Заманбап AC/DC электр тармактарында күч электроникасынын өзгөрткүчтөрү негизги жыштыктагы жүрүм-турум менен катар гармоникалык өз ара таасирлерди жана тез башкаруу динамикаларын пайда кылат. EMT моделдери бул деталдарды кармай алат, бирок чоң системаларда эсептөө чыгымы өсөт; классикалык фазор жана орточо-маани моделдери ылдамыраак болгону менен гармоникалык байланыштарды жетиштүү деңгээлде чагылдыра албай калышы мүмкүн. DQsym бул эки ыкманын ортосунда динамикалык фазор теориясын колдонгон блоктук MATLAB/Simulink чөйрөсүн сунуштайт. Сигналдардын тандалган гармоникалык компоненттери убакыт боюнча өзгөрүүчү Fourier коэффициенттери түрүндө көрсөтүлөт; оң, терс жана нөлдүк ырааттуулук компоненттери DQ таяныч координата алкактарында жалпы сигнал форматына айландырылат. Булактардын, математикалык операциялардын, абал-мейкиндик моделдеринин, өлчөө блокторунун жана учурдагы версиядагы орточолонгон MMC өзгөрткүчүнүн бирдей форматты колдонуусунун аркасында колдонуучу стандарттуу Simulink иш логикасы менен модель түзө алат. Текшерүүдө гармоникалык көбөйтүү тести EMT натыйжалары менен бирдей 50 Hz негизги чоңдукту жана ошол эле %160,79 THD маанисин берген; толук башкарылуучу бир станциялуу MMC мисалында PCC чыңалуусу, тармак тогу жана ийин токтору EMT эталонуна жакын дал келүүнү көрсөткөн. Моделдин маанилүү чектөөсү — v1.0 версиясында өзгөрткүчтөрдүн камтылышы азырынча чектелүү, генератордун механикалык динамикасы колдоого алынбайт жана гармониканын тартиби жогорулаган сайын эсептөө жүгү өсөт.

MATLAB жагынан бул изилдөө изилдөө алгоритми жалгыз `.m` файлынан гана турбасын абдан ачык көрсөтөт. DQsym’де MATLAB скрипттери киргизүү параметрлерин жана иш жөндөөлөрүн аныктайт; Simulink блоктору физикалык/динамикалык системаны түзөт; masked subsystem’дер татаал ички алгоритмдерди колдонуучудан абстракциялайт; абал-мейкиндик блоктору дифференциалдык теңдемелерди чечет; өлчөө блоктору DQsym сигналдарын кайра убакыт аймагына айландырат жана MATLAB функциялары менен FFT сыяктуу кийинки анализдерди жүргүзүүгө болот. Ошентип, колдонуучу физикалык моделди, сандык чечүүчүнү, башкаруу системасын жана натыйжаларды талдоону бир MATLAB/Simulink экосистемасында бириктире алат.

Заманбап AC/DC күч системаларында эмне үчүн жаңы симуляция ыкмасы керек?

Негизги маселе — күч системаларында күч электроникасынын өзгөрткүчтөрү улам көбөйүп жаткандыгы. Voltage Source Converter (VSC) негизиндеги системалар классикалык синхрондук машиналуу тармактарга салыштырмалуу тезирээк башкаруу контурларына жана татаалыраак гармоникалык өз ара таасирлерге ээ болушу мүмкүн.

Эгер модель 50 Hz же 60 Hz негизги компонентин гана көрсөтсө, айрым гармоникалык өз ара таасирлерди өткөрүп жибериши мүмкүн. Экинчи жагынан, күч электроникасындагы ар бир коммутация окуясын электромагниттик өтмө режим деңгээлинде майда-чүйдөсүнө чейин чечүү чоң тармактарда эсептөө жүгүн көбөйтүшү мүмкүн.

Булак бул эки чектеги ыкманы төмөнкүдөй жайгаштырат:

DQsym үчүнчү ыкманы MATLAB/Simulink ичиндеги орнотулган блок китепканасына айландырат.

Динамикалык фазор деген эмне?

Динамикалык фазор болжолдуу периоддук сигналды бир гана туруктуу комплекстүү фазор менен көрсөтүүнүн ордуна, убакыт боюнча өзгөрө ала турган Fourier коэффициенттери аркылуу чагылдырат.

Булакта \(x(t)\) сигналынын \(k\). тартиптеги динамикалык фазору:

\[ \langle x\rangle_k(t)= \frac{1}{T} \int_{t-T}^{t} x(\tau)e^{-jk\omega_c\tau},d\tau \]

деп аныкталат.

