Дар шабакаҳои муосири барқии AC/DC табдилдиҳандаҳои электроникаи қудратӣ дар баробари рафтори басомади асосӣ таъсироти мутақобилаи гармоникӣ ва динамикаҳои босуръати идоракуниро ба вуҷуд меоранд. Моделҳои EMT метавонанд ин ҷузъиётро фаро гиранд, аммо дар системаҳои калон хароҷоти ҳисоббарорӣ меафзояд; дар айни ҳол моделҳои классикии фазорӣ ва average-value ҳарчанд тезтаранд, метавонанд пайвастагии гармоникиро ба қадри кофӣ ифода накунанд. DQsym дар байни ин ду равиш муҳити блокии MATLAB/Simulink-ро пешниҳод мекунад, ки аз назарияи фазори динамикӣ истифода мебарад. Компонентҳои гармоникии интихобшудаи сигналҳо дар шакли коэффисиентҳои Fourier, ки бо вақт тағйир меёбанд, ифода мешаванд; компонентҳои пайдарпайии мусбат, манфӣ ва сифрӣ дар чаҳорчӯбаҳои истинодии DQ ба формати ягонаи сигнал табдил дода мешаванд. Азбаски манбаъҳо, амалҳои математикӣ, моделҳои ҳолат-фазо, блокҳои ченкунӣ ва табдилдиҳандаи миёнакардашудаи MMC дар версияи ҷорӣ аз ҳамон формат истифода мебаранд, корбар метавонад бо мантиқи стандартии кори Simulink модел созад. Дар санҷиш, тести зарби гармоникӣ ҳамон бузургии асосии 50 Hz ва ҳамон қимати %160,79 THD-ро мисли натиҷаҳои EMT додааст; дар намунаи MMC-и якстансиявии пурра идорашаванда шиддати PCC, ҷараёни шабака ва ҷараёнҳои бозу бо истиноди EMT мутобиқати наздик нишон додаанд. Маҳдудияти муҳими модел дар он аст, ки дар версияи v1.0 фарогирии табдилдиҳандаҳо ҳанӯз маҳдуд мебошад, динамикаи механикии генератор дастгирӣ намешавад ва бо баланд шудани тартиби гармоникӣ сарбории ҳисоббарорӣ меафзояд.

Аз нуқтаи назари MATLAB, таҳқиқот хеле равшан нишон медиҳад, ки алгоритми тадқиқотӣ танҳо аз як файли `.m` иборат нест. Дар DQsym скриптҳои MATLAB параметрҳои вурудӣ ва танзимоти кориро муайян мекунанд; блокҳои Simulink системаи физикӣ/динамикиро месозанд; masked subsystem-ҳо алгоритмҳои мураккаби дохилиро аз корбар абстракт мекунанд; блокҳои ҳолат-фазо муодилаҳои дифференсиалиро ҳал мекунанд; блокҳои ченкунӣ сигналҳои DQsym-ро дубора ба соҳаи вақт табдил медиҳанд ва бо функсияҳои MATLAB метавон таҳлилҳои баъдӣ, аз қабили FFT, анҷом дод. Ҳамин тавр, корбар метавонад модели физикӣ, ҳалкунандаи ададӣ, системаи идоракунӣ ва таҳлили натиҷаҳоро дар як экосистемаи MATLAB/Simulink муттаҳид намояд.

Чаро дар системаҳои муосири қудратии AC/DC ба равиши нави симулятсия ниёз аст?

Масъалаи асосӣ ин аст, ки системаҳои қудратӣ шумораи торафт зиёди табдилдиҳандаҳои электроникаи қудратиро дар бар мегиранд. Системаҳои асосёфта ба Voltage Source Converter (VSC) нисбат ба шабакаҳои классикии дорои мошинҳои синхронӣ метавонанд ҳалқаҳои идоракунии тезтар ва таъсироти мутақобилаи гармоникии мураккабтар дошта бошанд.

Агар модел танҳо компоненти асосии 50 Hz ё 60 Hz-ро ифода кунад, метавонад баъзе таъсироти мутақобилаи гармоникиро аз даст диҳад. Аз тарафи дигар, ҳал кардани ҳар як ҳодисаи коммутатсионӣ дар электроникаи қудратӣ дар сатҳи режими гузарои электромагнитӣ бо ҷузъиёти пурра метавонад сарбории ҳисоббарориро дар шабакаҳои калон зиёд намояд.

Манбаъ ин ду равиши канориро чунин ҷойгир мекунад:

DQsym равиши сеюмро ба китобхонаи блокии дарунсохт дар MATLAB/Simulink табдил медиҳад.

Фазори динамикӣ чист?

Фазори динамикӣ ба ҷойи он ки сигнали тақрибан давриро танҳо бо як фазори комплексии собит нишон диҳад, онро тавассути коэффисиентҳои Fourier, ки метавонанд бо вақт тағйир ёбанд, ифода мекунад.

