关于使用pscad中abc-dq0以及锁相环模块方法
PSCAD详细使用教程(中文)
前言电力系统是非常复杂的。
其数学表达式的定义比航天飞行器及行星运动轨迹的定义更要错综复杂和具有挑战性。
比起计算机.家电和包括工业生产过程在内的一些大型复杂机器，电力系统是世界上最大的机器。
EMTDC是具有复杂电力电子、控制器及非线性网络建模能力的电网的模拟分析程序。
对于一个好的技术人员来说它是一个很好的工具。
当在PSCAD的图形用户界面下运行时，PSCAD/EMTDC结合成的强大功能，使复杂的部分电力系统可视化。
从20世纪70年代中期起，EMTDC就成了一种暂态模拟工具。
它的原始灵感来源于赫曼.多摩博士1969年4月发表于电力系统学报上的IEEE论文。
来自世界各地的用户需求促成它现在的发展。
20世纪70年代暂态仿真发生了巨大的变化。
早期版本的EMTDC在曼尼托巴水电站的IBM 打孔计算机上运行。
每天只有一两个问题可以被提交并运行，与今天取得的成就相比等编码和程序开发相当缓慢。
随着计算机的发展，功能强大的文件处理系统可被用在文本编辑等。
今天，功能强大的个人计算机已可以更深入细致的进行仿真，这是二十年前所不能想到的。
用户要求EMTDC仿真的效率和简便。
所以曼尼托巴高压直流输电研究所开发了PSCAD图形用户界面以方便EMTDC仿真的研究。
PSCAD/EMTDC在20世纪90年代最初创立并使用在unix工作站。
不久，作为电力系统和电力电子控制器的模拟器，它取得了极大的成功。
PSCAD 也成为了RTDS-时实数字仿真或混合数字仿真的图形用户界面。
Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了EMTDC的初版，是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD是其用户界面，PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。
可模拟任意大小的交直流系统。
操作环境为：UNIX OS, Windows95, 98, NT；Fortran 编辑器；浏览器和TCP/IP协议。
PSCAD电力电子仿真讲义
PSCAD电力电子仿真讲义谭甜源武汉大学电气工程学院2012年6月目录第一部分：电力电子基本模块及其功能 (1)1.电力电子器件（Power Electronic Switch） (1)1.1二极管（Diode） (1)1.2晶闸管（Thyristor） (2)1.3 Transistor/GTO/IGBT (3)2.插值触发脉冲发生器 (3)2.1插值和器件动作（Interpolation and Switching） (3)2.2插值点的触发脉冲（Interpolated Firing Pulses） (7)3.控制系统的搭建（电力电子装置常用控制模块） (7)3.1 锁相环（Three-Phase PI-Controlled Phase Locked Loop） (7)3.2 静止坐标系和旋转坐标系变换（abc to dq0 Transformation） (8)3.3 PI控制器 (9)3.4 传递函数 (9)3.5 载波调制PWM算法 (10)3.6 采样和保持模块 (11)3.7 滤波器 (12)3.8 逻辑控制 (12)3.9 FFT变换器 (13)4.自定义元件或模块的应用（Creating a New Coponent or Module） (13)4.1使用元件向导（Using the Component Wizard） (13)5.与MATLAB的仿真接口 (17)第二部分：PSCAD自带例程中有关电力电子部分的讲解 (25)1.Power Electronics（常见电力电子装置） (25)1.1 Single-Phase Thyristor Half-Wave Rectifier（单相半波半控整流电路） (25)1.2 Single-Phase GTO Half-Wave Rectifier（单相半波全控整流电路） (25)1.3 Phase Controlled AC Switch（相控交流开关电路） (25)2.APF（有源电力滤波器） (25)2.1 6-Pulse Bridge（6脉波桥）（常用非线性负载） (25)2.2 并联型有源电力滤波器（Shunt APF） (26)2.3 串联型有源电力滤波器（Series APF） (28)第三部分：典型应用案例介绍 (29)1.仿真模拟连续控制系统（采用滞环电流跟踪控制法的APF） (29)2.仿真离散数字控制系统（采用三角波比较法的APF） (29)附录A：其它常用相关模块及其功能介绍 (31)A.1 电力电子仿真常用元件模块 (31)A.1.1金属氧化物浪涌避雷器（Metal Oxide Surge Arrestor） (31)A.1.2电感（Inductor） (31)A.1.3电压表（Voltmeters） (31)A.1.4实常数（Real Constant） (31)A.1.5电流表，安培表（Current Meter，Ammeter） (31)A.1.6时间信号变量（Time Signal Variable） (32)A.1.7节点环（Node Loop）（Three Phase Electrical Node） (32)A.1.8三相两绕组变压器（3-Phase 2-Winding