Бул жерде:

• \(T\), негизги период.
• \(\omega_c=2\pi/T\), негизги бурчтук жыштык.
• \(k\), көзөмөлдөнүп жаткан гармониканын тартиби.
• \(\langle x\rangle_k(t)\), тиешелүү гармоникалык компоненттин убакыт боюнча өзгөрүүчү амплитуда жана фаза маалыматын алып жүрөт.

Бул аныктаманын эң маанилүү жагы төмөнкүдөй: классикалык Fourier анализинде коэффициенттер көбүнчө туруктуу жазма үчүн эсептелсе, динамикалык фазордо коэффициенттин өзү убакыттын функциясы болуп саналат. Ошентип, система өтмө режимде турган учурда гармоникалык компоненттер да динамикалык түрдө көзөмөлдөнө алат.

Баштапкы убакыт сигналы кантип кайра түзүлөт?

Булак тандалган гармоникалардын суммасы аркылуу сигналды болжол менен:

\[ x(t)\approx \sum_{k=-N}^{N} \langle x\rangle_k(t)e^{jk\omega_ct} \]

түрүндө кайра түзөт.

\(N\), моделге киргизилген эң жогорку гармоникалык тартип.

Бул теңдеме моделдөөдө өтө маанилүү компромиссти түшүндүрөт:

Чоңураак \(N\) → көбүрөөк гармоникалык детал → көбүрөөк эсептөө.

Демек, динамикалык фазор ыкмасында колдонуучу система үчүн чындап маанилүү болгон жыштык компоненттерин тандай алат.

DQsym аталышы кайдан келип чыккан?

DQsym сигналдары гармоникалык тартип боюнча гана эмес, үч фазалуу системалардын:

• оң ырааттуулук,
• терс ырааттуулук,
• нөлдүк ырааттуулук

компоненттери боюнча да уюштурулат.

ABC фаза өзгөрмөлөрү адегенде симметриялык компоненттерге, андан кийин синхрондуу айлануучу DQ таяныч алкагына айландырылат.

Булактагы жалпы сигнал түзүлүшү:

\[ \begin{bmatrix} \langle x_{dq,p}\rangle_k\ \langle x_{dq,n}\rangle_k\ \langle x_{dq,z}\rangle_k \end{bmatrix} ============= \begin{bmatrix} x_d^p(k)+jx_q^p(k)\ x_d^n(k)+jx_q^n(k)\ x_d^z(k)+jx_q^z(k) \end{bmatrix} \]

түрүндө көрсөтүлгөн.

Бул жердеги:

• \(p\): positive sequence,
• \(n\): negative sequence,
• \(z\): zero sequence,
• \(d,q\): айлануучу таяныч алкагынын эки огу

дегенди билдирет.

DQ өзгөртүүсү окурман үчүн эмне үчүн маанилүү?

Үч фазалуу синусоидалык система ABC координаталарында үзгүлтүксүз термелет. Ылайыктуу ылдамдыкта айланган DQ координата системасына өткөндө негизги компоненттер жайыраак өзгөрүүчү же ылайыктуу шарттарда болжол менен туруктуу чоңдуктарга айланышы мүмкүн.

Башкаруу системаларынын олуттуу бөлүгү DQ окторунда долбоорлонушунун себептеринин бири да ушунда. DQsym муну андан ары өнүктүрүп, ар башка гармоникалардын ар бири үчүн зарыл болгон айлануучу таяныч алкактарын бир моделдин ичинде уюштурат.

2-беттеги DQsym иш агымы бизге эмнени көрсөтөт?

Булактын 2-беттеги 1-сүрөтү MATLAB/Simulink иш чынжырын үч этапта көрсөтөт:

1. Моделдин киргизүү маалыматтары `.m` файлдарында аныкталат.
2. Тармак DQsym Simulink блоктору менен түзүлөт.
3. Натыйжалар эталондук модель менен салыштырылып текшерилет.

Киргизүү маалыматтарынын арасында тармак, synchronous generator (SG), өзгөрткүч параметрлери жана тармактын абал-мейкиндик матрицалары болушу мүмкүн.

DQsym китепканасынын блок архитектурасы кантип түзүлгөн?

Китепканадагы компоненттер masked subsystem түрүндө. Бул Simulink жагынан өтө маанилүү программалык камсыздоону долбоорлоо ыкмасы.

Masked subsystem татаал ички моделдин баарын колдонуучуга көрсөтпөстөн, белгилүү киргизүү талаалары жана параметрлер аркылуу башкарууга мүмкүндүк берет. Колдонуучу, мисалы, булак чыңалуусун же гармоникалык тартипти маскага киргизет; ар бир колдонууда ички блоктордун түзүлүшүн өзгөртүүгө мажбур болбойт.

