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/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。

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仿真平台的±800kV特高压直流输电工程建模及仿真

基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,根据±800 k V特高压直流系统的典型参数,搭建±800 k V特高压直流系统的交流系统、换流变压器、换流阀、交直流滤波器、平波电抗器和直流线路等一次侧电气元件模型;参照CIGRE HVDC标准控制系统并进行修改,建立特高压直流输电系统控制系统的仿真模型。利用该仿真系统对其完整双极全压运行的稳态潮流进行了仿真,并与实际的工程实践相对比。结果表明,该仿真模型能很好地模拟±800 k V特高压直流系统,具有很好的可信性,已成功用于特高压直流工程相关的科研项目,可以为一般的工程人员以及高校的研究人员如何从CIGRE HVDC模型建模成为±800 k V特高压直流输电系统模型提供借鉴的思路。

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。

基于EMTDC/Pscad的同步电机建模仿真研究

以通用的同步电机派克方程为研究对象,对在EMTDC/Pscad中编制电机模型子程序及其与主程序接口问题开展研究。采用隐式梯形迭代算法对电机模型进行处理,利用Fortran语言完成电机子程序的编制。重点对仿真软件中电机模型的离散算法处理和模型的接口方式开展仿真验证,提出了采用不解耦的数值算法在EMTDC/Pscad电磁暂态计算软件中实现电机建模的方法。通过与软件自带模型库模型的比对,证明了建模方法的正确性及应用于多相同步电机仿真建模的可行性。

PSCAD/EMTDC环境下双馈风力发电机组的建模与仿真

介绍了一种在PSCAD/EMTDC环境中建立双馈风电机组模型以用于电磁暂态分析的方法。分析了风力机风速与输出转矩的关系,建立了机侧换流器的定子磁链定向矢量控制模型、网侧换流器的电网电压定向矢量控制模型,并考虑了低电压穿越控制策略。最后在PSCAD/EMTDC环境中建立了双馈风电机组的模型,仿真验证了建模方法的有效性和正确性。仿真结果表明,在PSCAD/EMTDC环境中,双馈风机建模方法能够准确地描述风电机组的电磁暂态特性。

基于PSCAD/EMTDC的高压直流输电继电保护建模与仿真

目前直流输电工程中运行的继电保护装置对运行人员而言往往只是个黑盒子,当系统发生故障时,只能给出保护的动作结果,这对于故障分析、保护配置与整定等十分不利。选取合适的仿真平台建立直流保护系统的模型,以定量查看保护内部动作过程,分析保护的动作特性,具有重要意义。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了高压直流输电继电保护系统的模型和仿真环境,通过读入现场故障录波数据,再现故障过程和保护动作过程。最后结合一起实际直流保护误动作事故进行了仿真分析,为保护算法的改进提供了依据。

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。

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。

基于pscad变桨距风力发电系统的建模仿真

首先从风力发电的数学建模说起。应用PSCAD/EMTDC软件,以风机各部分数学模型为基础搭建了变桨距风力发电系统模型。分别在恒定风速叠加阵风、随机风情况下,仿真变桨距风力发电机组的输出有功和无功以及发电机转速的变化。仿真结果表明变桨距风电机组具有良好的运行特性,为今后的建模和仿真研究提供一定的借鉴。

基于PSCAD的城市轨道交通牵引供电系统建模与仿真研究

阐述了城市配电网中轨道交通牵引供电系统建模与仿真技术研究的研究背景和意义,然后基于PSCAD软件,从配电系统侧(外部电源)、主变电所、环网电缆、牵引变电所、牵引负荷、牵引接触网、回流钢轨、滤波器等8个方面初步构建了一个城市轨道交通牵引供电系统仿真模型。最后从内电感、外电感以及总电感三个指标出发,研究了一种牵引线路电感的计算方法。

基于PSCAD的三相永磁同步推进电机建模

为了在电磁暂态仿真软件PSCAD中对三相永磁推进电机进行仿真分析,针对PSCAD自带模型不含转子运动方程的不足,采用隐式梯形法在PSCAD中建立三相永磁同步推进电机的仿真模型,通过与自带模型对比仿真,验证所建模型的正确性,在此基础上对采用脉宽调制变频调速的永磁推进系统动态调速过程进行了仿真分析,为永磁推进深入研究及后续多相永磁电机建模奠定了基础。

高速铁路牵引供电系统电磁暂态建模及行波特性分析

针对高速铁路牵引供电系统中牵引网多导线耦合结构复杂,造成故障定位时电磁暂态难以分析的问题,采用PSCAD/EMTDC仿真软件实现牵引供电系统的电磁暂态建模并对其行波特性展开分析.根据实际参数搭建全并联AT牵引供电系统,重点建立牵引网的精细化模型,对上、下行牵引网10余条导体进行耦合建模,通过实测故障数据分别对金属性、高阻接地2种典型故障下的模型进行验证.同时考虑馈电线长度、过渡电阻值、故障位置与雷击电流4种因素对故障行波畸变程度的影响并进行仿真分析.研究结果表明:牵引网故障行波的暂态波动不受馈电线长度因素的干扰,但过渡电阻值、故障位置以及雷击电流的变化对故障行波传播时的衰减与畸变程度有较为明显的影响.本文研究的故障行波特性可为后续提高牵引网故障定位算法的准确性提供参考.

基于PSCAD的有源电力滤波器建模仿真研究

在对有源电力滤波器(APF)的结构和运行特性进行分析的基础上,利用电磁暂态仿真软件PSCAD对APF系统的运行过程进行了仿真,建立了系统的仿真模型,设计了基于瞬时无功功率理论的控制系统,给出了在负荷电流突变等情况下APF的动态响应曲线。仿真结果表明,APF在电网谐波抑制和无功补偿方面具有优良特性,同时也验证了本文所建模型的正确性和控制系统的可行性。

应用于直驱式风电机组的“背靠背”变流器等值建模

风力发电在电力系统中所占比例日渐增大。时,建立准确的风电机组变流器等值模型是研究大规模风电接入电力系统的基础。本文针对我国应用比较广泛的直驱式风力发电机组,对风机部分、暂态时间尺度下机侧变流器、IGBT、SVPWM等复杂的电力电子元件制波过程进行简化,结合D-PSMG功率转化模型,在PSCAD电磁暂态仿真软件中搭建以“背靠背”变流器暂态等值模型为骨干的风力发电机组暂态等效模型。并将等值模型接入IEEE三机九节点系统中进行验证。

基于黑启动孤网运行的水电机组建模

为了满足内蒙古电网黑启动试验仿真计算的要求,需要建立考虑黑启动孤网频率控制的水电机组模型。首先,使用PSCAD软件自定义搭建了万家寨水电机组模型,利用PSD-BPA软件验证了模型传递函数的正确性。然后,对调速器孤网模式控制参数进行了仿真优化。最后,基于实际机组甩负荷试验数据对水轮机模型进行了改进。基于上述模型对甩负荷试验进行了仿真反演,仿真结果与录波数据吻合度较高,证明了万家寨水电机组建模的准确性。

配电线路使用PSCAD电缆模型建模

以一条全电缆正常运行的10 kV配电线路为例,利用电力系统计算机辅助设计和电磁暂态模拟程序软件(power system computer aided design and electric magnetic transient in DC system,PSCAD/EMTDC)的PI型等值电路和Bergeron模型这两种等效模型来建模,用瞬时负荷值计算当时的电流值,与当时系统的实际值进行比较来说明这两种电缆模型的应用和优缺点。

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。