、设定故障的类型与发生/清除时间。

1. 运行仿真：执行主程序文件以启动仿真计算。仿真将根据设定的参数和场景进行数值积分，求解系统动态过程。

1. 结果分析：仿真完成后，程序会自动绘制关键变量的时域响应曲线，并生成系统性能分析报告。用户可通过分析波形和数据评估控制效果，并据此调整控制参数以优化系统性能。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：需要安装 MATLAB（推荐 R2016a 或更高版本）。
• 必备工具箱：确保已安装 MATLAB 的 Simulink 和 Control System Toolbox，以支持动态系统仿真和控制分析功能。

文件说明

主程序文件承载了仿真的核心流程。它主要负责完成以下任务：初始化电力网络、SVC装置及其控制器的数学模型；根据用户输入参数配置仿真场景；执行时域动态仿真计算，求解系统微分方程；在仿真过程中实时计算SVC的闭环控制输出（如触发延迟角）；最后，对仿真结果进行后处理，绘制各类动态响应曲线并计算关键的稳定性与性能指标。