DQsym v1.0 төмөнкү негизги блок топторун камтыйт:

DQsym моделин өзгөртүү эмне үчүн салыштырмалуу оңой?

Бардык блоктор жалпы кириш-чыгыш форматын колдонгондуктан, бир компонентти башка компонент менен алмаштырууга же жаңы компонент кошууга болот. Колдонуучуга бүт тармак архитектурасын кайра жазуунун кереги жок.

Бул ыкма объектке багытталган программалык долбоорлоодогу стандарттуу интерфейс идеясына окшош: ички эсептөө ар башка болушу мүмкүн, бирок тышкы туташуу формасы өзгөрбөйт.

State-space block эмне кылат?

Абал-мейкиндик көрсөтүлүшү жалпысынан:

\[ \dot x=Ax+Bu ] [ y=Cx+Du \]

түрүндө жазылат.

Бул жерде:

• \(x\): абал вектору,
• \(u\): кириш вектору,
• \(y\): чыгыш вектору,
• \(A\): система матрицасы,
• \(B\): кириш матрицасы,
• \(C\): чыгыш матрицасы,
• \(D\): түз өткөрүү матрицасы

катары каралат.

DQsym блокторунда бул ыкма дискреттүү убакыт түрүндө да колдонулушу мүмкүн:

\[ x[k+1]=A_dx[k]+B_du[k] ] [ y[k]=C_dx[k]+D_du[k]. \]

Бул форма MATLAB/Simulink’теги башкаруу системасы жана туруктуулук анализинин эң негизги математикалык түзүлүштөрүнүн бири.

Algorithm 1 эмне үчүн жөн гана кадимки абал-мейкиндик интеграциясы эмес?

Күч электроникасы системаларында коммутация же иш конфигурациясы өзгөргөндө система матрицалары да өзгөрүшү мүмкүн. Булакта Algorithm 1 бул жагдайды атайын карайт.

Негизги операциялар чынжыры төмөнкүдөй:

Бул ыкманын максаты — коммутация окуясы убакыт кадамынын аягында гана байкалгандыктан пайда болушу мүмкүн болгон убакыттык катаны азайтуу.

Гармоникалык сигналдар эмне үчүн кадимки көбөйтүү сыяктуу жүрбөйт?

Эки сигнал көбөйтүлгөндө бирдей жыштыктар гана пайда болбойт. Гармоникалык компоненттер бири-бири менен өз ара таасирленип, сумма жана айырма жыштыктарын жаратышы мүмкүн.

Мисалы, концептуалдык түрдө:

\[ \cos(\omega_1t)\cos(\omega_2t) ============================== \frac{1}{2} \left[ \cos((\omega_1-\omega_2)t)+ \cos((\omega_1+\omega_2)t) \right]. \]

Демек, гармоникага бай эки күч системасы сигналынын көбөйтүндүсү жаңы жыштык компоненттерин жаратат. DQsym’дин математикалык блокторунун маанилүү милдети — бул кайчылаш гармоникалык өз ара таасирлерди туура индекстөө.

Algorithm 2 — DQsym көбөйтүү блогу кантип иштейт?

Булакта берилген көбөйтүү операциясынын жогорку деңгээлдеги алгоритми төрт негизги этаптан турат:

1. DQsym сигналдарын ABC фаза аймагына айландыруу.
2. Ар бир гармоника үчүн синус жана косинус Fourier коэффициенттерин чыгаруу.
3. Коэффициенттерди комплекстүү көбөйтүү эрежелери боюнча бириктирүү.
4. Натыйжаны адегенде ABC’де кайра түзүп, андан кийин кайра DQsym форматына айландыруу.

Коэффициенттердин көбөйтүндүсү:

\[ a_k^z=a_k^xa_k^y-b_k^xb_k^y ] [ b_k^z=a_k^xb_k^y+b_k^xa_k^y \]

түрүндө берилет.

Бул туюнтмалар комплекстүү сандарды көбөйтүүнүн чыныгы жана элестүү компоненттери менен бирдей түзүлүшкө ээ.

Algorithm 3 эмне кылат?

Algorithm 3 DQsym форматындагы көп гармоникалуу сигналды кайра чыныгы үч фазалуу ABC сигналына айландырат:

\[ x_{abc}\leftarrow T_{pnz}^{-1} \left{ X_{dq}^{p,n,z} \right}. \]

Бул өзгөртүү айрыкча текшерүү жана визуалдаштыруу үчүн керек. Анткени күч системалары инженериясында колдонуучу көбүнчө акырында:

• \(v_a,v_b,v_c\),
• \(i_a,i_b,i_c\)

сыяктуу физикалык фаза толкун формаларын көргүсү келет.

