03_PSCAD元件简述
PSCAD教程03-PSCAD元件介绍及其应用
6个可控关断 器件单独控制
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PSCAD元件介绍及其应用
6脉冲整流桥触发专用方式
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PSCAD元件介绍及其应用
2.3 电力电子器件
类型选择
插值脉冲 缓冲电路
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PSCAD元件介绍及其应用
第 20 页
PSCAD元件介绍及其应用
2.4 可控变换桥
内部锁相环输入
换流母线
换流变
6脉波格雷兹变换桥
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PSCAD元件介绍及其应用
测量的触发脉冲角和换相角 触发脉冲序列
正负母线
触发脉冲信号 与换流变的配合
封锁/解锁控制
电流过零时开关动作
无插值时的二极管电流
有插值时的二极管电流
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PSCAD元件介绍及其应用
插值的应用场合 具有大量快速切换设备的电路； 带有浪涌避雷器的电路与电力电子设备连接； HVDC系统与易发生次同步谐振的同步机相联； 使用小信号波动法分析AC/DC系统，这时精细的 触发角控制是必须的； 使用GTO与反向晶闸管构成的强制换相换流器； PWM电路和STATCOM系统； 分析具有电力电子设备的开环传递函数；
第6页
PSCAD元件介绍及其应用
另一种解决方法是采用变步长进行求解，即当检测到开关事 件发生时，程序将划分仿真步长为更小的时间间隔。但这种 方法不能避免在投切容许或感性电路时，由于电流或电压微 分而造成的虚假电压和电流尖峰。 当开关时间发生于采样点之间时，EMTDC采用插值算法来 寻找精确的事件发生时刻。该方法比减小仿真步长具有更快 的速度和更高的精度。从而使得EMTDC能在采用较大时间 步长的情况下更精确地对任何开关事件进行仿真。
2.2 插值触发脉冲元件
PSCAD的输入输出元件介绍
1.Output Channel（输出通道）本组件可以记录或引导与之相联的信号，将信号输出到在线显示组件（如Graph, Meter, Polymeter等等），或者将信号输出到Output File中。
输出得靠data label组件输出通道接受任何形式的整数或实数性控制信号（标量或向量）。
如果信号是标量，输出通道将自动调整自身信号的维度。
这就允许了所有的数据向量可以直接引导输出到显示组件上，所需做的只是轻点鼠标。
2.Variable Real/Integer Input Slider（可变的实数/整数输入滑动触头）本组件是规格化的用户界面控制家族的一部分，用户可以通过它在仿真过程中手动的调整其输出。
这一组件家族包括Rotary Switch (Dial), the Two State Switch和the Push Button.本组件可以手动的在指定的最大和最小值之间调整实数型或整数型数值。
为了实现对这一组件的交互控制，用户必须把它与“Control Panel”用户界面相联。
对应的控制界面如图所示：3.Two State Switch（两状态开关）动的调整其输出。
这一组件家族包括Rotary Switch (Dial), Variable Real/Integer Input Slider 和the Push Button.本组件可输出手动控制的两状态实数型或整数型数值（开关量）。
为了实现对这一组件的交互控制，用户必须把它与“Control Panel”用户界面相联。
对应的控制界面如图所示：4.Rotary Switch (Dial)（旋转开关）拨号本组件是规格化的用户界面控制家族的一部分，用户可以通过它在仿真过程中手动的调整其输出。
这一组件家族包括Variable Real/Integer Input Slider，Two State Switch 和the Push Button.本组件输出手动可调的实数型数据，包括3到10种常态。
03_PSCAD元件简述
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PSCAD元件简述
经典模型的铁芯饱和处理方法包括：在最靠 近铁芯的绕组上添加可变电感；或在 最靠近铁芯的绕组上添加补偿电流源。 EMTDC采用后者。
I s (t )
VL (t )
1 s
S (t )
IS
S
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PSCAD元件简述
气隙电抗，通常为近似 为漏抗的2倍
注意要与理想模型联用 涌流的衰减时间常数 膝点电压，1.15-1.25pu 用于防止启动时不稳定 励磁电流，一次电流的百分比
第2页
PSCAD元件简述
一、PSCAD主元件库
各页面列表
分页式元件库
各元件列表
第3页
PSCAD元件简述
二、 HVDC和FACTS元件库
第4页
PSCAD元件简述
包括： 基本的开关器件模型如IGBT, GTO, 二极管等； 基本的主电路单元如逆变器，整流器等； 常见的应用级电路如HVDC，SVC等(含相应控 制系统)； 触发脉冲产生电路；
PSCAD元件简述
武汉大学电气工程学院
乐 健 2011.07
PSCAD元件简述
主要内容
PSCAD主元件库 HVDC和FACTS元件库 Sources元件库 Transformers元件库 Transmission lines/Cables元件库 Machines元件库 I/O Devices元件库 Sequencer元件库 其它元件
Remote Ends模式
Direct Connection模式
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PSCAD元件简述
TLine配臵元件
用到接口元 件时需三者 模式选择
线路截面设臵
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PSCAD简介.