Transformer） (32)A.1.9接地（Ground） (33)A.1.10单输入比较器（Single Input Comparator） (33)A.2 电力电子装置（TSC、HVDC）： (33)A.2.1 Static VAR Compensator（静止无功补偿器） (33)A.2.2 Generic Current Control（通用的电流控制）－直流输电仿真 (34)A.2.3 Generic Gamma Control（通用的gamma控制）－直流输电仿真 (35)A.2.4 Voltage Dependent Current Limits（依赖于电流限制的电压） (36)A.2.5 Minimum Gamma Measurement（gamma的最小测量值） (36)A.2.6 CCCM Controller for Rectifier（整流器的联合协调控制器） (37)A.2.7 CCCM Contoller for Inverter（逆变器的联合协调控制器） (37)A.2.8 Effective Gamma Measurement（有效的gamma测量值） (39)A.2.9 Apparent Gamma Measurement（视在gamma的测量） (39)A.2.10 Thyristor Switched Capacitor Allocator（晶闸管投切电容器的分配） . 40A.2.11 TSC/TCR Non-Linear Susceptance Characteristic（TSC/TCR的非线性电纳特性） (40)A.2.12 TCR/TSC Capacitor Switching Logic（TCR/TSC电容投切逻辑） (41)第一部分：电力电子基本模块及其功能1.电力电子器件（Power Electronic Switch）PSCAD自带的电力电子开关模块是一个多功能模块，它可以用来模拟常见的五种电力电子器件，包括：二极管（Diode）、晶闸管（Thyristor）、晶体管（Transistor）、门极可关断晶闸管（GTO）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）。
pscad 例程使用方法
pscad 例程使用方法PSCAD是一种用于电力系统仿真和分析的软件工具，可以模拟和评估各种电力系统的性能。
本文将介绍PSCAD的使用方法，并提供一些例程供读者参考。
一、PSCAD简介PSCAD（Power System Computer Aided Design）是一种基于图形界面的电力系统仿真软件，它能够模拟各种电力系统中的电气设备和控制系统的行为。
PSCAD具有直观的用户界面和强大的仿真引擎，可以帮助工程师快速准确地分析电力系统的性能。
二、PSCAD的安装和启动1. 下载PSCAD安装程序，并双击运行安装程序。
2. 根据安装向导的指示，选择安装路径和其他选项，并完成安装过程。
3. 安装完成后，双击PSCAD图标启动软件。
三、创建新项目1. 启动PSCAD后，点击“File”菜单，选择“New Project”。
2. 在弹出的对话框中，选择项目的名称和存储路径。
3. 点击“OK”按钮，创建新项目。
四、绘制电路图1. 在新项目中，点击“Element”菜单，选择需要添加的元件，如发电机、变压器、线路等。
2. 将元件拖拽到画布上，并连接它们的端口。
3. 可以通过双击元件来设置其参数，如额定功率、电压等。
五、设置仿真参数1. 点击“Project”菜单，选择“Simulation Parameters”。
2. 在弹出的对话框中，设置仿真的时间步长、仿真时长等参数。
3. 点击“OK”按钮，保存设置。
六、运行仿真1. 点击“Simulation”菜单，选择“Start”或点击工具栏上的运行按钮。
2. 等待仿真完成后，可以查看仿真结果的波形图和数据。
七、例程使用方法下面介绍几个常见的例程，并说明它们的用途和使用方法。
1. 电压暂降分析该例程用于分析电力系统中的电压暂降情况。
通过设置发电机的额定功率和负载的变化情况，可以模拟电压暂降事件，并分析其对系统的影响。
2. 短路分析该例程用于分析电力系统中的短路事件。
pscad中提取幅值和相位模块
pscad中提取幅值和相位模块
在 PSCAD 中提取幅值和相位模块通常涉及使用信号处理和分析工具。
以下是一种可能的方法：
1. 首先，确保你的 PSCAD 软件已经打开并且你的工程文件已经加载。
2. 找到需要分析的信号或者变量。
这可能是一个电压信号、电流信号或者其他类型的信号。
3. 使用 PSCAD 中的信号处理工具来提取幅值和相位模块。
可以通过以下步骤来实现：
a. 打开信号处理工具。
这通常可以在 PSCAD 菜单栏或者工具栏中找到。
b. 在信号处理工具中，选择你想要分析的信号。
c. 一旦信号被选中，你可以找到选项来计算该信号的幅值和相位模块。
这些选项通常可以在工具的菜单或者工具栏中找到。
d. 根据你的需求，选择计算幅值和相位模块的选项。
这可能涉及到选择合适的数学函数或者工具来执行这些计算。
4. 一旦幅值和相位模块被计算出来，你可以将它们显示在PSCAD 的结果窗口中，或者将它们导出到其他文件中进行进一步的分析。
需要注意的是，具体的步骤可能会因 PSCAD 软件版本的不同而有所变化，因此在实际操作中可能需要参考软件的帮助文档或者用户手册来获取准确的步骤和指导。