MATLAB менен DQsym кантип орнотулат?

Булакка ылайык орнотуу китепкана папкасындагы:

addlib.m

MATLAB скриптин иштетүү менен жүргүзүлөт.

Бул скрипт эки негизги ишти аткарат:

• DQsym папкаларын MATLAB path’ине кошот.
• Китепкананы Simulink Library Browser’га каттайт.

Андан кийин DQsym’ди Library Browser ичинен кадимки Simulink китепканасы катары колдонууга болот.

Колдонуучу моделди кантип түзөт?

Булактагы изилдөөдө колдонуучуга DQsym блокторунун ички алгоритмин өзгөртүүнүн кереги жок. Кадимки Simulink иш тартиби колдонулат:

1. Жаңы Simulink модели түзүлөт.
2. DQsym Library Browser’дан керектүү блоктор сүйрөлүп алынат.
3. Блок параметрлери маскалар аркылуу киргизилет.
4. Блоктор электрдик жана башкаруу сигналдары менен туташтырылат.
5. Симуляция жөндөөлөрү аныкталат.
6. Стандарттуу Simulink solver иштетилет.
7. Натыйжалар логдолот.
8. Зарыл болсо ABC аймагына айландырылат.
9. MATLAB функциялары менен post-processing жүргүзүлөт.

Бул жерде FFT анализи эмне үчүн колдонулган?

Убакыт аймагындагы эки толкун формасы көзгө абдан окшош көрүнсө да, алардын гармоникалык курамы ар башка болушу мүмкүн. Ошондуктан изилдөөдө толкун формалары гана үстү-үстүнө коюлбастан, натыйжалардын жыштык спектрлери да FFT менен салыштырылган.

Бул MATLAB үйрөнүп жаткандар үчүн маанилүү текшерүү сабагы:

Убакыт аймагындагы текшерүү + жыштык аймагындагы текшерүү бирге жүргүзүлүшү керек.

5-беттеги биринчи текшерүү эксперименти кантип түзүлгөн?

5-беттеги 2-сүрөт жана 3-сүрөт DQsym’дин гармоникалык математика блокторун текшерген минималдуу тест мисалын көрсөтөт.

Эки кириш сигналы бешинчи гармоникалык тартипке чейин компоненттерди камтыйт. Мындан тышкары өз алдынча онунчу тартиптеги компонент да эсепке алынат.

Изилдөөдө операция:

\[ Z_{DQsym} ========= X_{DQsym}\times Y_{DQsym} + 2Y_{2DQsym} \]

түрүндө түзүлгөн.

DQsym натыйжасы ошол эле операциянын классикалык EMT/Simulink эталону менен салыштырылган.

Биринчи тесттин эң маанилүү натыйжасы эмне?

Эки ыкма убакыт аймагында бири-бирине жакын дал келип, FFT натыйжаларында өлчөнгөн бардык жыштык компоненттери боюнча шайкештик байкалган.

THDнин %160,79 болушу ката эмеспи?

Жок. Бул атайын текшерүү сигналы башынан эле гармоникалык компоненттерге өтө бай болуп түзүлгөн. THDнин %100дөн жогору болушу гармоникалык компоненттердин RMS салымы негизги компоненттен чоңураак болушу мүмкүн экенин көрсөтөт.

Бул маани кадимки күч тармагынын максаттуу THD мааниси катары чечмеленбеши керек. Бул жердеги максат — DQsym математика блогу гармоникага бай синтетикалык операцияны туура эсептейби же жокпу, ошону текшерүү.

MMC деген эмне?

Modular Multilevel Converter (MMC) — өзгөчө жогорку чыңалуудагы туруктуу ток (HVDC) системаларында колдонулган көп деңгээлдүү күч электроникасы өзгөрткүчүнүн архитектурасы.

Көп сандагы ички модулдарды ырааттуу туташтыруу аркылуу жогорку чыңалуудагы жана гармоникалык курамы төмөнүрөөк AC толкун формаларын түзүүгө болот. Бирок MMCнин:

• ийин токтору,
• конденсатор чыңалуулары,
• circulating current,
• активдүү жана реактивдүү күчтү башкаруу

сыяктуу көптөгөн ички динамикалары бар.

Ошондуктан MMC DQsym’ди реалдуу күч электроникасы системасында текшерүү үчүн ылайыктуу тест мисалы болуп саналат.

MMC конденсатор динамикасы кантип моделденген?