Дар манбаъ фазори динамикии сигнали \(x(t)\) аз тартиби \(k\):

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

чунин таъриф мешавад.

Дар ин ҷо:

• \(T\), даври асосӣ мебошад.
• \(\omega_c=2\pi/T\), басомади кунҷии асосӣ мебошад.
• \(k\), тартиби гармоникии пайгиришаванда мебошад.
• \(\langle x\rangle_k(t)\), маълумоти амплитуда ва фазаи бо вақт тағйирёбандаи компоненти гармоникии дахлдорро мебарад.

Муҳимтарин ҷанбаи ин таъриф чунин аст: дар таҳлили классикии Fourier коэффисиентҳо аксаран барои сабти собит ҳисоб мешаванд, дар фазори динамикӣ бошад, худи коэффисиент функсияи вақт аст. Аз ин рӯ, ҳангоми гузаштани система аз режими гузаро компонентҳои гармоникӣ низ метавонанд ба таври динамикӣ пайгирӣ шаванд.

Сигнали аслии вақт чӣ гуна барқарор карда мешавад?

Манбаъ сигналро бо ҷамъбасти гармоникаҳои интихобшуда тақрибан чунин барқарор мекунад:

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

ба ҳамин шакл аз нав месозад.

\(N\), баландтарин тартиби гармоникӣ мебошад, ки ба модел дохил шудааст.

Ин муодила як мубодилаи хеле муҳими моделсозиро шарҳ медиҳад:

\(N\)-и калонтар → ҷузъиёти бештари гармоникӣ → ҳисоббарории бештар.

Пас, дар равиши фазори динамикӣ корбар метавонад компонентҳои басомадеро интихоб кунад, ки воқеан барои система муҳиманд.

Номи DQsym аз куҷо меояд?

Сигналҳои DQsym на танҳо аз рӯи тартиби гармоникӣ, балки аз рӯи компонентҳои системаҳои сефазаи:

• пайдарпайии мусбат,
• пайдарпайии манфӣ,
• пайдарпайии сифрӣ

низ ташкил мешаванд.

Тағйирёбандаҳои фазаи ABC аввал ба компонентҳои симметрӣ ва сипас ба чаҳорчӯбаи истинодии DQ-и синхронӣ чархзананда табдил дода мешаванд.

Сохтори умумии сигнал дар манбаъ:

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

чунин нишон дода шудааст.

Дар ин ҷо:

• \(p\): positive sequence,
• \(n\): negative sequence,
• \(z\): zero sequence,
• \(d,q\): ду меҳвари чаҳорчӯбаи истинодии чархзананда

маъно дорад.

Чаро табдили DQ барои хонанда муҳим аст?

Системаи синусоидалии сефаза дар координатаҳои ABC пайваста ларзиш мекунад. Вақте ки мо ба системаи координатаҳои DQ, ки бо суръати мувофиқ чарх мезанад, мегузарем, компонентҳои асосӣ метавонанд сусттар тағйир ёбанд ё дар шароити мувофиқ ба бузургиҳои тақрибан собит табдил ёбанд.

Яке аз сабабҳои дар меҳварҳои DQ тарҳрезӣ шудани қисми муҳими системаҳои идоракунӣ ҳамин аст. DQsym инро боз ҳам пеш мебарад ва чаҳорчӯбаҳои истинодии чархзанандаи барои ҳар яке аз гармоникаҳои гуногун зарурро дар як модел ташкил мекунад.

Ҷараёни кори DQsym дар саҳифаи 2 ба мо чиро нишон медиҳад?

Расми 1 дар саҳифаи 2-и манбаъ занҷири кори MATLAB/Simulink-ро дар се марҳила нишон медиҳад:

1. Маълумоти вуруди модел дар файлҳои `.m` муайян карда мешаванд.
2. Шабака бо блокҳои DQsym Simulink сохта мешавад.
3. Натиҷаҳо бо модели истинодӣ муқоиса шуда, санҷида мешаванд.

Дар байни маълумоти вурудӣ шабака, synchronous generator (SG), параметрҳои табдилдиҳанда ва матритсаҳои ҳолат-фазои шабака мавҷуд буда метавонанд.

Меъмории блокии китобхонаи DQsym чӣ гуна сохта шудааст?

Компонентҳои китобхона дар шакли masked subsystem мебошанд. Ин аз нуқтаи назари Simulink як усули хеле муҳими тарҳрезии нармафзор аст.

Masked subsystem имкон медиҳад, ки модели мураккаби дохилӣ бе нишон додани тамоми сохтораш ба корбар тавассути майдонҳои вурудӣ ва параметрҳои муайян идора карда шавад. Масалан, корбар шиддати манбаъ ё тартиби гармоникиро ба mask ворид мекунад ва маҷбур нест дар ҳар истифода сохтори дохилии блокҳоро тағйир диҳад.