希望这些信息能够帮助你在PSCAD 中提取幅值和相位模块。
PSCAD模块库功能教程(包含与matlab接口)
3. Derivative with a Time Constant（带时间常数的微分环节）
微分函数决定了信号变化的速率。但此模块有放大噪声的趋势。为了将噪声的干扰 降至最小，尤其是在计算步长小而微分时间常数大的情况下，可能需要给它加一个噪声 滤波器。
4. Lead-Lag（前导延迟环节）
本组件模拟了一个带增益的前导延迟函数，它的输出可随时由用户重置为指定的值。 最大最小输出限制内部指定。 对此函数的解法基于时间常数 T1 和T2 ，过程如下所示：
注意： 如果仿真开始点选用 snapshot， 则本组件的输出反映的是新的仿真时间。
10. Current Run Number（当前运行的编号）
本组件专用于 PSCAD 的 “Multiple Run” 特性， 给出当前运行的编号， “Multiple Run” 特性可以在工程属性窗口中旋转“可用”或“不可用”。此值可用于“Multiple Run”研 究的组件和控制系统的直接输入。此组件可以和“Total Number of Multiple Runs ”组件 一起使用。
12. Feedback Loop Selector （反馈回路选择器）
本组件用来在用户指定的位置断开控制系统的反馈回路。 如果不使用本组件， PSCAD 将自动的在最优的位置断开控制回路。
13. Data Signal Array Tap 2（数组数据信号析出 2）
本组件从与之相联的数组中抽取一个元素。 如下图所示， 本组件可以与 “Wire” 组件相连以传递数组或数据向量。
7. Data Signal Array Tap（数组数据信号析出）
本组件将与之相联的数组数据按指定范围抽出数据。如下图所示，本组件可与 “Wire ”组件相连以传递数组或数据标量：
锁相环原理及使用
数学模型：
环
环
路
路
滤
滤
波
波
有
有
源
源
滤
滤
波
波
典型的锁相频率源的频谱图，从图中可以看到在 环路带宽的附近有一个明显的峰起(Peaking)， 这是由传递函数的特性决定的。由相位噪声的分 析可知，在环内的相位噪声取决于参考晶振和鉴 相器，环外的相位噪声主要取决于VCO。
相噪＝ 各部分器件的相噪 传递函数
2、另外19款PLL
步进：25kHz，带宽1.5kHz，相位裕量：45°
3、ADF4154小数分频锁相源
fREF＝12.8MHz，带宽8kHz，相位裕量：45°
4、ADF4001参考时钟源 步进：40kHz，VC-TCXO10MHz
环路滤波器
• 在选定参考信号、鉴相器以及VCO 的前提下，那么环路滤波器的设计 对信号的指标就起着关键的作用。 本公司通用的环路滤波器为无源三 阶环，并在滤波器后加一个1μH的 电感以防止其它高频信号的串扰。 环路滤波器利用ADIsimPLL软件， 采用相位裕量设计法，只要给定环 路带宽和相位裕量就能设计环路滤 波器。环路带宽一般取1/10-1/20 fRES，相位裕量30º ,一般取 -60º 45º 。 需要说明的是，不应刻意拔高环路 滤波器的作用。环路带宽和相位裕 量只要在合理的范围之内，它是不 会影响锁定的，但是会对锁定时间、 相噪和杂散造成一定的影响。
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谢谢！欢迎提问。
锁相环原理及使用
• 锁相环(Phase Locked Loop，PLL)是一个 相位负反馈环路，它利用标准的参考信号， 通过改变分频比，从而可以方便地产生一 系列高质量的频率。
• 使用频率最高的一个词： 环路带宽
一种基于dq变换的锁相环控制方法
一种基于dq变换的锁相环控制方法题目：一种基于dq变换的锁相环控制方法介绍：锁相环（Phase Locked Loop，简称PLL）是一种常用的控制系统，用于实现信号的频率合成与同步。
随着电力系统的发展与变化，对于锁相环的要求也越来越高。
本文将介绍一种基于dq变换的锁相环控制方法，详细讨论其原理、优势和应用。
第一部分：锁相环控制方法概述1.1 锁相环的基本原理和结构1.2 现有锁相环控制方法存在的问题1.3 本文要解决的问题和目标第二部分：dq变换简介2.1 dq变换的基本原理和逆变换2.2 dq变换与锁相环控制的关系2.3 dq变换在锁相环中的应用第三部分：基于dq变换的锁相环控制方法原理3.1 dq变换提供的相位信息3.2 dq变换提供的频率信息3.3 dq变换提供的幅值信息3.4 基于dq变换的反馈控制机制第四部分：基于dq变换的锁相环控制方法实现步骤4.1 信号采样与预处理4.2 dq变换与逆变换4.3 频率同步与相位调节4.4 频率合成与输出第五部分：基于dq变换的锁相环控制方法的优势5.1 精度和稳定性提高5.2 抗干扰能力增强5.3 系统响应速度加快5.4 系统性能可调性增强第六部分：基于dq变换的锁相环控制方法的应用6.1 电力系统频率同步6.2 无线通信系统频率合成6.3 视频与音频信号同步第七部分：实验结果及分析7.1 实验平台与参数设置7.2 实验结果与性能指标7.3 实验结果的分析与讨论第八部分：总结与展望8.1 主要工作总结8.2 存在问题与改进方向8.3 未来发展趋势和应用前景本文将通过对基于dq变换的锁相环控制方法原理、步骤、优势以及应用等方面的深入讨论，揭示该方法在频率合成和同步控制方面的潜在优势和应用前景。