Булак үстүңкү жана астыңкы ийиндин жалпы конденсатор чыңалууларынын динамикасын:

\[ \frac{du_{cp}^{\Sigma}}{dt} =========================== \left( i_c+\frac{i_g}{2} \right) \frac{m_p}{C_{arm}} ] [ \frac{du_{cn}^{\Sigma}}{dt} =========================== \left( i_c-\frac{i_g}{2} \right) \frac{m_n}{C_{arm}} \]

түрүндө берет.

Бул жерде:

• \(i_c\): circulating current,
• \(i_g\): grid current,
• \(m_p,m_n\): үстүңкү/астыңкы ийиндин модуляция сигналдары,
• \(C_{arm}\): эквиваленттүү ийин сыйымдуулугу

менен байланыштуу.

MMC башкаруу системасы кандай функцияларды камтыйт?

Булакта толук башкарылуучу станция модели:

• активдүү күчтү жөнгө салуу,
• реактивдүү күчтү жөнгө салуу,
• circulating current suppression

функцияларын камтыйт.

Башкаруу сигналдары да түздөн-түз DQsym аймагында иштетилет.

MMC текшерүүсүндө колдонулган негизги параметрлер кайсылар?

6-беттеги графиктер эмнени көрсөтөт?

6-беттеги 4-сүрөт EMT жана DQsym моделдеринин PCC чыңалуусу, тармак тогу, үстүңкү ийин тогу жана астыңкы ийин тогу боюнча убакыттык жоопторун үстү-үстүнө көрсөтөт.

Активдүү күчтөгү тепкичтүү өзгөрүүдөн кийин эки модель окшош өтмө режимди көрсөтүп, кыска убакытта бирдей туруктуу абалга жакындайт.

Сүрөттө ошондой эле DQsym менен EMT ортосундагы ката ийри сызыктары өзүнчө октордо көрсөтүлгөн. Ошентип, эки сызыктын жөн гана “көзгө окшоштугу” эмес, алардын ортосундагы абсолюттук айырма да көзөмөлдөнөт.

MMCнин убакыт аймагындагы тактыгы кандай деңгээлде?

Бул маанилер DQsym эталондук моделдин убакыт аймагындагы динамикасын жакындан ээрчий турганын көрсөтөт.

Жыштык аймагындагы текшерүүдө эмне болду?

6-беттеги 5-сүрөт EMT жана DQsym гармоникалык спектрлерин салыштырат.

Графикте эки ыкма үчүн тең негизги компоненттин чоңдугу:

[ 0.2705 ]

бирдей.

Ал эми THD маанилери:

түрүндө.

Булак бул THD айырмасын DQsym мисалында гармоникалык көрсөтүүнүн бешинчи тартипте кесилиши менен түшүндүрөт. Башкача айтканда, жогорку гармоникаларды моделге киргизбөө — аң-сезимдүү моделдөө тандоосу; авторлор муну DQsym теориясынын табигый жана өзгөртүлгүс чектөөсү катары эсептешпейт.

Эмне үчүн гармоникалык truncation жасалат?

Бардык жыштык компоненттерин сактоо динамикалык фазор моделин улам чоңойтот. Ар бир гармоника үчүн жаңы абалдарды жана кайчылаш жыштык байланыштарын эсепке алуу керек.

Ошондуктан колдонуучу өз колдонмосуна жараша:

Кайсы гармоникалар физикалык жактан маанилүү?

деген суроого жооп берип, \(N\) маанисин тандашы керек.

Бул тандоо оптималдаштыруу маселесине окшош:

Көбүрөөк гармоника → жогорку спектрдик тактык → чоңураак эсептөө жүгү.

DQsym эмне үчүн классикалык Simulink’тен айырмаланат?

Классикалык Simulink’те динамикалык фазор моделин кол менен да түзүүгө болот. Бирок мындай учурда изилдөөчү:

• ар бир гармоника үчүн жаңы абалдарды аныкташы,
• оң/терс/нөлдүк ырааттуулуктарды башкаруусу,
• гармоникалык кайчылаш байланыш операцияларын жазуусу,
• ABC ↔ DQ өзгөртүүлөрүн дайыма кайра түзүүсү

мүмкүн.

DQsym’дин негизги салымы — бул эсептөөлөрдү кайра колдонулуучу блокторго айландыруу.

Китепканада кандай даяр мисалдар бар?

Булак v1.0 репозиторийинде көрсөтүү жана текшерүү үчүн төмөнкү системалар бар экенин билдирет:

• жөнөкөй RLC системасы,
• point-to-point HVDC системасы,
• point-to-point HVDC байланышы менен кеңейтилген IEEE 9-bus гибрид AC/DC тармагы.

Макалада кеңири көрсөтүлгөн эки текшерүү — гармоникалык сигналды көбөйтүү жана бир станциялуу толук башкарылуучу MMC.

