Power Measurement

単相の有効電力と無効電力の計算

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Simscape / Electrical / Control / Measurements

説明

Power Measurement ブロックは、単相回路網内の素子の有効電力と無効電力を測定します。このブロックは、指定した各周波数成分についての電力量を出力します。三相の測定には、Three-Phase Power Measurement ブロックを使用することを検討してください。

このブロックは、正弦波と正弦波以外の両方の周期信号の電力測定に使用します。

連続時間演算の場合は [サンプル時間] パラメーターを 0 に設定し、離散時間演算の場合は明示的に設定します。

[高調波次数] パラメーターを使用して、電力出力に含めるすべての周波数成分のベクトルを指定します。

• DC 成分を出力するには、0 を指定します。

• 基本周波数に対応する成分を出力するには、1 を指定します。

• 高次の高調波に対応する成分を出力するには、n > 1 を指定します。

方程式

指定されたそれぞれの高調波 k について、ブロックは有効電力 P_k と無効電力 Q_k を次のフェーザ方程式から計算します。

$$P_k+j{Q}_k=G(V_k{e}^{j{\theta }_{V_k}})(\overline{I_k{e}^{j{\theta }_{I_k}}}),$$

ここで、

• G は、DC 成分 (k = 0) については 0.25、AC 成分 (k > 0) については 0.5 と等しくなります。

• $$V_k{e}^{j{\theta }_{V_k}}$$ は、k 成分の入力電圧のフェーザ表現です。

• $$\overline{I_k{e}^{j{\theta }_{I_k}}}$$ は、$$I_k{e}^{j{\theta }_{I_k}}$$ の複素共役で、k 成分の入力電流のフェーザ表現です。

このブロックは、k 成分のリアルタイムの電圧と電流のフェーザを次の関係を使用して推定します。

$$V_k{e}^{j{\theta }_{V_k}}=\frac{2}{T}{\displaystyle {\int }_{t-T}^{t}V(t)\sin (2\pi kFt)dt}+j\frac{2}{T}{\displaystyle {\int }_{t-T}^{t}V(t)\cos (2\pi kFt)dt}$$

$$I_k{e}^{j{\theta }_{I_k}}=\frac{2}{T}{\displaystyle {\int }_{t-T}^{t}I(t)\sin (2\pi kFt)dt}+j\frac{2}{T}{\displaystyle {\int }_{t-T}^{t}I(t)\cos (2\pi kFt)dt}.$$

これらのフェーザ方程式の内容は次のとおりです。

• V(t) は入力電圧、I(t) は入力電流です。

• T は入力信号の周期で、基本周波数 F の逆数と等価です。

入力信号が有限数 n の高調波をもつ場合、それらの成分から合計有効電力 P と合計無効電力 Q を計算できます。

$$P={\displaystyle \sum }_{k=0}^n{P}_k$$

$$Q={\displaystyle \sum }_{k=1}^n{Q}_k.$$

Q の総和に DC 成分 (k = 0) は含まれません。この成分は有効電力にしか寄与しないためです。

端子

入力

v — 入力電圧

スカラー

電力を測定する素子にかかる電圧 (V)。

データ型: single | double

i — 入力電流

スカラー

電力を測定する素子を通る電流 (A)。

データ型: single | double

出力

P — 有効電力

スカラーまたはベクトル

選択した周波数成分の有効電力 (W)。[高調波次数] パラメーターの値がスカラーの場合、この出力もスカラーになります。

データ型: single | double

Q — 無効電力

スカラーまたはベクトル

選択した周波数成分の無効電力 (var)。[高調波次数] パラメーターの値がスカラーの場合、この出力もスカラーになります。

データ型: single | double

パラメーター

基本周波数 (Hz) — 基本周波数

60 (既定値) | 正の数値

成分 k=1 に対応する基本周波数。

高調波次数 — 周波数成分

[0 1 2 3] (既定値) | スカラーまたはベクトル

出力に含める周波数成分。目的の成分に対応するスカラー値、または目的のすべての成分のベクトルを指定します。

• 値 k = 0 は DC 成分に対応します。

• 値 k = 1 は基本周波数に対応します。

• 値 k > 1 は高次の高調波に対応します。

ベクトルを指定する場合、電力出力の次数はこのベクトルの次数に対応します。

サンプル時間 — ブロックのサンプル時間

0 (既定値) | 正の数値

連続するブロック実行間の時間間隔。実行時に、ブロックは出力を生成し、必要に応じて内部状態を更新します。詳細については、サンプル時間とはとサンプル時間の指定を参照してください。

連続演算の場合は、このプロパティを 0 に設定します。離散演算の場合は、サンプル時間を正の数値として明示的に指定します。このブロックでは継承サンプル時間はサポートされていません。

このブロックがマスク サブシステム内、または連続演算と離散演算が可能な他のバリアント サブシステム内にある場合は、サンプル時間のパラメーターをプロモートします。サンプル時間のパラメーターをプロモートすると、ブロックの実装が連続と離散の間で正しく切り替わります。詳細については、マスクにおけるブロック パラメーターのプロモートを参照してください。

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2017b で導入

参考

ブロック

• Three-Phase Power Measurement | Sinusoidal Measurement (PLL) | Three-Phase Sinusoidal Measurement (PLL) | RMS Measurement