📄 fm_syn.m
字号:
function fm_syn(flag)
% FM_SYN defines Synchronous Machines
%
% FM_SYN(FLAG)
% FLAG = 1 algebraic equations
% FLAG = 2 algebraic Jacobians
% FLAG = 3 differential equations
% FLAG = 4 state matrix
% FLAG = 5 non-windup limits
%
%see also FM_SYNIT
%
%Author: Federico Milano
%Date: 11-Nov-2002
%Version: 1.0.0
%
%E-mail: fmilano@thunderbox.uwaterloo.ca
%Web-site: http://thunderboxx.uwaterloo.ca/~fmilano
%
% Copyright (C) 2002-2006 Federico Milano
global Bus Syn DAE Exc Settings Tg
ord = Syn.con(:,5);
is2 = find(ord == 2);
is3 = find(ord == 3);
is4 = find(ord == 4);
is51 = find(ord == 5.1);
is52 = find(ord == 5.2);
is53 = find(ord == 5.3);
is6 = find(ord == 6);
is8 = find(ord == 8);
bs2 = Syn.bus(is2);
bs3 = Syn.bus(is3);
bs4 = Syn.bus(is4);
bs51 = Syn.bus(is51);
bs52 = Syn.bus(is52);
bs53 = Syn.bus(is53);
bs6 = Syn.bus(is6);
bs8 = Syn.bus(is8);
delta = DAE.x(Syn.delta);
omega = DAE.x(Syn.omega);
e1q = zeros(Syn.n,1);
e1d = zeros(Syn.n,1);
e2q = zeros(Syn.n,1);
e2d = zeros(Syn.n,1);
psiq = zeros(Syn.n,1);
psid = zeros(Syn.n,1);
if (~isempty(is3)),
e1q(is3) = DAE.x(Syn.e1q(is3));
end
if (~isempty(is4)),
e1d(is4) = DAE.x(Syn.e1d(is4));
e1q(is4) = DAE.x(Syn.e1q(is4));
end
if (~isempty(is51)),
e1d(is51) = DAE.x(Syn.e1d(is51));
e1q(is51) = DAE.x(Syn.e1q(is51));
e2d(is51) = DAE.x(Syn.e2d(is51));
end
if (~isempty(is52)),
e1q(is52) = DAE.x(Syn.e1q(is52));
e2q(is52) = DAE.x(Syn.e2q(is52));
e2d(is52) = DAE.x(Syn.e2d(is52));
end
if (~isempty(is53)),
e1q(is53) = DAE.x(Syn.e1q(is53));
psid(is53) = DAE.x(Syn.psid(is53));
psiq(is53) = DAE.x(Syn.psiq(is53));
end
if (~isempty(is6)),
e1d(is6) = DAE.x(Syn.e1d(is6));
e1q(is6) = DAE.x(Syn.e1q(is6));
e2d(is6) = DAE.x(Syn.e2d(is6));
e2q(is6) = DAE.x(Syn.e2q(is6));
end
if (~isempty(is8)),
e1d(is8) = DAE.x(Syn.e1d(is8));
e1q(is8) = DAE.x(Syn.e1q(is8));
e2d(is8) = DAE.x(Syn.e2d(is8));
e2q(is8) = DAE.x(Syn.e2q(is8));
psid(is8) = DAE.x(Syn.psid(is8));
psiq(is8) = DAE.x(Syn.psiq(is8));
end
ag = DAE.a(Syn.bus);
ss = sin(delta-ag);
cc = cos(delta-ag);
iM = 1./Syn.con(:,18);
D = Syn.con(:,19);
ra = Syn.con(:,7); xl = -Syn.con(:,6);
xd = Syn.con(:,8); xq = Syn.con(:,13);
xd1 = Syn.con(:,9); xq1 = Syn.con(:,14);
xd2 = Syn.con(:,10); xq2 = Syn.con(:,15);
Td10 = Syn.con(:,11); Tq10 = Syn.con(:,16);
Td20 = Syn.con(:,12); Tq20 = Syn.con(:,17);
Kw = Syn.con(:,20); Kp = Syn.con(:,21);
if ~isempty(is3)
a34 = 1./Td10(is3);
a35 = a34.*(xd(is3)-xd1(is3));
end
if ~isempty(is4)
a44 = 1./Td10(is4);
a45 = a44.*(xd(is4)-xd1(is4));
b43 = 1./Tq10(is4);
b44 = b43.*(xq(is4)-xq1(is4));
end