DQsym v1.0 гурӯҳҳои асосии блокҳои зеринро дар бар мегирад:

Чаро тағйир додани модели DQsym нисбатан осон аст?

Азбаски ҳамаи блокҳо формати умумии вуруд-баромадро истифода мебаранд, як компонентро метавон бо компоненти дигар иваз кард ё компоненти нав илова намуд. Ба корбар лозим нест, ки тамоми меъмории шабакаро аз нав нависад.

Ин равиш ба ғояи интерфейси стандартӣ дар тарҳрезии нармафзори объектгаро монанд аст: ҳисобкунии дохилӣ метавонад фарқ кунад, аммо шакли пайвасти беруна тағйир намеёбад.

State-space block чӣ кор мекунад?

Ифодаи ҳолат-фазо дар шакли умумӣ:

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

навишта мешавад.

Дар ин ҷо:

• \(x\): вектори ҳолат,
• \(u\): вектори вуруд,
• \(y\): вектори баромад,
• \(A\): матритсаи система,
• \(B\): матритсаи вуруд,
• \(C\): матритсаи баромад,
• \(D\): матритсаи гузариши мустақим

ҳисобида мешавад.

Дар блокҳои DQsym ин равиш метавонад дар шакли вақти дискретӣ низ истифода шавад:

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

Ин шакл яке аз сохторҳои асоситарини математикии системаи идоракунӣ ва таҳлили устуворӣ дар MATLAB/Simulink мебошад.

Чаро Algorithm 1 танҳо интегралкунии оддии ҳолат-фазо нест?

Дар системаҳои электроникаи қудратӣ, вақте ки коммутатсия ё конфигуратсияи корӣ тағйир меёбад, матритсаҳои система низ метавонанд тағйир ёбанд. Дар манбаъ Algorithm 1 маҳз ҳамин ҳолатро махсус баррасӣ мекунад.

Занҷири асосии амалҳо чунин аст:

Ҳадафи ин равиш кам кардани хатои вақтбандӣ мебошад, ки метавонад аз сабаби танҳо дар охири қадами вақт пай бурда шудани ҳодисаи коммутатсия ба вуҷуд ояд.

Чаро сигналҳои гармоникӣ мисли зарби оддӣ рафтор намекунанд?

Ҳангоми зарб кардани ду сигнал танҳо басомадҳои якхела пайдо намешаванд. Компонентҳои гармоникӣ бо ҳам таъсир карда, басомадҳои ҷамъ ва фарқ-ро ба вуҷуд оварда метавонанд.

Масалан, ба таври консептуалӣ:

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

Аз ин рӯ, зарби ду сигнали системаи қудратӣ, ки аз гармоникаҳо бойанд, компонентҳои нави басомадро тавлид мекунад. Яке аз вазифаҳои муҳими блокҳои математикии DQsym индексгузории дурусти ин таъсироти мутақобилаи байнигармоникӣ мебошад.

Algorithm 2 — блоки зарби DQsym чӣ гуна кор мекунад?

Алгоритми сатҳи баланди амали зарб, ки дар манбаъ дода шудааст, аз чор марҳилаи асосӣ иборат аст:

1. Сигналҳои DQsym-ро ба соҳаи фазаи ABC табдил диҳед.
2. Барои ҳар гармоника коэффисиентҳои синус ва косинуси Fourier-ро ҷудо кунед.
3. Коэффисиентҳоро тибқи қоидаҳои зарби комплексӣ муттаҳид кунед.
4. Натиҷаро аввал дар ABC аз нав созед ва баъд дубора ба формати DQsym табдил диҳед.

Зарби коэффисиентҳо:

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

чунин дода мешавад.

Ин ифодаҳо бо қисмҳои ҳақиқӣ ва мавҳумии зарби ададҳои комплексӣ сохтори якхела доранд.

Algorithm 3 чӣ кор мекунад?

Algorithm 3 сигнали бисёргармоникии формати DQsym-ро дубора ба сигнали воқеии сефазаи ABC табдил медиҳад:

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

Ин табдил махсусан барои санҷиш ва визуализатсия зарур аст. Зеро дар муҳандисии системаҳои қудратӣ корбар одатан дар ниҳоят мехоҳад:

• \(v_a,v_b,v_c\),
• \(i_a,i_b,i_c\)

монанди шаклҳои мавҷи физикии фазаро бинад.

DQsym бо MATLAB чӣ гуна насб мешавад?

Тибқи манбаъ, насб тавассути иҷро кардани:

addlib.m

скрипти MATLAB дар ҷузвдони китобхона анҷом дода мешавад.

