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。

风电场并网系统操作过电压仿真研究

操作过电压是风电场并网系统安全稳定运行的关键指标,而目前针对考虑新能源运行特性的操作过电压研究还较少。本文结合风电机组的控制保护策略,对风电场合空线、无故障甩负荷、单相接地甩负荷等场景下的操作过电压进行了分析,为风电场的运行安全提供了技术参考。

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。

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EMTP和MATLAB的继电保护仿真系统

针对微机保护实验存在工作过程无法被实验者直接观测的问题,建立了基于EMTP和MATLAB继电保护仿真系统。该系统采用EMTP故障仿真的结果作为实验数据。利用MATLAB中的图形用户界面设计功能(GUI)建立仿真系统的界面,并且通过设置控件的属性及编制M文件来实现微机保护的功能。最后经过编译形成可执行文件。该仿真系统具有可视性、灵活性及可控性等优点,有利于完成微机保护实验。

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/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。

基于PSCAD/EMTDC的电网GIC影响仿真分析

地磁暴在电网中产生的地磁感应电流影响电力系统运行 ,研究地磁感应电流在电网中的分布、大小及影响等问题有重要意义。在提出了研究我国电网地磁感应电流影响问题必要性的基础上 ,给出了基于平面波理论的地表面势的算法 ,以及用 PSCAD/EMTDC软件分析电网地磁感应电流影响的思路 ,并对仿真分析中的仿真条件、理论依据、注意事项等问题进行了讨论 ,最后给出了仿真实例的分析结果。实例分析表明 ,我国电网的地磁感应电流问题是有必要深入研究的课题 。

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EMTP/ATP的变压器建模及仿真

变压器是电力系统中的重要元件。基于EMTP/ATP建立了用于励磁涌流分析的变压器暂态仿真计算模型,该模型将非线性电感元件Type—96接在线性变压器元件BCTRAN低压侧节点,考虑了铁心的饱和磁滞特性以及铁心和绕组的结构型式。在此基础上搭建了胜利油田35 kV降压站空投变压器的EMTP仿真测试系统模型,通过设定开关元件的通断时刻来模拟合闸角度及剩磁的影响,通过TACS积分元件来求解主磁链,而后基于所建立的模型进行了仿真试验,并运用离散傅里叶算法(DFT)对涌流中的谐波成分进行了分析。仿真计算结果表明:该变压器仿真计算模型能够较好地应用于对实际系统的分析和研究,为现场工程师进行差动保护的设计整定提供指导和借鉴。文中的模型和方法可以对更为复杂的变压器瞬变过程以及TA的传变特性进行分析,亦可对不同的保护算法进行测试、评估和优化。

基于PSCAD的光伏电站仿真与分析

在分析光伏发电原理与光伏电池数学模型的基础上,对由若干光伏阵列组成的大型光伏电站进行PSCAD仿真建模,并分析其运行特性。采用恒电压跟踪方法并利用不同温度下的测量制表值共同实现大规模光伏阵列的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT),并设计了相应的并网逆变器控制策略。最后,对大型光伏电站在正常运行以及站内/外发生三相短路故障的情况进行仿真分析。

图形化电磁暂态仿真软件EMTP-RV及其应用

为在电力行业中推广基于Windows平台的新一代图形化电磁暂态仿真工具EMTP-RV(Restructured Version),以便能高效研究电力系统及装置的动态行为,详细说明了该软件包的3个组成部分:EMTP-RV核心计算引擎、EMTP Works图形化编辑界面和ScopeView可视化数据处理程序;描述了其主要元器件模型的基本功能;通过对1台35kV、100MVA静止无功补偿器(SVC)三相阀组动态开关过程的建模和仿真,演示了EMTP-RV的友好界面和强大功能。结果表明,EMTP-RV有效简化了电力系统中暂态过程的研究工作,为复杂电力系统的仿真提供了有力支持。