if ~isempty(is51)
gq = xd1(is51)./xq1(is51).*Tq20(is51)./Tq10(is51).*(xq(is51)-xq1(is51));
a514 = 1./Td10(is51);
a515 = a514.*(xd(is51)-xd1(is51));
b511 = 1./Tq20(is51);
b512 = b511.*(xq1(is51)-xd1(is51)+gq);
b513 = 1./Tq10(is51);
b514 = b513.*(xq(is51)-xq1(is51)-gq);
end
if ~isempty(is52)
Taa = Syn.con(:,24);
gd = xd2(is52)./xd1(is52).*Td20(is52)./Td10(is52).*(xd(is52)-xd1(is52));
a521 = 1./Td20(is52);
a522 = a521.*(xd1(is52)-xd2(is52)+gd);
a523 = Taa(is52)./Td10(is52)./Td20(is52);
a524 = 1./Td10(is52);
a525 = a524.*(xd(is52)-xd1(is52)-gd);
a526 = a524.*(1-Taa(is52)./Td10(is52));
b521 = 1./Tq20(is52);
b522 = b521.*(xq(is52)-xq2(is52));
end
if ~isempty(is53)
a531 = (xd(is53)-xd1(is53))./(xd(is53)+xl(is53));
a532 = 1./(1-a531);
a534 = 1./Td10(is53);
c534 = 1./(xd(is53)+xl(is53));
c535 = 1./(xq(is53)+xl(is53));
end
if ~isempty(is6)
Taa = Syn.con(:,24);
gd = xd2(is6)./xd1(is6).*Td20(is6)./Td10(is6).*(xd(is6)-xd1(is6));
gq = xq2(is6)./xq1(is6).*Tq20(is6)./Tq10(is6).*(xq(is6)-xq1(is6));
a1 = 1./Td20(is6);
a2 = a1.*(xd1(is6)-xd2(is6)+gd);
a3 = Taa(is6)./Td10(is6)./Td20(is6);
a4 = 1./Td10(is6);
a5 = a4.*(xd(is6)-xd1(is6)-gd);
a6 = a4.*(1-Taa(is6)./Td10(is6));
b1 = 1./Tq20(is6);
b2 = b1.*(xq1(is6)-xq2(is6)+gq);
b3 = 1./Tq10(is6);
b4 = b3.*(xq(is6)-xq1(is6)-gq);
end
if ~isempty(is8)
Taa = Syn.con(:,24);
gd = xd2(is8)./xd1(is8).*Td20(is8)./Td10(is8).*(xd(is8)-xd1(is8));
gq = xq2(is8)./xq1(is8).*Tq20(is8)./Tq10(is8).*(xq(is8)-xq1(is8));
a18 = 1./Td20(is8);
a28 = a18.*(xd1(is8)-xd2(is8)+gd);
a38 = Taa(is8)./Td10(is8)./Td20(is8);
a48 = 1./Td10(is8);
a58 = a48.*(xd(is8)-xd1(is8)-gd);
a68 = a48.*(1-Taa(is8)./Td10(is8));
b18 = 1./Tq20(is8);
b28 = b18.*(xq1(is8)-xq2(is8)+gq);
b38 = 1./Tq10(is8);
b48 = b38.*(xq(is8)-xq1(is8)-gq);
xd2(is8) = xd2(is8)+xl(is8);
xq2(is8) = xq2(is8)+xl(is8);
end
switch flag
case 1 % active & reactive powers
Syn.Id = -DAE.V(Syn.bus).*(Syn.c1.*ss+Syn.c3.*cc);
Syn.Iq = DAE.V(Syn.bus).*(Syn.c2.*ss-Syn.c1.*cc);
if ~isempty(is2)
Syn.Id(is2) = Syn.Id(is2) + Syn.c3(is2).*Syn.vf(is2);
Syn.Iq(is2) = Syn.Iq(is2) + Syn.c1(is2).*Syn.vf(is2);
end
if ~isempty(is3)
Syn.Id(is3) = Syn.Id(is3) + Syn.c3(is3).*e1q(is3);
Syn.Iq(is3) = Syn.Iq(is3) + Syn.c1(is3).*e1q(is3);
end
if ~isempty(is4)
Syn.Id(is4) = Syn.Id(is4) + Syn.c1(is4).*e1d(is4) + Syn.c3(is4).*e1q(is4);
Syn.Iq(is4) = Syn.Iq(is4) - Syn.c2(is4).*e1d(is4) + Syn.c1(is4).*e1q(is4);
end
if ~isempty(is51)
Syn.Id(is51) = Syn.Id(is51) + Syn.c1(is51).*e2d(is51) + Syn.c3(is51).*e1q(is51);
Syn.Iq(is51) = Syn.Iq(is51) - Syn.c2(is51).*e2d(is51) + Syn.c1(is51).*e1q(is51);