MATLAB’да натыйжалар кантип сакталат?

Симуляция учурунда тандалган сигналдар логдолушу мүмкүн. Андан кийин натыйжалар ABC аймагына айландырылып, structured MATLAB variables түрүндө сакталат.

Бул түзүлүш өзгөчө чоң изилдөө долбоорунда маанилүү. Мисалы, ар бир изилдөө үчүн:

• параметрлер,
• симуляция чыгыштары,
• гармоникалык спектрлер,
• башкаруу өзгөрмөлөрү

иреттелген маалымат түзүмдөрүнүн ичинде сакталат.

DQsym туруктуулук анализи жагынан эмне үчүн маанилүү?

Изилдөөнүн эң стратегиялык ырастоолорунун бири — ошол эле абал-мейкиндик моделин келечекте убакыт аймагындагы симуляция үчүн да, жыштык аймагындагы туруктуулук анализи үчүн да колдонууга боло тургандыгы.

Эгер модель түздөн-түз убакыт аймагындагы блоктордон гана турса, сызыктуу система/өздүк маани анализи үчүн моделди кайра чыгаруу талап кылынышы мүмкүн. DQsym абал-мейкиндик түзүлүшүн башынан сактоо аркылуу мындай кайра моделдөө зарылдыгын азайтууну көздөйт.

DQsym EMTден ылдамыраакпы?

Изилдөө муну негизги ырастоо катары сунуштабайт.

Булак DQsym’дин негизги максаты EMTге салыштырмалуу симуляция убактысын кыскартуу эмес экенин ачык белгилейт. Тескерисинче, жөнөкөйлөштүрүлгөн моделдерге салыштырмалуу бир нече гармониканы сактоо эсептөө жүгүн көбөйтүшү мүмкүн.

Негизги максат:

• гармоникалык тактык,
• система деңгээлиндеги моделдөө,
• абал-мейкиндик көрсөтүлүшү,
• башкарууну долбоорлоо менен интеграция,
• келечектеги туруктуулук анализи

ортосунда бирдиктүү модель түзүлүшүн түзүү.

Изилдөө колдогон натыйжалар

Булактагы изилдөө DQsym MATLAB/Simulink ичинде иштеген реалдуу жана ачык булактуу динамикалык фазор китепканасы экенин; көп гармоникалуу сигналдарды жалпы DQsym форматында иштете аларын; гармоникалык көбөйтүү операцияларында EMT эталону менен бирдей негизги жана THD натыйжаларын бере аларын; бир станциялуу MMCнин убакыт аймагындагы чыңалуу жана ток жүрүм-турумун төмөн ката деңгээли менен кайра түзө аларын; блоктук түзүлүш MATLAB/Simulink башкаруу иш агымына түздөн-түз туташарын жана абал-мейкиндик формулировкасын сактарын колдойт.

Изилдөө колдобогон же текшербеген натыйжалар

Изилдөө DQsym ар бир EMT программасынан ылдамыраак экенин көрсөтпөйт; бардык күч электроникасы өзгөрткүчтөрүнүн түрлөрүн колдобойт; v1.0’да орточолонгон MMCден башка деталдаштырылган converter моделдери кошумча өнүктүрүүнү талап кылат; генераторлордун механикалык динамикасы учурдагы версияда колдоого алынбайт; Linux жана macOS платформаларында кеңири текшерүү жүргүзүлгөн эмес; бардык гармоникалык тартиптер чексиз эсептөө чыгымынсыз көрсөтүлө аларын далилдебейт жана берилген текшерүүлөр реалдуу физикалык HVDC объектисинен алынган талаа өлчөөлөрү эмес, MATLAB/Simulink негизиндеги эталондук моделдер менен жүргүзүлгөн сандык салыштыруулар.

Түркия жагынан кайсы жерде маанилүү болушу мүмкүн?

Изилдөө Түркияга мүнөздүү электр тармагында жүргүзүлгөн эмес. Ошентсе да ыкма багытталган маселе — HVDC байланыштары, күч электроникасынын өзгөрткүчтөрү, жаңылануучу энергия байланыштары жана гармоникалык өз ара таасирлер — заманбап берүү жана бөлүштүрүү тармактарынын жалпы көйгөйлөрү.

