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的光伏电站交流侧故障暂态特性分析

光伏电站故障暂态特征分析过程中,由于交流侧电网模型的差异,导致故障暂态特性分析结果可信度系数较低。因此,对基于PSCAD的光伏电站交流侧故障暂态特性进行分析。在PSCAD软件的作用下构建可靠性较高的电网模型。在PSCAD模型内提取出故障电流,并计算故障暂态特征量。汇总电容放电、电流回馈以及电压恢复三个阶段的暂态特征量,获取故障暂态特性分析结果。仿真实验结果表明:单相短路故障出现后电网内部电压跌落20%,故障点暂态电流大幅度增长,分析结果信度系数达到了0.98。

基于PSCAD的LNG接收站二次系统耐雷水平仿真分析方法

为全面评估LNG接收站二次系统耐雷水平,提出了一种基于PSCAD/EMTDC的电气二次系统耐雷水平仿真分析方法。根据LNG接收站防雷措施实际设置情况,构建接收站防雷保护的PSCAD仿真模型,仿真计算雷电波侵入二次系统时雷电过电压的变化情况。分析安装避雷器、3级防雷保护措施时的防雷效果。结果显示,避雷器与3级防雷保护措施配合时能够有效抑制接收站二次系统雷击过电压,仿真分析方法可为提升LNG接收站二次系统耐雷水平提供一定理论参考。

基于PSCAD与MATLAB的配电网消弧仿真系统设计

消弧技术的计算方法越来越复杂,对电力系统仿真软件的要求不断提高,PSCAD等仿真软件已无法独立完成对消弧方法的仿真。为此,以配电网单相接地故障为背景,为提高PSCAD仿真软件的计算能力,提出一种新的仿真方法。基于PSCAD/EMTDC建立模型,通过内部与MATLAB的接口,启动MATLAB数据引擎调用M文件;利用MATLAB强大的计算能力完成PSCAD自身无法完成的复杂计算公式,可充分利用两款软件的优点。基于对消弧的研究,采用所提方法进行仿真实验,并将实验结果与某文献中仿真方法进行对比。结果表明:该方法具有可行性,证明了PSCAD-MATLAB联合仿真在消弧仿真分析中的有效性。

基于PSCAD仿真的大功率脉冲负载能量管理策略研究

针对含脉冲负载的综合电力系统能量管理问题,分析了发电机、大功率负载、脉冲负载的能量管理策略,在PSCAD平台上建立了典型含脉冲负载的综合电力系统模型,并结合测试工况详细分析了采用能量管理策略前后,船舶电网中主要设备的电压、电流、频率、转速、功率变化,结果表明,采用能量管理策略后能够合理控制船舶电网的稳定性,对于含脉冲负载的船舶电网设计具有借鉴意义。

基于PSCAD的变速恒频风力发电机组动态模型构建及应用分析

为了实现对风力发电机组状态的动态化监测,提高风电机组整体运行的安全性与高效性,基于PSCAD技术提出了一种变速恒频风力发电机组动态模型的构建方法与应用策略。根据变速恒频风力发电机组的基础构成,分析变速恒频风力发电机组的运行特征,引入PSCAD技术,构建变速恒频风力发电机组的机侧变流器、风力机组控制系统的动态模型。结果显示,对于随机的1组变速恒频风力发电机历史运行数据,在电机转速不断变化的条件下,构建模型输出的发电机定子电压波形与电网电压A相的波形基本一致,保证了定子输出频率不变,符合变速恒频的核心特征,具有可行性与精准性,为风力发电机组的综合调控奠定了可靠的基础。

海上风电单芯海缆接地环流影响因素分析

单芯海缆在生产、施工方面相对于三芯海缆更具优势,但是其接地环流异常引起的海缆故障频繁发生。单芯海缆接地环流运行机理及检测策略有待深入研究。建立了基于阻抗矩阵的单芯海缆数学模型,揭示了铠装电阻率、铠装层相对磁导率、接地电阻、短路电阻等因素对阻抗矩阵内参数和接地环流的影响规律。结合实际工程案例分析了海缆接地环流分配不均的机理,为海缆的运行状态评估及检修提供了参考依据。

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.

基于PSCAD的输电线路防雷设计优化

某风电场新建线路的防雷性能评估仅考虑反击跳闸率不足以满足实际工程需求,因此在考虑反击跳闸率的基础上,增加绕击跳闸率及综合跳闸率的评判标准,此外针对避雷器的选型也作出了理论判断。采用PSCAD软件对输电线路进行模拟仿真,计算绕击与综合跳闸率,并根据风险等级的不同,采取差异化改造,对比优化前后结果。

基于PSCAD超级电容储能容量优化设计

本文首先对超级电容储能系统的基本工作原理以及充放电特性做了分析,之后利用能量约束法和功率约束法对超级电容储能系统进行了合理的设计,使其容量得以优化。最后由变流器VSC电路,双向DC-DC变换器及超级电容器组建立超级电容储能系统的主电路模型。其主电路中通过变流器VSC可以实现交直流的转换和功率恒定;而双向DC-DC变换器的一般工作过程,是在Buck(降压斩波器)和Boost(升压斩波器)两种模式下完成的。并在此基础上对主电路优化后的控制策略和参数进行设计。

基于修正J-A模型和改进遗传算法的变压器建模方法

变压器直流偏磁会导致铁心半周饱和,可能导致高压直流输电系统中谐波不稳定现象发生。为实现对直流偏磁条件下变压器运行工况的精确模拟,基于能量守恒式及Langevin方程对原Jiles-Atherton(J-A)模型进行修正;进一步提出了适用于修正J-A模型参数辨识的改进遗传算法,提高了传统遗传算法的全局搜索精度和收敛速度。在PSCAD/EMTDC中基于修正J-A模型搭建了非线性磁滞电感,在此基础上建立变压器仿真模型;基于等比缩小的变压器实物进行直流偏磁实验,将励磁电流仿真波形与实验波形进行对比。结果表明:修正的J-A模型物理意义更加明确,改进遗传算法具有更高的精度和更快的收敛速度,所建变压器模型与实验结果吻合度很高,验证了所提建模方法的准确性。

基于可控移相器合环装置的配电网建模与仿真研究

随着产业升级和人民生活水平的不断提高,电力用户对供电可靠性要求越来越高,配电网合环不停电转供成为研究热点。但随着负荷的增加,电网在实际运行中较难满足合环条件,有必要研究新的合环控制装置技术。提出了一种基于可控移相器(Thyristor Controlled Phase Shifting Transformer,TCPST)的灵活控制装置,能满足合环线路两侧电压幅值、相位差较大时的合环转供需求。首先分析了可控移相器合环控制装置的拓扑的结构和工作原理。在此基础上,推导了幅相可控移相器的数学模型。最后基于10 kV配电网合环应用场景,在PSCAD环境中进行了仿真,验证了所提出的可控移相器合环控制装置的正确性和有效性。

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。

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。