Ин скрипт ду вазифаи асосиро иҷро мекунад:

• Ҷузвдонҳои DQsym-ро ба MATLAB path илова мекунад.
• Китобхонаро дар Simulink Library Browser сабт мекунад.

Пас аз ин, DQsym-ро метавон ҳамчун китобхонаи оддии Simulink аз дохили Library Browser истифода бурд.

Корбар моделро чӣ гуна месозад?

Дар таҳқиқоти манбаъ аз корбар тағйир додани алгоритми дохилии блокҳои DQsym талаб намешавад. Тартиби оддии кори Simulink истифода мешавад:

1. Модели нави Simulink сохта мешавад.
2. Блокҳои лозима аз DQsym Library Browser кашида оварда мешаванд.
3. Параметрҳои блокҳо аз тариқи mask-ҳо ворид карда мешаванд.
4. Блокҳо бо сигналҳои барқӣ ва идоракунӣ пайваст карда мешаванд.
5. Танзимоти симулятсия муайян карда мешаванд.
6. Стандартии Simulink solver ба кор андохта мешавад.
7. Натиҷаҳо log карда мешаванд.
8. Дар ҳолати зарурӣ ба соҳаи ABC табдил дода мешаванд.
9. Бо функсияҳои MATLAB post-processing анҷом дода мешавад.

Чаро дар ин ҷо таҳлили FFT истифода шудааст?

Ҳатто агар ду шакли мавҷ дар соҳаи вақт ба чашм хеле монанд намоянд, таркиби гармоникии онҳо метавонад фарқ кунад. Аз ин сабаб, дар таҳқиқот на танҳо шаклҳои мавҷ рӯйи ҳам гузошта шудаанд, балки спектрҳои басомадии натиҷаҳо низ бо FFT муқоиса шудаанд.

Ин барои омӯзандагони MATLAB як дарси муҳими санҷиш аст:

Санҷиши соҳаи вақт + санҷиши соҳаи басомад бояд якҷоя анҷом дода шаванд.

Озмоиши аввалини санҷишӣ дар саҳифаи 5 чӣ гуна сохта шудааст?

Расми 2 ва Расми 3 дар саҳифаи 5 намунаи минималии тестро нишон медиҳанд, ки блокҳои математикии гармоникии DQsym-ро месанҷад.

Ду сигнали вурудӣ то тартиби панҷуми гармоникӣ компонентҳо доранд. Илова бар ин, як компоненти мустақили тартиби даҳум низ ба ҳисоб гирифта мешавад.

Дар таҳқиқот амал:

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

ба ҳамин шакл сохта шудааст.

Натиҷаи DQsym бо истиноди классикии EMT/Simulink-и ҳамон амал муқоиса шудааст.

Муҳимтарин натиҷаи тести аввал чист?

Ду усул дар соҳаи вақт бо ҳам наздик рӯйи ҳам омадаанд ва дар натиҷаҳои FFT барои ҳамаи компонентҳои басомадии ченшуда мувофиқат дида шудааст.

Оё THD-и %160,79 хато аст?

Не. Ин сигнали махсуси санҷишӣ аз аввал ба тавре сохта шудааст, ки компонентҳои зичи гармоникӣ дошта бошад. Аз %100 зиёд будани THD нишон медиҳад, ки саҳми RMS-и компонентҳои гармоникӣ метавонад аз компоненти асосӣ калонтар бошад.

Ин қимат набояд ҳамчун қимати ҳадафии THD барои шабакаи оддии қудратӣ тафсир шавад. Ҳадаф дар ин ҷо санҷидани он аст, ки блоки математикии DQsym амали синтетикии аз гармоникаҳо бойро дуруст ҳисоб мекунад ё не.

MMC чист?

Modular Multilevel Converter (MMC) — меъмории бисёрсатҳаи табдилдиҳандаи электроникаи қудратӣ мебошад, ки махсусан дар системаҳои ҷараёни доимии шиддати баланд (HVDC) истифода мешавад.

Бо пайвасти пайдарпайи шумораи зиёди зер-модулҳо метавон шаклҳои мавҷи AC-и дорои шиддати баланд ва таркиби гармоникии камтар тавлид кард. Аммо MMC дорои динамикаҳои дохилии зиёде мебошад, аз ҷумла:

• ҷараёнҳои бозу,
• шиддатҳои конденсатор,
• circulating current,
• идоракунии қувваи фаъол ва реактивӣ

дорои динамикаҳои дохилии зиёде мебошад.

Аз ин рӯ, MMC намунаи санҷишии мувофиқ барои озмудани DQsym дар системаи воқеии электроникаи қудратӣ мебошад.

Динамикаи конденсатори MMC чӣ гуна модел шудааст?

Манбаъ динамикаи шиддатҳои умумии конденсатории бозуи болоӣ ва поёниро:

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

чунин медиҳад.