Түркияда колдонуу кааланса, жергиликтүү тармактын:

• чыңалуу деңгээлдери,
• кабель жана линия параметрлери,
• трансформатор моделдери,
• converter топологиялары,
• башкаруу параметрлери,
• гармоникалык булактары

DQsym моделинде өзүнчө аныкталып, жергиликтүү өлчөөлөр же ишенимдүү EMT эталондору менен текшерилиши керек.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Программалык камсыздоону иштеп чыгуу чөйрөсү

Ыкма 1: динамикалык фазор көрсөтүлүшүн түзүү

Ар бир болжолдуу периоддук сигнал тандалган гармоникалык тартиптер үчүн убакыт боюнча өзгөрүүчү Fourier коэффициенттерине ажыратылат. Андан кийин үч фазалуу ABC сигналы симметриялык компоненттер жана айлануучу DQ координаттары аркылуу DQsym сигнал түзүлүшүнө айландырылат.

Моделде сакталган гармоникалардын саны \(N\) менен башкарылат. \(N\) көбөйгөндө көбүрөөк жыштык компоненттери алынат, бирок абалдын өлчөмү чоңоёт.

Ыкма 2: абал-мейкиндикке негизделген блок модели

Динамикалык компоненттер дискреттүү убакыттагы абал-мейкиндик матрицалары менен жүргүзүлөт. State-space block зарыл учурда үзгүлтүксүз матрицаларды дискреттүү формага айлантып, убакыт кадамдары боюнча абал векторун алдыга жылдырат.

Эгер коммутация окуясы убакыт кадамынын ичинде болсо, система матрицалары өзгөртүлөт жана half-step correction кайра колдонулат.

Ыкма 3: гармоникалык көбөйтүүнү текшерүү

Гармоникага бай эки кириш сигналы бешинчи тартипке чейин гармоникаларды камтыйт жана өз алдынча онунчу тартиптеги компонент кошулат.

DQsym натыйжалары классикалык EMT Simulink эталону менен:

• убакыт аймагында,
• FFT/жыштык аймагында

салыштырылган.

Бул тест DQsym көбөйтүү жана өлчөө блоктору nonlinear harmonic interaction деп аталган кайчылаш гармоникалык компоненттерди туура индекстей турганын колдойт.

Ыкма 4: бир станциялуу MMC текшерүүсү

Экинчи текшерүүдө DQsym менен 1000 MVA негизги күчкө, 640 kV DC номиналдык чыңалууга жана 400 kV PCC чыңалуусуна ээ MMC станциясы моделденген.

Модель:

• конденсатор чыңалуусунун динамикасын,
• grid current’ты,
• circulating current’ты,
• активдүү күчтү башкарууну,
• реактивдүү күчтү башкарууну,
• circulating current suppression башкаруусун

бир эле DQsym абал-мейкиндик түзүлүшүндө көрсөтөт.

MMC убакыт аймагындагы натыйжасы

MMC жыштык аймагындагы натыйжасы

Негизги компонент так эле бирдей көрүнгөнү менен THD айырмасы бар. Изилдөө муну DQsym мисалындагы бешинчи тартипте кесилген гармоникалык көрсөтүү менен түшүндүрөт.

Эмне үчүн булакта түздөн-түз иштөө убактысы салыштырылган эмес?

Анткени изилдөөнүн суроосу “DQsym EMTден канча эсе ылдам?” эмес. Авторлор DQsym’дин негизги максаты эсептөө убактысын кыскартуу эмес экенин ачык айтышат.

Ошондуктан булакта жок:

• “2× ылдам”,
• “10× ылдам”,
• “%50 азыраак RAM”

сыяктуу өндүрүмдүүлүк сандары Verianla тарабынан чыгарылган эмес.

Программалык камсыздоонун учурдагы чектөөлөрү

Бул изилдөө MATLAB үйрөнгүсү келген адам үчүн эмне үчүн маанилүү?

DQsym макаласы MATLAB үйрөнүү синтаксисти гана үйрөнүү эмес экенин көрсөтөт. Чыныгы инженердик программалык камсыздоо иштелип чыкканда төмөнкү катмарлардын баары чогуу иштейт:

1. Математикалык теорияны түзүү.
2. Дифференциалдык теңдемелерди абал-мейкиндик формасына айландыруу.
3. Ылайыктуу координата өзгөртүүлөрүн аныктоо.
4. Сигнал маалымат форматын стандартташтыруу.
5. Кайра колдонулуучу Simulink блокторун түзүү.
6. Masked subsystem менен колдонуучу интерфейсин жөнөкөйлөтүү.
7. MATLAB скрипттери менен параметрлерди башкаруу.
8. Коммутация окуяларын сандык чечүүчүнүн ичинде туура башкаруу.
9. Натыйжаларды structured variables катары сактоо.
10. Убакыт аймагында текшерүү жүргүзүү.
11. FFT менен жыштык аймагында экинчи текшерүү жүргүзүү.
12. Эталондук модель менен сандык катанын өлчөмүн эсептөө.

