Power Measurement

단상 유효 전력 및 무효 전력 계산

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라이브러리:
Simscape / Electrical / Control / Measurements

설명

Power Measurement 블록은 단상 네트워크에서 요소의 유효 전력과 무효 전력을 측정합니다. 이 블록은 지정한 각 주파수 성분에 대한 전력량을 출력합니다. 3상 측정의 경우 Three-Phase Power Measurement 블록을 사용해 보십시오.

이 블록을 사용하여 정현파 주기 신호와 비정현파 주기 신호를 측정하십시오.

연속시간 동작의 경우는 샘플 시간 파라미터를 0으로 설정하고, 이산시간 동작의 경우에는 명시적으로 설정하십시오.

다음과 같이 고조파 수 파라미터를 사용하여 전력 출력에 포함할 모든 주파수 성분으로 구성된 벡터를 지정하십시오.

• DC 성분을 출력하려면 0을 지정하십시오.

• 기본주파수에 대응하는 성분을 출력하려면 1을 지정하십시오.

• 더 높은 차수의 고조파에 대응하는 성분을 출력하려면 n > 1을 지정하십시오.

방정식

지정된 각 고조파 k에 대해 블록은 유효 전력 P_k와 무효 전력 Q_k를 다음과 같은 페이저 방정식을 통해 계산합니다.

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

여기서 각각은 다음과 같습니다.

• G는 DC 성분(k = 0)의 경우 0.25이고, AC 성분(k > 0)의 경우 0.5입니다.

• $$V_k{e}^{j{\theta }_{V_k}}$$는 k 성분 입력 전압의 페이저 표현입니다.

• $$\overline{I_k{e}^{j{\theta }_{I_k}}}$$는 $$I_k{e}^{j{\theta }_{I_k}}$$의 켤레 복소수이며 k 성분 입력 전류의 페이저 표현입니다.

이 블록은 다음 관계를 사용하여 실시간 k 성분 전압 및 전류 페이저를 추정합니다.

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

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

이 페이저 방정식에서 각각은 다음을 나타냅니다.

• V(t)와 I(t)는 각각 입력 전압과 입력 전류입니다.

• T는 입력 신호의 주기이며, 이는 기준 주파수 F의 역수입니다.

입력 신호에 n개의 한정된 수의 고조파가 있는 경우 총 유효 전력 P와 총 무효 전력 Q는 각각의 성분들로부터 계산할 수 있습니다.

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

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

DC 성분(k = 0)은 유효 전력에만 영향을 미치기 때문에 이 성분은 Q의 합산에 포함되지 않습니다.

포트

입력

v — 입력 전압

스칼라

전력을 측정할 요소 양단 간의 전압입니다(단위: V).

데이터형: single | double

i — 입력 전류

스칼라

전력을 측정할 요소를 통과하는 전류입니다(단위: A).

데이터형: single | double

출력

P — 유효 전력

스칼라 또는 벡터

선택한 주파수 성분에 대한 유효 전력입니다(단위: W). 고조파 수 파라미터 값이 스칼라이면 이 출력도 스칼라입니다.

데이터형: single | double

Q — 무효 전력

스칼라 또는 벡터

선택한 주파수 성분에 대한 무효 전력입니다(단위: var). 고조파 수 파라미터 값이 스칼라이면 이 출력도 스칼라입니다.

데이터형: single | double

파라미터

기준 주파수(Hz) — 기본주파수

60 (디폴트 값) | 양수

성분 k=1에 대응하는 기본주파수입니다.

고조파 수 — 주파수 성분

[0 1 2 3] (디폴트 값) | 스칼라 또는 벡터

출력에 포함시킬 주파수 성분입니다. 원하는 성분에 대응하는 스칼라 값 또는 원하는 모든 성분으로 구성된 벡터를 지정합니다.

• 값 k = 0은 DC 성분에 대응합니다.

• 값 k = 1은 기본주파수에 대응합니다.

• 값 k > 1은 높은 차수의 고조파에 대응합니다.

벡터를 지정하는 경우 전력 출력의 순서는 이 벡터의 순서에 대응합니다.

샘플 시간 — 블록 샘플 시간

0 (디폴트 값) | 양수

연속적인 블록 실행 간의 시간입니다. 실행하는 동안 블록은 출력을 생성하고 필요한 경우 내부 상태를 업데이트합니다. 자세한 내용은 샘플 시간이란? 항목과 샘플 시간 지정하기 항목을 참조하십시오.

연속 동작의 경우 이 속성을 0으로 설정합니다. 이산 동작의 경우 샘플 시간을 양수로 명시적으로 지정합니다. 이 블록은 상속된 샘플 시간을 지원하지 않습니다.

이 블록이 마스크 처리된 서브시스템에 있거나 연속 동작과 이산 동작을 허용하는 다른 Variant 서브시스템에 있는 경우 샘플 시간 파라미터를 승격합니다. 샘플 시간 파라미터를 승격하면 블록의 연속 구현과 이산 구현 간의 올바른 전환을 보장할 수 있습니다. 자세한 내용은 Promote Block Parameters to a Mask 항목을 참조하십시오.

확장 기능

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2017b에 개발됨

참고 항목

블록

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