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。

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.

Research on the Model of Electric Vehicle Charging Device Based on PSCAD

The following article has been retracted due to improper duplication. The Editorial Board takes a very strong respect to the author’s situation on this matter. This paper published in Energy and Power Engineering?Vol.5 No.4B, November 20, 2013, has been removed from this site.

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。

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。

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。

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的双馈式风力发电系统柔性并网研究

双馈式风电机组已成为风电领域应用最为广泛的一种主流机型。推导了双馈电机在发电机惯例下的动态数学模型,用内模控制实现双馈电机转子电流内环和转速外环的控制,提出了基于内模控制的柔性并网运行控制策略,应用PSCAD/EMTDC建立了完备的2 MW并网运行双馈式风力发电系统仿真模型,对风速突变时系统柔性并网响应特性进行了细致的仿真研究。研究结果表明,建立的双馈式风电系统模型控制性能和动态响应速度均较好,提出的控制策略能快速地控制发电机的定子电压满足并网条件。通过风速突变工况仿真模拟可以看出,该系统实现了双馈式风电系统在变风速条件下的柔性并网。仿真结果与理论分析相一致,验证了仿真模型的正确性。

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。

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的微型燃气轮机并网与孤岛运行分析

微型燃气轮机发电(Microturbine Generation,MTG)是微网中一种具有广泛应用前景的分布式发电技术。本文详细介绍了单轴微型燃气轮机发电系统的动态数学模型,并对其在微网中的运行与控制进行研究。本文采用PSCAD/EMTDC仿真软件,对微型燃气轮机发电系统的并网和孤岛运行方式进行仿真,在此基础上研究不同运行方式下的逆变器控制策略以及孤岛运行方式下的负荷跟踪能力。仿真实验结果验证了微型燃气轮机能够根据微网的运行需要灵活的调整控制方式,具有很好的运行特性。

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。

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。

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的电动汽车充电装置建模研究及谐波分析

随着能源和环境问题的日益突出,电动汽车以其环保、清洁、节能等优点,已成为未来新能源汽车的主要发展方向。电动汽车的发展和普及离不开充电站的建设,而充电站中的充电机为非线性设备,会对电网产生谐波污染。分析了电动汽车充电装置的组成和工作原理,结合其性能特点和影响因素,设计了电动汽车充电装置的实现方案,在电力系统分析中的专业仿真工具(PSCAD)中搭建了电动汽车充电机电路,并对构建的充电装置模型进行谐波分析,提出了抑制谐波的方案。