PSCAD的发电机准同期并列综合实验设计

针对电力系统自动化实验教学中存在的不足,设计了同步发电机准同期并列综合实验。实验模型采用PSCAD/EMTDC,建立了包含发电机及并网系统、原动机及其调速器、励磁系统、准同期并列控制单元、电压向量的动态显示等关键部件。依托实验模型设计了循序渐进的教学实验项目,主要有机组启动与并网的验证性实验、不同并列条件影响的分析性实验、频率差和电压差调节的设计性实验。该实验将电路、电机学、自动控制理论、电力系统分析等多门专业核心课程贯穿起来,提升了学生综合运用知识解决复杂工程问题的能力。

A Study on the Load Modeling of Railway Vehicles Using PSCAD/EMTDC Based on MVDC

This paper,the kinetic equation,traction force,and braking force for railway trains are reviewed.In addition,the driving characteristics are interpreted as to how the power of the electric vehicle relates to the weight,speed,track curve,and track gradient of the electric vehicle.The driving characteristics of these trains are analyzed through PSCAD/EMTDC(power systems computer aided design/electromagnetic transients including DC)modeling.

PSCAD与PowerFactory相互校验的风机低电压穿越模型

PSCAD软件与PowerFactory软件是风电机组建模的常用软件,其所适用的应用场景与优势各不相同,因此在科研中或工程上常需要对同一个研究对象同时使用两种平台进行建模,此时,两种软件的模型搭建能够保持一致并互相印证就至关重要。基于PSCAD与PowerFactory相互校验的风机低电压穿越模型详细展示了风机低电压穿越模型的搭建原理及其在两种软件上的实际应用,提出了保证风电机组低穿模型在两种平台上实现故障穿越电磁性能一致性的建模方法,并通过低穿仿真波形同坐标对比的方式对其结果进行相互校验,为风电机组仿真计算的准确性校验提供了宝贵经验。

PSCAD/EMTDC程序与继电保护仿真模型接口技术及应用

介绍了PSCAD/EMTDC程序与C语言接口技术的原理,并以PSCAD/EMTDCV3.0.8仿真平台为例,用C语言建立了完整的数字化继电保护装置模型,包含了保护装置及重合闸的主要配置与主要环节,运用PSCAD/EMTDC程序与C语言的接口技术建立了串补电网故障暂态行为与继电保护装置、重合闸装置动作行为的闭环动态仿真系统,用于可控串补电网继电保护的暂态动作行为研究。仿真结果表明,通过PSCAD/EMTDC程序与C语言接口能正确地完成继电保护装置模型与电网一次模型之间的动态闭环控制,实现保护动作行为与仿真程序的信息交互。

基于PSCAD/EMTDC的三相光伏并网发电系统仿真研究

PSCAD/EMTDC电力系统电磁暂态仿真软件标准库中无光伏阵列电力元件,而电力元件的开发又极其复杂,这成为工程人员利用该软件研究分析光伏发电系统特性的瓶颈。根据光伏阵列的数学模型,利用PSCAD/EMTDC仿真软件开发了用户定义的光伏阵列控制元件,并通过其输出的电流信号来驱动一恒流源元件,以此来模拟实际的光伏阵列装置。还开发了最大功率追踪控制元件,并搭建了一个三相光伏并网发电系统。通过所建的系统仿真模型,分析了光强变化对系统所传输功率的影响,并验证了所开发控制元件的正确性以及对工程仿真分析的可用性。

考虑磁滞特性变压器PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真建模方法及励磁差异性分析

为了研究高压直流输电中励磁涌流问题,该文结合ATP-EMTP电磁暂态仿真软件中描述铁心铁磁材料磁滞特性的非线性电感Type96以及BCTRAN共同建立考虑磁滞特性变压器模型思想,提出一种考虑磁滞特性变压器PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真新模型。该模型在经典模型的基础上增加了考虑磁滞特性的励磁支路,利用试验获得的最大磁滞回线数据便可有效地反映变压器的磁滞特性,验证表明该模型能很好地反映变压器磁滞特性,且因参数易得,便于用户在PSCAD/EMTDC中仿真使用。同时也仿真研究利用磁滞回线和磁滞中线模拟变压器励磁特性的差异性,得出采用磁滞中线代替磁滞回线来模拟变压器铁心励磁特性在励磁涌流峰值上具有一致性,但磁滞回线对涌流稳态过程特别是谐波特性有较大影响。