end
if ~isempty(is52)
Syn.Id(is52) = Syn.Id(is52) + Syn.c1(is52).*e2d(is52) + Syn.c3(is52).*e2q(is52);
Syn.Iq(is52) = Syn.Iq(is52) - Syn.c2(is52).*e2d(is52) + Syn.c1(is52).*e2q(is52);
end
if ~isempty(is53)
Syn.Id(is53) = (e1q(is53)-psid(is53))./(xd(is53)+xl(is53));
Syn.Iq(is53) = -psiq(is53)./(xq(is53)+xl(is53));
end
if ~isempty(is6)
Syn.Id(is6) = Syn.Id(is6) + Syn.c1(is6).*e2d(is6) + Syn.c3(is6).*e2q(is6);
Syn.Iq(is6) = Syn.Iq(is6) - Syn.c2(is6).*e2d(is6) + Syn.c1(is6).*e2q(is6);
end
if ~isempty(is8)
Syn.Id(is8) = (e2q(is8)-psid(is8))./xd2(is8);
Syn.Iq(is8) = (-e2d(is8)-psiq(is8))./xq2(is8);
end
Syn.Pg = -DAE.V(Syn.bus).*(Syn.Id.*ss+Syn.Iq.*cc);
Syn.Qg = -DAE.V(Syn.bus).*(Syn.Id.*cc-Syn.Iq.*ss);
DAE.gp = DAE.gp + sparse(Syn.bus,1,Syn.Pg,Bus.n,1);
DAE.gq = DAE.gq + sparse(Syn.bus,1,Syn.Qg,Bus.n,1);
case 2 % Jacobians of active & reactive powers
M1 = DAE.V(Syn.bus).*(Syn.c1.*cc-Syn.c3.*ss);
M2 = -DAE.V(Syn.bus).*(Syn.c2.*cc+Syn.c1.*ss);
M3 = -(Syn.c1.*ss+Syn.c3.*cc);
M4 = Syn.c2.*ss-Syn.c1.*cc;
Syn.J11 = DAE.V(Syn.bus).*((Syn.Id-M2).*cc-(M1+Syn.Iq).*ss);
Syn.J12 = -Syn.Id.*ss-Syn.Iq.*cc-DAE.V(Syn.bus).*(M3.*ss+M4.*cc);
Syn.J21 = DAE.V(Syn.bus).*((M2-Syn.Id).*ss-(M1+Syn.Iq).*cc);
Syn.J22 = -Syn.Id.*cc+Syn.Iq.*ss-DAE.V(Syn.bus).*(M3.*cc-M4.*ss);
DAE.J11 = DAE.J11 + sparse(Syn.bus,Syn.bus,Syn.J11,Bus.n,Bus.n);
DAE.J12 = DAE.J12 + sparse(Syn.bus,Syn.bus,Syn.J12,Bus.n,Bus.n);
DAE.J21 = DAE.J21 + sparse(Syn.bus,Syn.bus,Syn.J21,Bus.n,Bus.n);
DAE.J22 = DAE.J22 + sparse(Syn.bus,Syn.bus,Syn.J22,Bus.n,Bus.n);
case 3 % Differential equations
% updating Vf and Pm
if Exc.n, Syn.vf(Exc.syn) = DAE.x(Exc.vf); end
Vf = Syn.vf + Kw.*(omega-1) + Kp.*(Syn.Pg-Syn.Pg0);
setpm(Tg);
DAE.f(Syn.delta) = Settings.rad*(omega-1);
DAE.f(Syn.omega) = (Syn.pm+Syn.Pg-ra.*(Syn.Id.^2+Syn.Iq.^2)-D.*(omega-1)).*iM;
% Model III
if (~isempty(is3))
DAE.f(Syn.e1q(is3)) = -a34.*Sat(1,e1q,is3) - a35.*Syn.Id(is3) + a34.*Vf(is3);
end
% Model IV
if (~isempty(is4))
DAE.f(Syn.e1q(is4)) = -a44.*Sat(1,e1q,is4) - a45.*Syn.Id(is4) + a44.*Vf(is4);
DAE.f(Syn.e1d(is4)) = -b43.*e1d(is4) + b44.*Syn.Iq(is4);
end
% Model V Type 1
if (~isempty(is51))
DAE.f(Syn.e1q(is51)) = -a514.*Sat(1,e1q,is51) - a515.*Syn.Id(is51) + a514.*Vf(is51);
DAE.f(Syn.e1d(is51)) = -b513.*e1d(is51) + b514.*Syn.Iq(is51);
DAE.f(Syn.e2d(is51)) = -b511.*e2d(is51) + b511.*e1d(is51) + b512.*Syn.Iq(is51);
end
% Model V Type 2
if (~isempty(is52))
DAE.f(Syn.e1q(is52)) = -a524.*Sat(1,e1q,is52) - a525.*Syn.Id(is52) + a526.*Vf(is52);
DAE.f(Syn.e2q(is52)) = -a521.*e2q(is52) + a521.*e1q(is52) - ...