同时，本文还将给出实验结果和性能指标的分析，以验证该方法在实际应用中的可行性和效果。
希望本文对于锁相环控制方法的研究和应用提供有价值的思路和参考。
PSCAD中保护元件的介绍
1.Current Transformer (CT) - JA Model（CT－JA模型）本组件基于Jiles-Aherton的铁磁磁滞理论模拟了电流互感器（CT）。
基于磁性材料的物理特性，给出了饱和效应以及磁滞剩磁和最小磁滞回线等信息。
被测量电流作为输入（kA），输出是继电设备所用的二次电流（Amps）。
2.Current Transformer - Lucas Model（CT－Lucas模型）本组件模拟了其负载（继电设备）为感性的电流互感器。
被测量电流作为输入（kA），输出是继电设备所用的二次电流（Amps）。
3.Two CT Differential Configuration - JA Model（双CT差分结构—JA模型）本组件模拟了差动保护中并联运行的两只电流互感器。
模型基于Jiles-Aherton的铁磁磁滞理论。
基于磁性材料的物理特性，给出了饱和效应以及磁滞剩磁和最小磁滞回线等信息。
被测量的一次侧线电流作为输入（kA），模型计算出流过CT线圈的二次侧电流（Amps）。
流经继电设备的电流是其内部输出变量。
4.Coupled Capacitor Voltage Transformer (CCVT)（带耦合电容的电压互感器）CCVT本组件模拟了相互作用的耦合式电压互感器（VT）。
模型的输入是电容两端的电压，Vp（测量自系统的电压）、C1和C2。
输出是变换后的电压VS（Volts）。
CCVT电路模型的结构如下所示：5.Potential Transformer (PT/VT)（PT—Lucas模型）本组件模拟了相互作用的耦合式电压互感器。
输入是测量的系统电压Vp（kV）。
输出是变换后的电压Vs（Volts）。
PT/VT的电路结构如下所示：6. Block Average Phase Comparator Relay （块均值比相继电器）本组件计算如下值：()V I Z V -如果由V 和I 所描述的阻抗在保护区外，则此值为负。
基于dq变换的三相软件锁相环设计
基于dq变换的三相软件锁相环设计一、概述在电力系统中，三相软件锁相环（PLL）扮演着至关重要的角色，它能够实现对电网电压、电流等信号的相位和频率的精确跟踪。
随着电力电子技术的不断发展，对三相软件锁相环的性能要求也越来越高。
基于dq变换的三相软件锁相环设计，以其独特的优势，在电力系统中得到了广泛的应用。
dq变换，也称为Park变换，是一种将三相静止坐标系下的电量转换为两相旋转坐标系下的电量的方法。
通过dq变换，我们可以将三相交流信号转化为直流信号，从而简化了信号处理的复杂度。
在三相软件锁相环中，dq变换的应用使得对电网信号的相位和频率跟踪更加准确和快速。
基于dq变换的三相软件锁相环设计，不仅具有高精度、高动态性能的特点，而且能够适应不同电网条件下的运行需求。
通过合理的参数设计和优化算法，可以进一步提高三相软件锁相环的性能，使其在电力系统中发挥更大的作用。
本文将对基于dq变换的三相软件锁相环设计进行详细介绍，包括其基本原理、实现方法、性能分析以及优化策略等方面。
通过本文的阐述，读者可以深入了解基于dq变换的三相软件锁相环的工作原理和实现过程，为其在电力系统中的应用提供有益的参考。
1. 介绍三相电力系统的重要性及其在电力系统中的应用三相电力系统作为现代电力工业的核心组成部分，其重要性不言而喻。
三相电以其独特的优势，如高效性、稳定性和经济效益，在电力系统中占据了举足轻重的地位。
三相电的高效性是其广泛应用的关键所在。
相较于单相电，三相电的功率输出更为稳定，能够有效降低电线损耗，从而提高电能的传输效率。
这种高效性使得三相电在大型电力设备和系统中得到了广泛的应用，如大型发电机组、高压输电线路以及大型工厂的供电系统等。
三相电的稳定性也是其受到青睐的重要原因。
三相电的电压波动相对较小，能够保持较为稳定的输出电压，这对于电力设备的正常运行至关重要。
在大型电气设备中，如电动机、变压器等，三相电的稳定输出能够确保设备的稳定运行，提高设备的使用寿命和运行效率。
锁相环原理及应用
锁相电路（PLL）及其应用自动相位控制（APC）电路，也称为锁相环路（PLL），它能使受控振荡器的频率和相位均与输入参考信号保持同步，称为相位锁定，简称锁相。
它是一个以相位误差为控制对象的反馈控制系统，是将参考信号与受控振荡器输出信号之间的相位进行比较，产生相位误差电压来调整受控振荡器输出信号的相位，从而使受控振荡器输出频率与参考信号频率相一致。
在两者频率相同而相位并不完全相同的情况下，两个信号之间的相位差能稳定在一个很小的范围内。
目前，锁相环路在滤波、频率综合、调制与解调、信号检测等许多技术领域获得了广泛的应用，在模拟与数字通信系统中已成为不可缺少的基本部件。
一、锁相环路的基本工作原理1．锁相环路的基本组成锁相环路主要由鉴频器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分所组成，其基本组成框图如图3-5-16所示。
图1 锁相环路的基本组成框图将图3-5-16的锁相环路与图1的自动频率控制（AFC）电路相比较，可以看出两种反馈控制的结构基本相似，它们都有低通滤波器和压控振荡器，而两者之间不同之处在于：在AFC环路中，用鉴频器作为比较部件，直接利用参考信号的频率与输出信号频率的频率误差获取控制电压实现控制。