基于PSCAD/EMTDC的牵引供电系统仿真模型研究

在分析了现有牵引供电系统仿真研究的基础上,针对其模型复杂、不易实现的弊端,提出采用已有仿真软件实现牵引供电系统的电气特性分析。利用PSCAD/EMTDC对牵引供电系统的典型元件进行建模,分别对Scott接线牵引变压器的AT供电方式以及V/v接线牵引变压器的带回流线的直接供电方式两种应用广泛的牵引供电系统进行了仿真分析,重点研究了两种供电方式下牵引网的网压水平,通过比较仿真结果证明所建立的牵引供电系统仿真模型的正确性,该模型能够满足牵引供电系统的电气分析要求。

基于PSCAD/EMTDC的大规模交直流系统快速建模及有效性分析

为提高大规模交直流系统PSCAD/EMTDC仿真模型建立的效率,基于PSS/E数据文件,提出了一套系统快速建模的程序化流程。给出了PSS/E和PSCAD/EMTDC之间关键元件的模型对应关系,并描述了快速建模的详细过程:先提取元件连接、元件参数等信息,通过区域判据和电压分层实现网络模块化,再结合坐标变换完成整个网络在各子模块下的布局、元件模型的建立及各参数的设定,最后,通过自动布线生成PSCAD/EMTDC仿真模型。仿真结果表明,在稳态、直流闭锁和交流对称故障下,转换前后的系统稳态和暂态特性相一致,该结果验证了快速建模方法的有效性;在交流不对称故障下,模型转换前后的机电暂态与电磁暂态特性不一致,这表明了机电暂态仿真程序的局限性和电磁暂态仿真程序的必要性。

PSCAD/EMTDC中SVPWM算法的实现

针对电磁暂态分析软件包PSCAD/EMTDC库文件中没有现成的能实现空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法元件的问题,根据两电平SVPWM的基本原理,在PSCAD/EMTDC里创建了自定义的两电平SVPWM算法元件。介绍了两电平SVPWM的基本原理、自定义元件的创建过程以及SVPWM元件主程序的流程图,对各主要功能模块的算法也进行了详细的分析。基于该自定义SVPWM元件进行了仿真实验,仿真结果表明了自定义SVPWM元件的正确性和有效性。

PSCAD/EMTDC自定义建模及在直流线路保护仿真中的应用

PSCAD/EMTDC自定义建模功能为建立精确、详细的继电保护模型提供了解决思路。对比分析了自定义元件的实现途径、三种开发语言的运行效率以及自定义元件与Module的差异性,指出基于Matlab的实现方式作为过渡方案可用于研究及评估保护新算法,而算法成熟后应转化为Fortran或C语言方式以提高运行效率。揭示了使用C语言静态变量而导致的自定义元件内存调用冲突问题的机理,提出了采用公用数组实现内存管理的解决方法。以某实际直流输电工程的线路行波保护为原型,应用自定义建模技术搭建了其详细的仿真模型,仿真结果验证了该方法的可行性与有效性。

基于PSCAD/EMTDC软件的直流输电系统数字仿真

对直流输电系统物理仿真和数字仿真进行了比较 ,说明了直流输电系统数字仿真具有安全性、经济性和方便性等优点 ,且数字计算机、数值计算技术以及与系统仿真有密切关系的新技术的飞速发展为其提供了技术可能性 ,提出了基于PSCAD/EMTDC软件建立直流输电系统模型应该遵循的一般原则和要求 :在模型中保留直流控制保护系统、保持系统的动态性能和对交流系统进行有原则的等值简化。

PSCAD/EMTDC与Matlab接口研究

对电磁暂态分析程序PSCAD/EMTDC与数学模型软件包Matlab之间的接口进行了研究。充分利用了PSCAD/EMTDC与Matlab 2款软件的优点,用PSCAD建立接口模型,启动Matlab数据引擎调用M文件,实现接口模型的参数设置。运用此接口,程序只需运行一次即可获取多组不同工况下的数据。同时分析一个输电线路实例,将接口程序产生的数据进行分段处理,将它作为BP神经网络的输入,进而区分开关操作和单相接地故障。仿真结果表明:接口软件的运用使得大量数据的获取变得更加容易。

基于PSCAD/EMTDC的带气隙电流互感器建模及仿真

在分析TPY级电流互感器铁芯特点、电流基本方程和铁芯磁化特性的基础上,借助PSCAD仿真程序自定义元件的方法建立了TPY级电流互感器仿真模型。详细说明了模型建立的过程及步骤,并对模型的外观及参数设置进行了阐述。从仿真计算实例可以看出,新建的TPY级电流互感器模型由于气隙的存在不易发生铁芯饱和现象,由此证明了该模型的合理性,为PSCAD/EMTDC中的超高压系统电磁暂态仿真计算提供具有良好暂态特性的电流互感器模型。