a522.*Syn.Id(is52) + a523.*Vf(is52);
DAE.f(Syn.e2d(is52)) = -b521.*e2d(is52) + b522.*Syn.Iq(is52);
end
% Model V Type 3
if (~isempty(is53))
DAE.f(Syn.psiq(is53)) = ...
Settings.rad.*(DAE.V(bs53).*cc(is53) + ...
ra(is53).*Syn.Iq(is53) - omega(is53).*psid(is53));
DAE.f(Syn.psid(is53)) = ...
Settings.rad.*(DAE.V(bs53).*ss(is53) + ...
ra(is53).*Syn.Id(is53) + omega(is53).*psiq(is53));
DAE.f(Syn.e1q(is53)) = (a534.*(Syn.vf(is53)-e1q(is53))- ...
a531.*DAE.f(Syn.psid(is53))).*a532;
end
% Model VI
if (~isempty(is6))
DAE.f(Syn.e1q(is6)) = -a4.*Sat(1,e1q,is6) - a5.*Syn.Id(is6) + a6.*Vf(is6);
DAE.f(Syn.e1d(is6)) = -b3.*e1d(is6) + b4.*Syn.Iq(is6);
DAE.f(Syn.e2q(is6)) = -a1.*e2q(is6) + a1.*e1q(is6) - a2.*Syn.Id(is6) + a3.*Vf(is6);
DAE.f(Syn.e2d(is6)) = -b1.*e2d(is6) + b1.*e1d(is6) + b2.*Syn.Iq(is6);
end
% Model VIII
if (~isempty(is8))
DAE.f(Syn.e1q(is8)) = -a48.*Sat(1,e1q,is8) - a58.*Syn.Id(is8) + a68.*Vf(is8);
DAE.f(Syn.e1d(is8)) = -b38.*e1d(is8) + b48.*Syn.Iq(is8);
DAE.f(Syn.e2q(is8)) = -a18.*e2q(is8) + a18.*e1q(is8) - a28.*Syn.Id(is8) + a38.*Vf(is8);
DAE.f(Syn.e2d(is8)) = -b18.*e2d(is8) + b18.*e1d(is8) + b28.*Syn.Iq(is8);
DAE.f(Syn.psiq(is8)) = Settings.rad*(DAE.V(bs8).*cc(is8) + ...
ra(is8).*Syn.Iq(is8) - omega(is8).*psid(is8));
DAE.f(Syn.psid(is8)) = Settings.rad*(DAE.V(bs8).*ss(is8) + ...
ra(is8).*Syn.Id(is8) + omega(is8).*psiq(is8));
end
case 4 % Jacobians of differential equations & state variables
M1 = DAE.V(Syn.bus).*(Syn.c1.*cc-Syn.c3.*ss);
M2 = -DAE.V(Syn.bus).*(Syn.c2.*cc+Syn.c1.*ss);
M3 = -(Syn.c1.*ss+Syn.c3.*cc);
M4 = Syn.c2.*ss-Syn.c1.*cc;
Wn = Settings.rad;
% common Jacobians
⌨️ 快捷键说明
复制代码
Ctrl + C
搜索代码
Ctrl + F
全屏模式
F11
切换主题
Ctrl + Shift + D
显示快捷键
?
增大字号
Ctrl + =
减小字号
Ctrl + -