Демек, бул изилдөө MATLAB/Simulink даяр блокторду бири-бирине туташтыруудан гана турбасын; математика, күч системалары, башкаруу теориясы жана программалык архитектура бир долбоордо чогуу жүргүзүлө аларын көрсөтөт.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Толук оригиналдуу иштин аталышы: 𝐷𝑄𝑠𝑦𝑚: A MATLAB/Simulink library for dynamic phasor simulation of AC/DC power systems

Авторлор: Saif Alsarayreh; Robert Dimitrovski; Aleksandra Lekić.

Авторлордун тартиби: Булактагы тартип өзгөртүүсүз сакталган.

Тең салым/тең биринчи автор: Булакта тең салым же тең биринчи авторлук жөнүндө билдирүү жок.

Жооптуу автор: Saif Alsarayreh.

Мекеме 1: Faculty of Electrical Engineering, Mathematics, and Computer Science, TU Delft, Mekelweg 4, 2618 CD, Delft, Netherlands.

Мекеме 2: TenneT TSO GmbH, Bernecker Str. 70, 95448 Bayreuth, Germany. Robert Dimitrovski бул мекеме менен да байланышта.

Журнал: SoftwareX.

Том: 34.

Макала номери: 102719.

Жарыяланган жылы: 2026.

DOI: 10.1016/j.softx.2026.102719.

Келип түшкөн күнү: 23 Февраль 2026.

Оңдолгон версия: 28 Апрель 2026.

Кабыл алынган күнү: 11 Май 2026.

Онлайн жарыялоо: 26 Май 2026.

Булактын түрү: Рецензияланган илимий программалык камсыздоо жана эсептөөчү күч системалары боюнча макала.

Рецензия абалы: Рецензиядан өткөн жана SoftwareX журналында жарыяланган акыркы макала.

Макаланын лицензиясы: Creative Commons Attribution, CC BY 4.0.

Программалык камсыздоонун версиясы: DQsym v1.0.

Программалык камсыздоонун лицензиясы: MIT License.

Программалоо тили/чөйрөсү: MATLAB жана Simulink.

Текшерилген MATLAB версиясы: MATLAB R2024a.

Негизги көз карандылыктар: Simulink, Simscape жана Simscape Electrical.

Кошумча көз карандылыктар: Айрым мисалдар жана post-processing операциялары үчүн Signal Processing Toolbox жана DSP System Toolbox.

Текшерилген операциялык система: Windows 11. Булак Linux жана macOS шайкештигин күтөт, бирок бул платформалар кеңири текшерилбегенин белгилейт.

Код репозиторийи: Булак макалада `https://github.com/control-protection-grids-tudelft/DP` дареги берилген.

Документация: Булак репозиторийдеги `DP_v1.0/Documentation` папкасын иштеп чыгуучунун документациясы катары көрсөтөт.

Каржылоо: CRESYM project Harmony.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор изилдөөгө таасир этиши мүмкүн болгон белгилүү атаандаш каржылык кызыкчылык же жеке мамиле жок экенин билдиришет.

CRediT — Saif Alsarayreh: Writing – review & editing; Writing – original draft; Visualization; Validation; Software; Project administration; Methodology; Investigation; Formal analysis; Data curation; Conceptualization.

CRediT — Robert Dimitrovski: Writing – review & editing; Supervision; Software; Resources; Project administration; Methodology; Funding acquisition; Conceptualization.

CRediT — Aleksandra Lekić: Writing – review & editing; Supervision; Resources; Project administration; Funding acquisition; Conceptualization.

Илимий мазмундун булагы: Бул Verianla макаласындагы динамикалык фазор аныктамалары, DQsym архитектурасы, абал-мейкиндик алгоритмдери, MATLAB/Simulink иш ыкмасы, MMC параметрлери, текшерүү маанилери, FFT натыйжалары жана чектөөлөр жүктөлгөн 7 беттик илимий изилдөөгө негизделет. Библиографиялык тышкы текшерүү жарыялоонун идентификациясын жана акыркы жарыялоо абалын гана ырастоо үчүн жүргүзүлгөн; тышкы булактардан жаңы илимий жыйынтык кошулган эмес.

Негизги методологиялык чектөө: Текшерүүлөр MATLAB/Simulink негизиндеги эталондук моделдер менен жүргүзүлгөн симуляциялык салыштыруулар. Изилдөө реалдуу HVDC объектисинен алынган жаңы талаа өлчөөлөрү менен текшерүүнү сунуштабайт. v1.0’дун өзгөрткүчтөрдү камтуусу чектелүү жана механикалык генератор динамикасы учурдагы версияда колдоого алынбайт.