基于PSCAD/EMTDC的直流控制保护系统仿真平台及其在直流工程中的应用

基于目前普遍采用的电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC,根据实际工程软件进行了直流控制保护系统仿真平台的二次开发。分析了直流控制保护工程软件在工控机中的分时处理、中断计算过程及其在PSCAD/EMTDC中的等效实现方法,利用该仿真平台进行了灵宝扩建背靠背直流工程的控制系统建模。将基于本平台搭建的电磁暂态模型与实际工程系统调试时的电流阶跃响应结果进行了对比,证明该平台与工程实际控制保护系统功能等效。基于该平台进行直流工程控制系统仿真的结果可信,对于广泛开展跨区直流输电系统的电磁暂态仿真研究具有工程实际指导意义。

基于PSCAD/EMTDC的统一潮流控制器动态仿真模型

设计了组成统一潮流控制器(UPFC)的动态仿真模型的各个模块,包括正弦脉宽调制(SPWM)信号产生模块、电压源变换器(VSC)控制模块和UPFC控制器的比例积分(PI)控制电路。首先采用三相桥式全控电路组成VSC,VSC的开关器件采用绝缘栅双极性晶体管(IGBT),门极信号按SPWM的方式产生。然后通过分析线路传输功率方程设计了一个简单的PI控制器,并构成完整的UPFC仿真模型。还基于该动态模型对UPFC在功率调节、电压控制和抑制振荡等方面的功能进行了仿真分析。仿真结果表明该UPFC仿真模型在线路功率发生较大变动时能使线路快速恢复;在系统发生三相短路时能有效减少系统的功率损失和减小母线电压的暂降幅度;在系统发生功率波动时还能大幅度减小振幅。

基于PSCAD/EMTDC的双电池储能系统协调运行特性分析

本文提出了适用于新能源接入场景的双电池储能主电路结构,给出了双电池储能A、B单元单独承担充电或放电任务的运行工作原理,建立了双电池储能按照给定功率运行的数学模型,Buck-Boost电路采用了定周期比较策略实现双电池储能单元所给定参考功率的传输,变流器VSC采用精确反馈线性化控制策略实现直流侧电压恒定和给定无功的传输;最后基于PSCAD/EMTDC搭建的仿真平台对所提出的主电路结构的合理性及双电池储能按照给定充放电循环深度运行的协调控制策略的有效性进行验证。

PSCAD／EMTDC中自定义模型研究及其在有源滤波器控制算法仿真中的应用

PSCAD／EM TDC是在电力系统分析中广泛应用的一种电磁暂态仿真软件。本文通过对PSCAD／EMTDC主程序结构和其开放语言接口原理的分析,给出了基于Matlab语言接口和C语言接口的自定义模型实现方法,并用C语言定义了开关状态表选择模块,用在有源滤波器(APF)控制算法仿真中,仿真结果表明使用自定义模型的控制算法有良好的控制效果。

PSCAD/EMTDC自定义元件在电力系统仿真中的运用

以配电网单相故障选线为背景,以提高电磁暂态分析软件PSCAD/EMTDC在电力系统仿真中的灵活性为目的,提出了基于PSCAD/EMTDC与MATLAB接口技术的自定义模型实现方法。充分利用了PSCAD/EMTDC与MATLAB两款软件的优点。用PSCAD/EMTDC建立接口模型,实现接口模型的参数设置,启动MATLAB数据引擎调用M文件。分析了一个配网单相短路实例,将接口程序产生的数据作为选线算法的入口数据并进行了一种方法的故障选线。仿真结果表明,通过相应的接口技术可以实现自定义模型的故障选线功能。

基于PSCAD/EMTDC的大规模新能源并网电磁暂态并行仿真

随着大规模新能源并网,大量电力电子元器件的接入使传统电网电磁暂态特性发生了很大改变,无论从算法还是计算规模上都对电网仿真提出了新要求。在PSCAD(电力系统计算机辅助设计)上搭建了含新能源接入的内蒙古电网电磁暂态模型,实现全网的电磁暂态精确仿真;基于集群并行仿真技术,解决了因计算规模过大导致无法计算或仿真效率低的问题;进一步提出了基于节点矩阵规模的网络均衡整合方法,减少了计算资源的占用率。仿真结果表明,集群并行技术可有效提升新能源并网电磁暂态模型的仿真效率;同时,在保证仿真速度的前提下创新研究的网络均衡整合方法,可实现计算资源的利用效率优化。

基于PSCAD/EMTDC的24脉波整流器模型研究

研究了24脉波整流器的基本原理和基本结构,基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,提出利用自耦变压器和三绕组变压器接线方式实现移相,并建立不同结构下24脉波整流器的模型。仿真结果显示整流波形与谐波与理论一致,模型具有实用价值。