因此，AFC系统中必定存在频率差值，没有频率差值就失去了控制信号。
所以AFC系统是一个有频差系统，剩余频差的大小取决于AFC系统的性能。
在锁相环路（PLL）系统中，用鉴相器作为比较部件，用输出信号与基准信号两者的相位进行比较。
当两者的频率相同、相位不同时，鉴相器将输出误差信号，经环路滤波器输出控制信号去控制VCO ，使其输出信号的频率与参考信号一致，而相位则相差一个预定值。
因此，锁相环路是一个无频差系统，能使VCO 的频率与基准频率完全相等，但二者间存在恒定相位差（稳态相位差），此稳态相位差经鉴相器转变为直流误差信号，通过低通滤波器去控制VCO ，使0f 与r f 同步。
2．锁相环路的捕捉与跟踪过程当锁相环路刚开始工作时，其起始时一般都处于失锁状态，由于输入到鉴相器的二路信号之间存在着相位差，鉴相器将输出误差电压来改变压控振荡器的振荡频率，使之与基准信号相一致。
关于使用pscad中abc-dq0以及锁相环模块方法
关于使用pscad 中abc-dq0以及锁相环模块方法笔者在使用PSCAD 进行矢量控制时，遇到dq 轴分量不合符理论要求的现象，先说下问题。
仿真模型中需要进行abc 到dq0的坐标变化。
在大学的电力系统的课本中，普遍采用的公式如下（称为标准公式）：0cos cos(120)cos(120)2sin sin(120)sin(120)31/21/21/2d a q b c U u U u U u θθθθθθ-+⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=----+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦（等幅变换）其中，cos ,cos(120),cos(120)a m b m c m u U u U u U θθθ==-=+ 在pscad 中，所有电气量均为正弦量表示，既sin ,sin(120),sin(120)a m b m c m u U u U u U θθθ==-=+而pscad 中的abc-dq0变换模块采用的变换公式为0cos cos(120)cos(120)2sin sin(120)sin(120)31/21/21/2d a q b c u u u u u u θθθθθθ-+⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦所以如果直接采用pscad 自带模块，得出的dd u U =，q q u U =-，在利用时需要注意相应dq 变量的符号。
在进行abc-dq0变换时，还需注意一点，pscad 变化模块中用到相角值，即theta 值。
如下图所示。
VaVbVcPLLthetaUaUbUcthth在上述提到的变换矩阵中，所有的θ均为a u 的余弦角度。
而在pscad 中表示A 相采用正弦量，因而锁相环输出的是A 相正弦角度。
''sin cos(90)o a m m u U U θθ==-，设'90o δθ=-，那么δ即为变换矩阵中的θ，也就是锁相环需要输出的相角。
PSCAD中的控制系统模块
1. Gain （增益）增益组件把输入信号与指定的因子相乘。
可以输入一个变量名代替此因子所填的数字。
2. Differential Lag or Forgetting Function （微分延迟或遗忘函数）微分延迟组件用作一阶高通滤波器，有时也叫做冲蚀函数、改变函数、或者遗忘函数。
输出可以随之置为用户指定的值。
对此函数的解法如下，基于时间常数T 的值。
()()()()()t t TTQ t Q t t eX t X t t e-∆-∆=-∆+--∆如果T ＝0，则有：()0.0Q t =输出为：()()()Y t G t Q t =这里：()Y t ＝输出信号； ()X t ＝输入信号；()G t ＝增益因子（可为变量）T ＝ 时间常数；t ∆＝时间步长。
3. Derivative with a Time Constant （带时间常数的微分环节）微分函数决定了信号变化的速率。
但此模块有放大噪声的趋势。
为了将噪声的干扰降至最小，尤其是在计算步长小而微分时间常数大的情况下，可能需要给它加一个噪声滤波器。
4. Lead-Lag （前导延迟环节）本组件模拟了一个带增益的前导延迟函数，它的输出可随时由用户重置为指定的值。
最大最小输出限制内部指定。
对此函数的解法基于时间常数1T 和2T ，过程如下所示：()()()()()()222121t t tT T T TQ t Q t t eX t e X t X t t e T -∆-∆-∆⎛⎫=-∆+-+--∆ ⎪ ⎪⎝⎭如果20T =，则类似与PI 控制器：()()()()()1T Q t X t X t X t t t=+--∆∆ 如果10T =且20T =，则类似与增益环节：()()Q t X t =输出为：()()()Y t G t Q t =这里：()Y t ＝输出信号；()X t ＝输入信号；()G t ＝增益因子（可为变量）； T ＝时间常数（可为变量）；t ∆＝时间步长。
第一课应用PSCAD进行电力电子装置仿真
2019/12/5
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第一部分 基本模块及功能介绍
2)如何实现？
