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。

基于PSCAD的采油区配电线路防雷研究

为提升采油区10kV配电线路的耐雷水平,本文系统研究了10kV配电线路的防雷现状,探讨了各项防雷措施的优劣,利用PSCAD仿真软件对“上”字型杆塔和三角型杆塔分别建模,仿真分析绝缘子类型、避雷器安装、避雷线架设等防雷措施对线路耐雷水平的影响。然后,通过对某采油区配套的一条10kV配电线路开展实地测量与建模仿真,分析验证了多项防雷措施的可行性与有效性。最终采用对24支#3杆使用降阻剂、深埋接地极、在线路前20基杆塔架上设避雷线和在部分杆塔的三相绝缘子两端并联线路避雷器等措施进行优化。仿真结果显示,采取上述优化措施后,该线路整体耐雷水平显著提高。本文制定的防雷优化方案具有普适性,可以为其它采油区的10 kV配电线路防雷提供借鉴。

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软件在港口电力负荷计算中的应用

港口总电力负荷计算通常采用需要系数法。码头装卸设备装机容量在港口总装机容量中占比较大,装卸设备需要系数选取将直接影响港口总电力负荷值,而需要系数的取值多数依靠经验,暂无明确的评价标准。针对常规负荷计算方法的不足,提出一种基于实时仿真的负荷计算方法,利用PSCAD电力系统仿真软件,根据装卸设备的技术参数,仿真港口设备实时的负荷波形,进而准确计算出港口设备总电力负荷。仿真结果表明,该方法可进一步提高负荷计算的准确性。

基于PSCAD/EMTDC的核电厂辅助变压器空载分闸瞬态仿真分析

某核电厂辅助变压器在空载分闸瞬间内部发出短促的金属挫动声。为进一步分析分闸异响原因,基于PSCAD/EMTDC平台,建立了220 kV辅助电源系统仿真模型,分别对高压电缆、架空线、改变接地方式、改变中性点接地方式、增加低抗、增加快速接地刀闸等情况进行了计算分析,从而解释了异响原因。

基于PSCAD的新型能源接入对电厂继电保护的性能影响

针对新能源接入配电网性能影响问题,本文以三段式继电保护为基础,提出了基于电力系统计算机辅助设计的光电接入配电网仿真模型。通过对该模型仿真分析发现,上段发生故障时,该段保护出现误动作;上、下段发生故障时,降低上段灵敏度;相邻馈线发生故障时,流经上段的短路电流分别为0.014kA和0.06kA,该结果表明光电接入会降低电网的稳定性。

基于PSCAD的光伏阵列和MPPT控制器的仿真模型

基于光伏模块直流物理模型,在PSCAD仿真环境下,开发了光伏阵列仿真模型。此外,考虑到太阳能的波动性和随机性对光伏阵列的影响,开发了最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制器仿真模型,保证光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。仿真结果表明,搭建的仿真模型能够准确的反映实际物理装置的特性与功能,可以用于光伏发电并网及储能方面的仿真研究。

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。

PSCAD在晶闸管取能回路分析中的应用

晶闸管高电位板取能回路对于高压直流输电中换流阀的可靠运行具有重要的意义。笔者使用Manitoba开发的PSCAD软件对晶闸管高电位板的取能回路进行辅助分析。

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。

基于PSCAD-MATLAB联合调用的高压直流控制系统参数优化

为解决高压直流控制系统参数优化问题,提出一种基于PSCAD-MATLAB联合调用的参数优化方法。阐述了联合调用的可能性和基本原理,介绍了联合调用实现优化的基本流程。以CIGRE标准测试系统为研究模型,采用改进粒子群优化算法优化整流侧定电流控制中PI控制器参数。经过比对原参数、基于传递函数优化方法的结果及基于基本粒子群算法的联合调用优化结果表明,联合调用策略准确复现了直流系统实际工作性能,依靠改进粒子群算法的全局搜索能力,有效实现了直流输电控制系统的参数优化,提升了直流输电系统的瞬态和稳态性能。联合调用优化控制参数方法的提出为直流输电控制系统的各个参数的整定和优化提供了重要的参考决策。

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。

基于PSCAD的500kV输电线路潜供电流和恢复电压的仿真分析

利用PSCAD电磁暂态仿真软件,对典型500 k V变电站和输电线路建模,计算出了潜供电流和恢复电压。该模型对500 k V系统有效熄弧提供了重要参数,为重合闸设备的重合时间设置和相关的继电保护定值整定,提供了切实可行的依据。对500 k V输变电工程的调试、启动和运行具有一定的指导意义。

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。

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。

图论在BPA模型向PSCAD模型自动转换中的应用

机电暂态仿真工具BPA在我国得到了广泛应用,对同一网络通过PSCAD/EMTDC仿真时,通常根据BPA模型数据文件的网络拓扑结构及元件参数在PSCAD/EMTDC中手动重新建模,该方式费时、费力且容易出错。为此,基于图论的关联矩阵、深度优先搜索等理论,先根据BPA网络数据重新生成网络树,计算网络节点坐标,确定网络元件模型结构及参数,完成BPA的电网系统数据向PSCAD/EMTDC的模型转换,自动转换后的系统网络具有与原系统相同的网络拓扑结构及等效的元件参数,提高了在PSCAD/EMTDC中进行电网建模的效率及精度。

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。

BPA向PSCAD模型转换的研究

电力系统电磁暂态仿真是测试继电保护装置性能的重要手段,也是分析交直流混合输电系统可靠性的重要方法。目前国内对电网动态仿真大都是对机电暂态过程的仿真,故电网数据也按照机电暂态仿真软件数据格式存储,从而造成了电磁暂态仿真数据的匮乏。在详细分析了机电暂态仿真软件BPA与电磁暂态仿真软件PSCAD差别的基础上,介绍了一种BPA向PSCAD的自动模型转换的实现方法,为电力系统电磁暂态仿真提供可靠的数据支撑,并且通过算例在2种软件下的电气拓扑结构和动态特性的比较,验证该转换方法的有效性和准确性。

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。