Дар ин ҷо:

• \(i_c\): circulating current,
• \(i_g\): grid current,
• \(m_p,m_n\): сигналҳои модулятсияи бозуи болоӣ/поёнӣ,
• \(C_{arm}\): ғунҷоиши эквивалентии бозу

бо ҳам алоқаманданд.

Системаи идоракунии MMC кадом вазифаҳоро дар бар мегирад?

Дар манбаъ модели стансияи пурра идорашаванда вазифаҳои:

• танзими қувваи фаъол,
• танзими қувваи реактивӣ,
• circulating current suppression

ро дар бар мегирад.

Сигналҳои идоракунӣ низ мустақиман дар соҳаи DQsym коркард мешаванд.

Параметрҳои асосии дар санҷиши MMC истифодашуда кадомҳоянд?

Графикҳои саҳифаи 6 чиро нишон медиҳанд?

Расми 4 дар саҳифаи 6 ҷавобҳои вақтӣи шиддати PCC, ҷараёни шабака, ҷараёни бозуи болоӣ ва ҷараёни бозуи поёнии моделҳои EMT ва DQsym-ро рӯйи ҳам нишон медиҳад.

Пас аз тағйироти зинавии қувваи фаъол, ҳар ду модел режими гузарои монандро нишон медиҳанд ва дар муддати кӯтоҳ ба ҳамон ҳолати устувор наздик мешаванд.

Дар расм ҳамчунин каҷҳои хатои байни DQsym ва EMT дар меҳварҳои ҷудогона нишон дода шудаанд. Ба ин тартиб на танҳо «ба чашм монанд будан»-и ду хат, балки фарқи мутлақи байни онҳо низ пайгирӣ мешавад.

Дақиқии MMC дар соҳаи вақт дар кадом сатҳ аст?

Ин қиматҳо нишон медиҳанд, ки DQsym динамикаи соҳаи вақти модели истинодиро ба таври наздик пайгирӣ мекунад.

Дар санҷиши соҳаи басомад чӣ рӯй дод?

Расми 5 дар саҳифаи 6 спектрҳои гармоникии EMT ва DQsym-ро муқоиса мекунад.

Дар график барои ҳар ду равиш бузургии компоненти асосӣ:

[ 0.2705 ]

яксон аст.

Дар муқобил, қиматҳои THD:

мебошанд.

Манбаъ ин фарқи THD-ро бо дар тартиби панҷум бурида шудани ифодаи гармоникӣ дар намунаи DQsym вобаста мекунад. Яъне ба модел дохил накардани гармоникаҳои баланд интихоби бошууронаи моделсозӣ аст; муаллифон инро маҳдудияти табиӣ ва тағйирнопазири назарияи DQsym намешуморанд.

Чаро harmonic truncation анҷом дода мешавад?

Нигоҳ доштани ҳамаи компонентҳои басомад модели фазори динамикиро пайваста калон мекунад. Барои ҳар гармоника ҳолатҳои нав ва пайвастҳои байнибасомадӣ бояд ба ҳисоб гирифта шаванд.

Аз ин рӯ, корбар вобаста ба татбиқи худ бояд ба саволи:

Кадом гармоникаҳо аз ҷиҳати физикӣ муҳиманд?

ҷавоб дода, қимати \(N\)-ро интихоб кунад.

Ин интихоб ба масъалаи оптимизатсия монанд аст:

Гармоникаи бештар → дақиқии спектрии баландтар → сарбории ҳисоббарории бештар.

Чаро DQsym аз Simulink-и классикӣ фарқ мекунад?

Дар Simulink-и классикӣ модели фазори динамикиро дастӣ ҳам сохтан мумкин аст. Аммо дар ин ҳолат муҳаққиқ метавонад маҷбур шавад:

• барои ҳар гармоника ҳолатҳои нав муайян кунад,
• пайдарпайиҳои мусбат/манфӣ/сифриро идора кунад,
• амалҳои пайвастагии байнигармоникиро нависад,
• табдилҳои ABC ↔ DQ-ро пайваста аз нав созад

лозим шавад.

Саҳми асосии DQsym табдил додани ин ҳисобҳо ба блокҳои такроран истифодашаванда мебошад.

Дар китобхона кадом намунаҳои омода мавҷуданд?

Манбаъ мегӯяд, ки дар репозитории v1.0 барои намоиш ва санҷиш системаҳои зерин мавҷуданд:

• системаи оддии RLC,
• системаи point-to-point HVDC,
• шабакаи гибридии AC/DC-и IEEE 9-bus, ки бо пайвасти point-to-point HVDC васеъ шудааст.

Ду санҷише, ки дар мақола муфассал нишон дода шудаанд, зарби сигналҳои гармоникӣ ва MMC-и якстансиявии пурра идорашаванда мебошанд.