Interpolated Firing Pulses Generator
输出为2维数组，包括：触发脉冲0或者1，以及插值时 间t，其结果是基于输入信号H和L的比较：当H>L时，输出 1，否则输出0。如果触发时刻在两次仿真步长之间，则会采 用插值算法求出准确的动作时刻t+Δt
PSCAD/EMTDC提供了丰富的帮助功能，在其自带的任一元件上点 右键选help则打开帮助文档，文档中对每个元件的功能、用法等都有 非常详细的说明。
2019/12/5
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2019/12/5
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主要内容
第一部分：基本模块及功能介绍
电力电子器件、插值触发脉冲发生器、控制系统的搭 建、自定义模块、与MATLAB的仿真接口
第二部分：软件自带例程介绍
Power Electronics、APF
第三部分：几个典型的应用案例分析
连续系统的仿真、数字系统的仿真、PWM脉冲策略的仿 真、缓冲吸收电路的仿真
2）安装合适版本的MATLAB （安装完的MATLAB目录必须没有 子目录\extern\lib\win32\digital\df60 才行） ；
3）安装PSCAD ，安装完后重新启动计算机，使其能够找到已安 装的Fortran编译器；
4）修改PSCAD的设置，设置Edit-Workspace settings中的 Fortran和MATLAB选项卡 中的内容
2019/12/5
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第一部分 基本模块及功能介绍
5.2 PSCAD与MATLAB的仿真接口 2）在线帮助中给出的例程
PSCAD中开关及故障模块的中文说明
断路器采用简单的开闭模型，这种简单模型只是在给定的两个支路阻抗值之间相互切换以模拟断路器开闭的情况，而断路器的开闭是由外部的输入信号控制的。
在仿真程序运行的过程中，断路器分闸电阻和合闸电阻不能变化，只有断路器的分合状态能够改变。
对于实际断路器中出现的高度非线性的电弧特性，在这些断路器模型中没有考虑。
如果电弧的特性对于研究非常重要，建议用户自行对其建模或者寻找其他适合的断路器模型。
·预介入电阻（Pre-Insertion Resistance）·理想支路（Ideal Branch）·屏显状态（Animation States）下面介绍单相和三相断路器各种详细的输入参数。
·预介入电阻（Pre-Insertion Resistance）模型中包含了预介入电阻参数以备仿真之需。
如果选定此选项，在断路器收到闭合信号并经过一段特定的延迟后合闸这段时间，接入预介入电阻，延迟之后预介入电阻被移除，而延迟时间是通过预介入电阻旁路的延迟时间Time Delay for Bypassing Pre-Insertion选项设定的。
所有的这些时间是从控制信号从1（断开）变到0（闭合）的瞬间开始计时的。
当接收到分闸信号后，断路器将断开，预介入电阻立即或在电流过零点接入电路，这取决于开关的结构。
预介入电阻将在下次电流过零的时刻被移除。
·理想支路（Ideal Branch）通过设定导通时的电阻为0Ω（或小于理想支路阻断值），断路器可以看作一个理想支路。
关于理想支路的更详细内容其参考Ideal Branches。
对理想短路电路进行仿真会降低仿真的速度，因此可能的话最好使用非零值（大于理想支路阻断值）。
·屏显状态（Animation States）在高电压显示（High Voltage Display）模型下，PSCAD中的Active Graphics feature会将合闸状态的断路器标为红色，将分闸状态的断路器表示为绿色。
基于PSCAD的STATCOM对电力系统短路故障影响仿真分析
目录绪论 (1)1.本文研究的主要目的及意义 (1)1.1论文研究背景和研究的意义 (1)1.2本文研究的主要内容 (2)2 STATCOM的工作原理及数学模型 (2)2.1 STATCOM的基本电路结构 (2)2.2 STATCOM的工作原理 (3)2.3 STATCOM的数学模型的建立 (6)3 无功功率检测方法和STATCOM的控制策略 (9)3.1 无功功率检测方法 (9)3.1.1 d-q矢量变换理论 (10)3.1.2 三相对称系统的瞬时无功功率 (12)3.2 STATCOM装置的控制方法 (13)3.2.1 直接电流控制 (13)3.2.2 间接电流控制 (14)3.2.3 电流间接与直接控制的特点 (15)4 STATCOM的仿真 (15)4.1仿真的主接线图 (15)4.2 仿真的主控制电路图 (16)4.3 仿真的调制电路图 (18)4.4 各仿真的波形图 (19)4.5 本章小结 (20)5 总结与展望 (20)5.1结论 (20)5.2展望 (20)参考文献： (22)致谢.................................................................................. 错误！未定义书签。
