基于PSCAD/EMTP的Scott变压器在牵引供电系统中的仿真研究

本文在AT牵引供电方式下对scott接线变压器进行建模与仿真研究,提出Scott变压器正常运行与端口处故障的等效模型,并将scott变压器与自耦变压器相结合,形成AT供电方式的牵引供电系统模型,利用PSCAD软件进行仿真。通过本文的建模仿真,为AT牵引供电系统的建模与牵引网的建模奠定基础。

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ATP-EMTP的海上风电送出海缆工频过电压仿真分析

海底长电缆线路的充电电容较高,在不同的运行工况下会产生较严重的过电压,而在高抗退出运行情况下,陆上架空送出线路故障产生的过电压会传送至海底电缆。结合工程实际,基于ATPEMTP软件对某海上风电场220 kV送出海缆及架空线路进行建模,对不同运行工况下送出海缆工频过电压、送出架空线路短路故障及断线故障时的海缆工频过电压进行仿真计算,结果表明,合理的高抗配置方案可有效降低海上风电送出海缆的工频过电压水平。

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。

基于EMTP的三芯海底电缆线路序参数的计算与分析

三芯海底电缆线路常用于海上风电的送出。在相关的规划设计和仿真分析中,三芯海底电缆线路的序参数是基础之一。基于电磁暂态仿真程序EMTP,以1条截面为3×500 mm^(2)的220 kV海底电缆线路为例,对三芯海底电缆线路的序参数进行了计算与分析。文章计算了半导电聚乙烯护套的径向电阻,讨论了金属护套的处理方式。推导了三芯海底电缆线路单位长度的正序和零序阻抗、金属护套和铠装电流的计算式。研究了钢丝铠装的磁导率对三芯海底电缆线路电流分布及序参数的影响。此外,还分析了不同接地情况下光纤单元的铠装对三芯海底电缆线路序参数的影响。研究表明,三芯海底电缆线路的零序电阻远大于正序电阻,甚至可能大于零序电抗;当等值的相对磁导率μr在一定的范围内,可能出现零序电抗小于正序电抗的情况。文章将仿真与实测结果进行了对比。结果表明:选择适当的钢丝铠装磁导率,可以得到合理的计算结果。

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ATP-EMTP的高海拔地区某110 kV线路雷击故障分析

某高海拔山区110 kV线路在经受大幅值雷电流侵入时发生三相短路故障,经现场勘查确认故障杆塔及环境状况,结合雷电监测系统中记录的雷电流幅值等故障监测数据以及历史运行数据,对雷击故障原因及线路防雷水平进行综合分析和评估。运用ATP—EMTP仿真软件构建故障杆塔模型,逐步调整雷电流幅值计算反击耐雷水平,结果表明此次故障为大幅值雷电流反击导致。最后分别对改善接地电阻、提高绝缘水平、增设避雷器等防雷措施效果进行仿真分析。并结合线路运行实况,选择合理的防治措施,从而提高线路的防雷水平。

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ATP-EMTP的风电机组雷击暂态特性与防雷研究

基于ATP-EMTP(Alternative Transients Program-Electromagnetic Transients Program)电磁暂态软件,对风电机组的雷击暂态特性进行了研究,并提出了相应的防雷措施选择。具体操作步骤:首先通过建立风电机组模型,模拟了雷击过程中的暂态电流和电压变化;其次对风电机组的雷击暂态特性进行了深入研究,包括桨叶、塔筒、接地系统雷击暂态特性等;最后结合实际情况和仿真结果,分别针对风电机组组成制定具体的防雷措施。

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ATP-EMTP的变电站雷电过电压研究分析

在现有的防雷措施下,雷电依旧是威胁我国电网稳定性的重要原因之一。同时,由雷电引起的过电压波能够侵入变电站,进而威胁到变电站设备的安全运行。500kV变电站是我国电网的重要枢纽,如果雷击主要的电气设备,将对设备造成不同程度的损坏。因此,有必要对变电站的雷电侵入波过电压进行研究。本文以一个500kV的变电站为例,将变电站和进线段作为整体,利用ATP-EMTP软件对变电站进行雷电模拟仿真。通过模拟不同运行方式下雷电过电压的情况,并对影响雷电过电压的因素进行分析,结果表明,雷电反击产生的过电压水平远高于设备绝缘水平,当变电站运行方式为单变单母单线时,变电站设备上过电压最为严重。杆塔的接地电阻值对雷电过电压影响最为敏感。

基于ATP-EMTP的10kV配电网架空绝缘导线防雷技术研究

针对现有防雷技术雷击绝缘导线的感应过电压幅值过大、绝缘子雷击闪络率较高的问题,研究了一种基于ATP-EMTP的10 kV配电网架空绝缘导线防雷技术。首先,确定雷击点,计算架空绝缘导线的静电感应雷过电压最大幅值,并结合实际情况对过电压结果进行修正。其次,结合具体的防雷措施,建立ATP-EMTP杆塔等效模型,使用电压控制开关模拟绝缘子的闪络特性,并分析雷击的闪络特性。再次,计算雷电流作用下各节点的电压和直击雷作用下线路的雷击闪络率。最后,加入避雷线保护,使避雷线与导线发生耦合,计算导线过电压幅值,并在电压幅值变小时完成防雷保护。结果表明,当导线高度增加时,雷击绝缘导线的感应过电压幅值为420.12~460.10 kV;每个小组的绝缘子雷击闪络率均保持在30%以下,满足预期要求,线路耐雷水平显著提升。

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ATP-EMTP的大型电力系统暂态稳定仿真

提出采用电磁暂态仿真软件EMTP的ATP版本作为大规模电力系统的暂态稳定仿真工具,用以解决机电暂态仿真程序所不能仿真的电力电子的快速暂态过程、非线性元件模型和系统不对称运行。通过对固定串补不同模型的分析,说明采用ATP-EMTP进行暂态稳定计算的必要性。通过对江苏苏北电网的ATP-EMTP和电力系统分析综合程序(PSASP)的潮流和暂态稳定的对比试验,验证了用ATP-EMTP进行大规模电力系统暂态稳定仿真的可行性。

基于EMTP的地网暂态计算模型

作为变电站电磁环境评估的重要内容 ,提出了考虑导体间互导纳及土壤电容效应的地网暂态计算不等电位模型和相应的基于EMTP的计算方法 ,使计算速度提高。不同地网仿真计算及与CDEGS比较的结果显示 ,对于工频短路或雷击变电站的情况 ,该模型满足工程要求。该方法应用于变电站地网模拟计算中 ,可快速准确地进行地网设计工作 。

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。