Натиҷаҳо дар MATLAB чӣ гуна нигоҳ дошта мешаванд?

Ҳангоми симулятсия сигналҳои интихобшуда метавонанд log карда шаванд. Сипас натиҷаҳо ба соҳаи ABC табдил дода шуда, дар шакли structured MATLAB variables нигоҳ дошта мешаванд.

Ин сохтор махсусан дар лоиҳаи калони тадқиқотӣ муҳим аст. Масалан, барои ҳар таҳқиқот:

• параметрҳо,
• баромадҳои симулятсия,
• спектрҳои гармоникӣ,
• тағйирёбандаҳои идоракунӣ

метавонанд дар сохторҳои муназзами маълумот нигоҳ дошта шаванд.

Чаро DQsym аз нуқтаи назари таҳлили устуворӣ муҳим аст?

Яке аз иддаоҳои стратегӣтарини таҳқиқот ин аст, ки ҳамон модели ҳолат-фазо дар оянда метавонад ҳам барои симулятсияи соҳаи вақт ва ҳам барои таҳлили устувории соҳаи басомад истифода шавад.

Агар модел танҳо аз блокҳои мустақими соҳаи вақт иборат бошад, барои таҳлили системаи хаттӣ/арзиши хос мумкин аст модел аз нав ҳосил карда шавад. DQsym бо нигоҳ доштани сохтори ҳолат-фазо аз ибтидо ҳадаф дорад, ки ин ниёзи аз нав моделсозиро кам кунад.

Оё DQsym аз EMT тезтар аст?

Таҳқиқот инро ҳамчун иддаои асосӣ пеш намегузорад.

Манбаъ ба таври равшан мегӯяд, ки ҳадафи асосии DQsym кам кардани вақти симулятсия нисбат ба EMT нест. Ҳатто дар муқоиса бо моделҳои соддашуда нигоҳ доштани якчанд гармоника метавонад сарбории ҳисоббарориро зиёд кунад.

Ҳадафи асосӣ сохтани як сохтори ягонаи модел миёни:

• дақиқии гармоникӣ,
• моделсозии сатҳи система,
• ифодаи ҳолат-фазо,
• ҳамгироӣ бо тарҳрезии идоракунӣ,
• таҳлили устуворӣ дар оянда

мебошад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

Таҳқиқоти манбаъ дастгирӣ мекунад, ки DQsym китобхонаи воқеӣ ва кушодаасоси фазори динамикӣ мебошад, ки дар MATLAB/Simulink кор мекунад; сигналҳои бисёргармоникиро дар формати умумии DQsym коркард карда метавонад; дар амалҳои зарби гармоникӣ ҳамон натиҷаҳои асосӣ ва THD-ро мисли истиноди EMT тавлид карда метавонад; рафтори шиддат ва ҷараёни MMC-и якстансиявиро дар соҳаи вақт бо сатҳи пасти хато барқарор карда метавонад; сохтори блокӣ мустақиман ба ҷараёни кори идоракунии MATLAB/Simulink пайваст мешавад ва формулировкаи ҳолат-фазоро нигоҳ медорад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ ё озмоиш накардааст

Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки DQsym аз ҳар нармафзори EMT тезтар аст; ҳамаи намудҳои табдилдиҳандаҳои электроникаи қудратиро дастгирӣ намекунад; дар v1.0 моделҳои муфассалтари converter ғайр аз MMC-и миёнакардашуда таҳияи иловагӣ талаб мекунанд; динамикаҳои механикии генераторҳо дар версияи ҷорӣ дастгирӣ намешаванд; дар Linux ва macOS санҷиши фарогир анҷом дода нашудааст; нишон намедиҳад, ки ҳамаи тартибҳои гармоникӣ бе хароҷоти номаҳдуди ҳисоббарорӣ ифода шуда метавонанд ва санҷишҳои пешниҳодшуда ченкуниҳои саҳроӣ аз иншооти воқеии физикии HVDC нестанд, балки муқоисаҳои ададӣ бо моделҳои истинодии асосёфта ба MATLAB/Simulink мебошанд.

Аз нуқтаи назари Туркия дар куҷо метавонад аҳамият дошта бошад?

Таҳқиқот дар шабакаи барқии махсуси Туркия гузаронида нашудааст. Бо вуҷуди ин, масъалае, ки усул ҳадаф қарор медиҳад — пайвастҳои HVDC, табдилдиҳандаҳои электроникаи қудратӣ, пайвастҳои энергияи барқароршаванда ва таъсироти мутақобилаи гармоникӣ — масъалаҳои умумии шабакаҳои муосири интиқол ва тақсимот мебошанд.