DirectoryIntroduction (1)1 The main purpose and significance of this study (1)1.1Research background and significance of the research (1)1.2The main contents of this paper (2)2 The working principle and mathematical model of STATCOM (2)2.1 STATCOM basic circuit structure (2)2.2 Working principle of STATCOM (3)2.3 The establishment of STATCOM model (6)3 Reactive power detection and STATCOM control strategy (9)3.1 Reactive power detection method (9)3.1.1 D-q vector transformation theory (10)3.1.2 Instantaneous reactive power for three-phase symmetric systems 123.2 STATCOM control method (13)3.2.1 Direct current control (13)3.2.2 Indirect current control (14)3.2.3 The characteristics of indirect current and direct control (15)4 STATCOM simulation (15)4.1 Main wiring diagram of simulation (15)4.2 Master control circuit diagram of simulation (16)4.3 Simulation modulated circuit diagram (18)4.4 Simulation waveform chart (19)4.5 Summary of this chapter (20)5 Summary and Prospect (20)5.1 Conclusion (20)5.2 Outlook (20)Reference： (22)Thanks .................................................................................. 错误！未定义书签。
基于PSCAD的锁相环参数设计及仿真教学
基于PSCAD的锁相环参数设计及仿真教学
汪娟娟;吴秋媚;文兆新;刘岳坤
【期刊名称】《电气电子教学学报》
【年(卷),期】2022(44)3
【摘要】基于锁相环原理及参数设计涉及到电路、数学和自动控制等学科,比较抽象,学生理解起来较困难。
重点介绍课堂理论教学与仿真演示、仿真实验操作及习题、检查实验报告和习题情况的仿真教学方法,以及基于理论分析归纳的参数设计原则,再在PSCAD/EMTDC暂态仿真软件中搭建锁相环模型,并进行仿真验证。
教学实践表明,该仿真教学方法有助于学生更好地掌握锁相环工作原理及其参数设计方法,能有效提高教学质量。
【总页数】6页(P100-105)
【作者】汪娟娟;吴秋媚;文兆新;刘岳坤
【作者单位】华南理工大学电力学院;云南省电力调度控制中心
【正文语种】中文
【中图分类】G426
【相关文献】
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基于dq变换的锁相环
基于dq变换的锁相环基于DQ变换的锁相环是一种用于信号同步的电路，能够实现对输入信号的相位和频率的跟踪与锁定。
在本文中，我们将介绍DQ变换的基本理论以及如何将其应用于锁相环的设计中。
一、DQ变换理论DQ变换是一种将信号从时域转换到频域的数学方法，它可以用于分析信号的频率和相位信息。
DQ变换通过将信号分解为两个正交分量，即同相分量和正交分量，来描述信号的振幅和相位信息。
这种变换通常在复平面上进行，其中同相分量对应于实部，正交分量对应于虚部。
二、基于DQ变换的锁相环设计在基于DQ变换的锁相环中，我们首先对输入信号进行DQ变换，然后将变换后的信号与参考信号进行比较，以产生一个控制信号。
该控制信号通过环路滤波器后，再反馈到输入信号中，以实现对输入信号的相位和频率的跟踪与锁定。
具体来说，基于DQ变换的锁相环包括以下几个部分：1. DQ变换器：用于将输入信号从时域转换到频域。
2. 鉴相器：用于比较输入信号和参考信号的相位差，产生一个误差信号。
3. 环路滤波器：用于滤除误差信号中的高频噪声，并平滑控制信号。
4. VCO（压控振荡器）：用于产生一个可调频率的输出信号，以实现对输入信号的跟踪与锁定。
三、实验结果及分析为了验证基于DQ变换的锁相环的性能，我们进行了一系列实验。
实验结果表明，基于DQ变换的锁相环具有较快的建立时间、较高的稳定性和较好的噪声抑制性能。
与传统的锁相环相比，基于DQ变换的锁相环在跟踪高频信号时具有更好的性能。
在实验中，我们发现基于DQ变换的锁相环的一个重要优点是它能够实现对输入信号的精确跟踪。
这是因为在DQ变换中，信号的相位和频率信息被提取出来并用于控制环路的动作，从而提高了锁相环的精度和稳定性。
此外，基于DQ变换的锁相环还能够有效抑制噪声干扰，这有助于提高系统的性能和可靠性。
结论本文介绍了基于DQ变换的锁相环的基本原理、设计和实验结果分析。
实验结果表明，基于DQ变换的锁相环具有较快的建立时间、较高的稳定性和较好的噪声抑制性能。
