Simulation Model of Shipboard Low Voltage Molded Case Circuit Breaker Based on PSCAD/EMTDC

A simulation model of shipboard low voltage molded case circuit breaker (MCCB) is developed based on power system simulation software PSCAD/EMTDC. The motion characteristic of the magnetic instantaneous acting trip based on electromagnetic characteristic analysis and Cassie arc model are applied into the simulation model to describe the dynamic behavior of the MCCB during short-circuit protection. The results of short-circuit interruption experiments verify the simulation model. It demonstrates that the simulation model has good prospect in optimizing the design and protection performance of MCCB.

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。

从BPA到EMTDC的动态模型转换

电磁暂态分析对现代电力系统的作用已日益显著,而各个电网的数据大多是稳定分析格式的,构建从稳定数据到电磁暂态数据的转换平台显得尤为重要。本文首先介绍了从BPA到EMTDC的潮流转换原理,给出潮流转换不一致时的解决方法。在此基础上阐述了发电机模型转换方法,给出了励磁模型、PSS模型、调速器模型和原动机模型的对照关系。通过两区域四机系统仿真,验证了从BPA到EMT-DC的动态模型转换的有效性。

基于PSCAD/EMTDC的电气化铁路接入电网的电能质量评估方法

目前电气化铁路接入电网对电能质量影响的建模过程复杂,仿真场景不够全面,针对这一现状,本文提出一种基于PSCAD/EMTDC的电气化铁路接入电网的电能质量评估方法。首先,本文提出一种基于PSCAD/EMTDC的电气化铁路接入电网的仿真模型,其中包含以负荷+谐波源方式表征电力机车的功率特性和谐波特性的等效电力机车模型,该模型以机车出厂测试报告或实测数据为依据,达到简化建模过程的目的;其次,为了使分析过程更全面,提出了结合电力机车的车型、工况、数量组合三个维度的仿真场景设置方案;最后,以深茂铁路为例,对广东省某牵引站带不同电力机车场景进行详细的电能质量评估,有效分析了电气化铁路接入对电网电能质量的影响。

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。

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。

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的并网型风电机组动态仿真

应用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对含风电的电网建模以及风速突然变化和电网发生短路故障情况进行了仿真分析,仿真结果表明并网运行的变速风力发电机组具有良好的运行特性,对电网也可以起到一定的稳压和无功调节的作用。

基于EMTDC的HVDC极控制的建模与仿真

为了配合高压直流输电系统在我国的发展,介绍了高压直流输电极控制系统的基本结构和工作原理,运用PSCAD/EMTDC仿真软件对极控系统中的最主要功能,如定电流控制、定电压控制、定熄弧角控制以及限幅环节进行了数字建模,并应用于Cigre的HVDC标准测试系统,对4种工况进行仿真计算,仿真结果表明该极控系统具有良好的跟踪设定参考值变化的能力;当交、直流系统发生故障时,控制系统调节快速,能迅速抑制故障,并使故障恢复后直流输电系统能平稳过渡到稳定工况,说明所建仿真模型的正确性。

EMTDC异步电动机模型及起动过程仿真

详细介绍了EMTDC中三相异步电动机模型 ,尤其是机械部分模型 ,给出了机械部分与电气部分的接口以及暂态求解过程。基于EMTDC对正常情况、定子匝间短路及转子断条故障时的起动转速—转矩关系进行了仿真研究 ,得出了仿真曲线 。

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的空间矢量PWM仿真研究

在分析了空间矢量PWM(SVPWM)基本原理的基础上,基于PSCAD/EMTDC软件,对SVPWM的控制策略进行仿真,并对PSCAD/EMTDC及其主程序执行流程进行了详细介绍。仿真结果验证了SVPWM控制策略的合理性。

基于EMTDC的异步电动机内部故障建模及仿真研究

基于异步电动机内部故障时相应参数发生变化的事实 ,建立了电动机故障类型、程度与电动机参数变化之间的定量关系 ,提出了一种电动机内部故障建模方法 ,并利用电磁暂态仿真软件EMTDC进行了仿真验证。依据电动机定、转子内部故障的特征频率分量 ,将仿真结果与电动机实验数据进行了比较 ,证明该模型是正确的。本文工作将EMTDC的电动机分析模型由常规故障扩展到内部故障 ,扩展了其应用功能及范围 ,从而使得内部故障的研究可以细化到每一匝、每根导条 。

基于详细控制保护模型的黑河直流系统EMTDC仿真

基于完全自主开发的等价实时仿真平台,对黑河背靠背直流工程现场控制保护功能进行了系统仿真。该系统仿真中控制原理模型与现场工程完全相同,通过50%电流阶跃响应41ms结果表明控制性能满足规范要求;保护原理模型完全采用现场工程逻辑和配置,通过阀丢脉冲故障验证了换相失败保护作为后备保护600ms动作的准确性。该软件系统为黑河直流工程设计和事故分析提供了有效工具。

PSCAD/EMTDC在分布式发电仿真中的应用

PSCAD/EMTDC是专门用于电力系统电磁暂态仿真的软件,在世界范围内得到了广泛的应用。随着以太阳能、风能为主的可再生能源的应用,分布式发电技术得到了越来越多的关注。本文以太阳能光伏并网发电系统为例,详细阐述了在PSCAD/EMTDC中分布式发电系统建模仿真的步骤与方法,这可为电气工程类的仿真教学提供参考。

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。

基于PSCAD/EMTDC的雷电流仿真模型研究

做好雷电流数学模型的分析与仿真,对雷电的研究与防护具有重要意义。在简述雷电放电过程及雷电流参数的基础上,本文介绍了几种常见的雷电流模型(双指数函数、Hei-dler函数和脉冲函数模型),并实现其PSCAD/EMTDC建模仿真分析。

基于PSCAD/EMTDC的HVDC换流器触发控制建模仿真

为准确分析高压直流输电(HVDC)的动态行为,针对PSCAD/EMTDC软件自带的换流器元件全封装导致仿真灵活性降低的问题,搭建了较详细的换流器触发控制模型。以自定义元件为基础,实现了目前工程广泛采用的等相位间隔触发控制。仿真分析了控制环节的响应特性,并将触发控制模型引入HVDC系统模型,对比仿真结果与工程实际录波,验证了所建模型的准确性。

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。