Агар дар Туркия татбиқ кардан хоҳанд, барои шабакаи маҳаллӣ:

• сатҳҳои шиддат,
• параметрҳои кабел ва хат,
• моделҳои трансформатор,
• топологияҳои converter,
• параметрҳои идоракунӣ,
• манбаъҳои гармоникӣ

бояд дар модели DQsym алоҳида муайян карда шуда, бо ченкуниҳои маҳаллӣ ё истинодҳои боэътимоди EMT санҷида шаванд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Муҳити таҳияи нармафзор

Усул 1: сохтани ифодаи фазори динамикӣ

Ҳар сигнали тақрибан даврӣ барои тартибҳои гармоникии интихобшуда ба коэффисиентҳои Fourier-и бо вақт тағйирёбанда ҷудо мешавад. Сипас сигнали сефазаи ABC тавассути компонентҳои симметрӣ ва координатаҳои чархзанандаи DQ ба сохтори сигнали DQsym табдил дода мешавад.

Шумораи гармоникаҳои дар модел нигоҳдошташуда бо \(N\) идора мешавад. Баланд шудани \(N\) метавонад компонентҳои басомадии бештар диҳад, аммо андозаи ҳолатро калон мекунад.

Усул 2: модели блокии асосёфта ба ҳолат-фазо

Компонентҳои динамикӣ бо матритсаҳои ҳолат-фазои вақти дискретӣ иҷро мешаванд. State-space block дар ҳолати зарурӣ матритсаҳои пайвастаро ба шакли дискретӣ табдил дода, вектори ҳолатро дар қадамҳои вақт пеш мебарад.

Агар ҳодисаи коммутатсия дар дохили қадами вақт рух диҳад, матритсаҳои система иваз мешаванд ва half-step correction дубора татбиқ мешавад.

Усул 3: санҷиши зарби гармоникӣ

Ду сигнали вурудии аз гармоникаҳо бой то тартиби панҷум гармоникаҳо доранд ва як компоненти мустақили тартиби даҳум илова мешавад.

Натиҷаҳои DQsym бо истиноди классикии EMT Simulink ҳам дар:

• соҳаи вақт,
• соҳаи FFT/басомад

муқоиса шудаанд.

Ин тест дастгирӣ мекунад, ки блокҳои зарб ва ченкунии DQsym компонентҳои байнигармоникиеро, ки ҳамчун nonlinear harmonic interaction ифода мешаванд, дуруст индексгузорӣ мекунанд.

Усул 4: санҷиши MMC-и якстансиявӣ

Дар санҷиши дуюм бо DQsym стансияи MMC бо қувваи асосии 1000 MVA, шиддати номиналии DC-и 640 kV ва шиддати PCC-и 400 kV модел шудааст.

Модел:

• динамикаҳои шиддати конденсатор,
• grid current,
• circulating current,
• идоракунии қувваи фаъол,
• идоракунии қувваи реактивӣ,
• идоракунии circulating current suppression

ро дар ҳамон сохтори ҳолат-фазои DQsym ифода мекунад.

Натиҷаи MMC дар соҳаи вақт

Натиҷаи MMC дар соҳаи басомад

Дар ҳоле ки компоненти асосӣ айнан яксон менамояд, фарқи THD вуҷуд дорад. Таҳқиқот инро бо ифодаи гармоникии дар тартиби панҷум буридашудаи намунаи DQsym вобаста мекунад.

Чаро дар манбаъ муқоисаи мустақими вақти иҷро вуҷуд надорад?

Зеро саволи тадқиқотӣ “DQsym аз EMT чанд маротиба тезтар аст?” нест. Муаллифон ба таври равшан мегӯянд, ки ҳадафи асосии DQsym кам кардани вақти ҳисоббарорӣ нест.

Аз ин рӯ, рақамҳои самаранокии дар манбаъ набуда, ба монанди:

• “2× тезтар”,
• “10× тезтар”,
• “%50 RAM-и камтар”

аз ҷониби Verianla тавлид нашудаанд.

Маҳдудиятҳои ҷории нармафзор

Чаро ин таҳқиқот барои шахсе, ки мехоҳад MATLAB омӯзад, муҳим аст?

Мақолаи DQsym нишон медиҳад, ки омӯзиши MATLAB танҳо омӯзиши синтаксис нест. Ҳангоми таҳияи нармафзори воқеии муҳандисӣ ҳамаи қабатҳои зерин якҷоя кор мекунанд:

1. Сохтани назарияи математикӣ.
2. Табдил додани муодилаҳои дифференсиалӣ ба шакли ҳолат-фазо.
3. Муайян кардани табдилҳои мувофиқи координатӣ.
4. Стандарткунонии формати маълумоти сигнал.
5. Сохтани блокҳои такроран истифодашавандаи Simulink.
6. Содда кардани интерфейси корбар бо masked subsystem.
7. Идора кардани параметрҳо бо скриптҳои MATLAB.
8. Дуруст идора кардани ҳодисаҳои коммутатсия дар дохили ҳалкунандаи ададӣ.
9. Нигоҳ доштани натиҷаҳо ҳамчун structured variables.
10. Гузаронидани санҷиш дар соҳаи вақт.
11. Гузаронидани санҷиши дуюм дар соҳаи басомад бо FFT.
12. Чен кардани миқдори хатои ададӣ нисбат ба модели истинодӣ.