PSCAD中的逻辑运算
1.Multiple Input Logic Gates（多输入逻辑门）本组件模拟了标准的二进制逻辑门。
非零值为逻辑真，零值为逻辑假。
对于本组件，结果若为真则输出为1；若为假则输出为0。
有以下逻辑运算：∙AND: 在且仅在所有的输入都是逻辑真时，输出结果为逻辑真；∙OR: 任何一个输入为真则输出结果为逻辑真；∙XOR: XOR 由Fortran的逻辑运算符non-equivalence (.NEQV.) 所决定。
本组件每个门最多可由9个输入。
用户反置输入的话，输出结果也随之反置。
如果使用插值法，插值信息则基于相关的逻辑运算和输入改变的确切时间点，运算后输出。
当采用完全插值时，即使很大时间步长也能保证组件的精确性。
2.Inverter（逻辑非）本组件是一标准的二进制非门。
非零值为逻辑真，零值为逻辑假。
如果采用插值法，则插值信息同样可以由输入导至输出。
3.Flip Flop（触发器）本组件实现四种触发器：JK，SR，D和T。
为与EMTDC插值算法相兼容，可设定使其提供相关信息。
输出状态的改变方式取决于时钟输入C的值。
如果C选择的是下降沿，则输出仅在时钟脉冲的下降沿处发生改变；同样地，如果选择上升沿，则输出状态仅在时钟脉冲的上升沿发生改变。
如果选择了插值算法，从输入或时钟脉冲来的相关插值信息，输出到组件的Q或Q非。
另外根据输入和时钟信号改变的确切时间点，使用插值信息确定触发逻辑。
当采用了完全插值法，即使在很大的时间步长本组件也可保证很高的精度。
四种触发器构成细节，如下：JK触发器：若组件配置为JK触发器，其具有以下特性和真值表：J K Q(n) Qbar(n)0 0 Q(n-1) Qbar(n-1)0 1 0 11 0 1 01 1 1- Q(n-1) 1 - Qbar(n-1)J、K都为1的状态是此型触发器正常情况下最不希望出现的状态，此时输出一致维持互补状态直至时钟脉冲返回至0。
Q(n)和Qbar（n）是当前状态，Q(n-1)和Qbar(n-1)是上次转变状态。
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关于使用pscad 中abc-dq0以及锁相环模块方法
笔者在使用PSCAD 进行矢量控制时，遇到dq 轴分量不合符理论要求的现象，先说下问题。
仿真模型中需要进行abc 到dq0的坐标变化。
在大学的电力系统的课本中，普遍采用的公式如下（称为标准公式）：
0cos cos(120)
cos(120)2sin sin(120)sin(120)31/21/21/2d a q b c U u U u U u θ
θθθθθ-+⎡⎤⎡⎤⎡⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥=----+⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦
（等幅变换）
其中，cos ,cos(120),cos(120)a m b m c m u U u U u U θθθ==-=+ 在pscad 中，所有电气量均为正弦量表示，既
sin ,sin(120),sin(120)a m b m c m u U u U u U θθθ==-=+
而pscad 中的abc-dq0变换模块采用的变换公式为
0cos cos(120)cos(120)2sin sin(120)sin(120)31/2
1/21/2d a q b c u u u u u u θθθθθθ-+⎡⎤⎡⎤⎡⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦
所以如果直接采用pscad 自带模块，得出的d
d u U =，q q u U =-，在利用时需要注意相应
dq 变量的符号。
在进行abc-dq0变换时，还需注意一点，pscad 变化模块中用到相角值，即theta 值。
如下图所示。
Va
Vb
Vc
PLL
theta
Ua
Ub
Uc
th
th
在上述提到的变换矩阵中，所有的θ均为a u 的余弦角度。
而在pscad 中表示A 相采用正弦量，因而锁相环输出的是A 相正弦角度。
''sin cos(90)o a m m u U U θ
θ==-，设'90o δθ=-，那么δ即为变换矩阵中的θ，也就是
锁相环需要输出的相角。
锁相的configuration 如下，在offset angle 一栏中，输入/2π，即锁相环输出的初始相位减去/2π，得到变换矩阵中的θ。
（offset angle 意味抵消角度）。
A
B C
D Q 0
Ua Ub
Uc
| X |
usd
usq
（pscad 自带模块） 在pscad 中也可以自定义abc-dq0变换模块如下所示：
abc
to dqo
th
a
b
c
d
q
o
Vsd
Vsq
th1
Ua
Ub
Uc
程序如下：
#STORAGE REAL:16 $d=2*($a*cos($th)+$b*cos($th-2*PI_/3)+$c*cos($th+2*PI_/3))/3 $q=2*($a*-sin($th)+$b*-sin($th-2*PI_/3)+$c*-sin($th+2*PI_/3))/3
$o=($a+$b+$c)/3
这样就是标准变换矩阵所使用的方程，同样在锁相环输出的时候，相角仍然减去/2 ，所得结果和pscad 中自带的变换模块相同。