Пас, ин таҳқиқот нишон медиҳад, ки MATLAB/Simulink танҳо пайваст кардани блокҳои тайёр нест; математика, системаҳои қудратӣ, назарияи идоракунӣ ва меъмории нармафзор метавонанд дар як лоиҳа якҷоя амалӣ шаванд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: 𝐷𝑄𝑠𝑦𝑚: A MATLAB/Simulink library for dynamic phasor simulation of AC/DC power systems

Муаллифон: Saif Alsarayreh; Robert Dimitrovski; Aleksandra Lekić.

Тартиби муаллифон: Тартиби манбаъ айнан нигоҳ дошта шудааст.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ изҳороти саҳми баробар ё муаллифии якуми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Saif Alsarayreh.

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

Муассиса 2: TenneT TSO GmbH, Bernecker Str. 70, 95448 Bayreuth, Germany. Robert Dimitrovski инчунин бо ин муассиса алоқаманд аст.

Маҷалла: SoftwareX.

Ҷилд: 34.

Рақами мақола: 102719.

Соли нашр: 2026.

DOI: 10.1016/j.softx.2026.102719.

Санаи қабул шудан: 23 Феврал 2026.

Версияи бознигаришуда: 28 Апрел 2026.

Санаи қабул: 11 Май 2026.

Нашри онлайн: 26 Май 2026.

Навъи манбаъ: Мақолаи рецензияшудаи нармафзори илмӣ ва системаҳои қудратии ҳисоббарорӣ.

Ҳолати рецензия: Мақолаи ниҳоиест, ки аз рецензия гузашта, дар маҷаллаи SoftwareX нашр шудааст.

Литсензияи мақола: Creative Commons Attribution, CC BY 4.0.

Версияи нармафзор: DQsym v1.0.

Литсензияи нармафзор: MIT License.

Забон/муҳити нармафзор: MATLAB ва Simulink.

Версияи санҷидашудаи MATLAB: MATLAB R2024a.

Вобастагиҳои асосӣ: Simulink, Simscape ва Simscape Electrical.

Вобастагиҳои ихтиёрӣ: Барои баъзе намунаҳо ва амалҳои post-processing — Signal Processing Toolbox ва DSP System Toolbox.

Системаи амалиётии санҷидашуда: Windows 11. Манбаъ мутобиқати Linux ва macOS-ро интизор аст, аммо таъкид мекунад, ки ин платформаҳо ба таври фарогир санҷида нашудаанд.

Репозитории код: Дар мақолаи манбаъ суроғаи `https://github.com/control-protection-grids-tudelft/DP` дода шудааст.

Ҳуҷҷатгузорӣ: Манбаъ ҷузвдони `DP_v1.0/Documentation`-ро дар репозиторий ҳамчун ҳуҷҷатгузории таҳиягар нишон медиҳад.

Маблағгузорӣ: CRESYM project Harmony.

Ихтилофи манфиатҳо: Муаллифон изҳор мекунанд, ки ягон манфиати молиявии рақобаткунанда ё муносибати шахсии маълум, ки метавонад ба таҳқиқот таъсир расонад, вуҷуд надорад.

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.

Манбаи мундариҷаи илмӣ: Таърифҳои фазори динамикӣ, меъмории DQsym, алгоритмҳои ҳолат-фазо, усули кори MATLAB/Simulink, параметрҳои MMC, қиматҳои санҷишӣ, натиҷаҳои FFT ва маҳдудиятҳои ин мақолаи Verianla ба таҳқиқоти илмии 7-саҳифагии боршуда асос ёфтаанд. Санҷиши библиографии беруна танҳо барои тасдиқи шахсияти нашр ва ҳолати ниҳоии нашр анҷом дода шудааст; аз манбаъҳои беруна натиҷаи нави илмӣ илова нашудааст.

Маҳдудияти асосии методологӣ: Санҷишҳо муқоисаҳои симулятсионӣ бо моделҳои истинодии асосёфта ба MATLAB/Simulink мебошанд. Таҳқиқот санҷиш бо ченкуниҳои нави саҳроӣ аз иншооти воқеии HVDC пешниҳод намекунад. Фарогирии табдилдиҳандаҳои v1.0 маҳдуд аст ва динамикаи механикии генератор дар версияи ҷорӣ дастгирӣ намешавад.