是否进行多重运行 多重运行时的输出
多重运行的数目
快照拍摄时刻或间隔 快照存储文件名或基准名 快照拍摄方式
11
电阻、 电感、
各页面负列荷表
4、元件与模块
电源
数据
控制
故开障关、分页式电电元力子 件库
通信
变压器
电机
运算
架空线
电缆
表计
保护
录波、 存储
操作 序列
逻辑 运算
耦合线
各元件列表
12
双击元件， 弹出元件参 数对话框
单线显示或 是三相显示
4、元件与模块(以电源为例)
参数修改 下拉列表
电源名字，不要 重名
电源阻抗类型
电源控制方式
零序电抗和正序 电抗关系
阻抗单位，标幺 值或有名值
选择外部控制时， 输入角的单位，
rad或deg
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4、元件与模块
自定义元件有两种：一种是常规 component(元件)，一种是page module(模块)；区别在于前者内部不再包 含任何元件；后者可以是元件的组合。创 建时的区别在于是否选中page module选 项。
2、工作环境（PSCAD主界面）
菜单栏
工具栏按钮和Word中意 义基本一致
当前运行程序
元件库
元件快 速拖入
Workspace 窗口
Message tree, 运行信息、 错误信息（错误消息有 一个红色的叹号标志， 警告消息有一个黄色的 叹号标志）等
工作窗口 （画布）
Output窗口
设计编 辑器
6
2、工作环境（PSCAD主界面）
4、研究领域包括：
研究电力系统中断路器操作、故障及雷击时出现的过电压；
PSCAD的输入输出元件介绍
ěĘĹşŞŚşŞĊĭŒŋŘŘŏŖ（输出通道）ĊĊĊĊĊ本组件可以记录或引导与之相联的信号，将信号输出到在线显示组件（如ıŜŋŚŒĖĊķŏŞŏŜĖĊĺřŖţŗŏŞŏŜ等等），或者将信号输出到ĹşŞŚşŞĊİœŖŏ中。
输出得靠ŎŋŞŋĊŖŋŌŏŖ组件Ċ输出通道接受任何形式的整数或实数性控制信号（标量或向量）。
如果信号是标量，输出通道将自动调整自身信号的维度。
这就允许了所有的数据向量可以直接引导输出到显示组件上，所需做的只是轻点鼠标。
ĊĜĘŀŋŜœŋŌŖŏĊļŏŋŖęijŘŞŏőŏŜĊijŘŚşŞĊĽŖœŎŏŜ（可变的实数ę整数输入滑动触头）ĊĊ本组件是规格化的用户界面控制家族的一部分，用户可以通过它在仿真过程中手动的调整其输出。
这一组件家族包括 和ĊĊĊĊĊ本组件可以手动的在指定的最大和最小值之间调整实数型或整数型数值。
为了实现对这一组件的交互控制，用户必须把它与 ĭřŘŞŜřŖĊĺŋŘŏŖ”用户界面相联。
对应的控制界面如图所示：ĊĝĘľšřĊĽŞŋŞŏĊĽšœŞōŒ（两状态开关）ĊĊ动的调整其输出。
这一组件家族包括ļřŞŋŜţĊĽšœŞōŒĊĒĮœŋŖēĖĊŀŋŜœŋŌŖŏĊļŏŋŖęijŘŞŏőŏŜĊijŘŚşŞĊĽŖœŎŏŜ和ŞŒŏĊĺşŝŒĊĬşŞŞřŘĘĊĊĊĊĊĊ本组件可输出手动控制的两状态实数型或整数型数值（开关量）。
为了实现对这一组件的交互控制，用户必须把它与 ĭřŘŞŜřŖĊĺŋŘŏŖ”用户界面相联。
对应的控制界面如图所示：ĊĊĊĞĘļřŞŋŜţĊĽšœŞōŒĊĒĮœŋŖē（旋转开关）拨号ĊĊ本组件是规格化的用户界面控制家族的一部分，用户可以通过它在仿真过程中手动的调整其输出。
这一组件家族包括ŀŋŜœŋŌŖŏĊļŏŋŖęijŘŞŏőŏŜĊijŘŚşŞĊĽŖœŎŏŜ，ľšřĊĽŞŋŞŏĊĽšœŞōŒ和ŞŒŏĊĺşŝŒĊĬşŞŞřŘĘĊĊ本组件输出手动可调的实数型数据，包括ĝ到ěĚ种常态。
为了实现对这一组件的交互控制，用户必须把它与 ĭřŘŞŜřŖĊĺŋŘŏŖ”用户界面相联。
PSCAD详细使用教程
PSCAD详细使用教程首先，打开PSCAD软件，你将看到一个空的工作区。
在工作区的顶部菜单栏中，有许多功能命令和选项，包括新建、打开、保存等。
在工作区的左侧是工具栏，提供了一系列组件和工具，可以在仿真过程中使用。
新建一个工程：点击顶部菜单栏的“文件”选项，选择“新建”或使用快捷键“Ctrl + N”。
在弹出的对话框中，输入工程的名称和路径，点击“确定”。
这样就创建了一个空的工程，可以开始仿真设计了。
连接元件：在绘制元件后，使用鼠标左键点击一个元件，再点击另一个元件，就可以将它们连接在一起。
连接时，会自动画出一条线来表示连接。
还可以使用线段元件手动画线连接元件。
设置仿真参数：点击顶部菜单栏的“仿真”选项，选择“仿真配置”或使用快捷键“Ctrl + S”进入仿真配置界面。
在这里可以设置仿真的时间、步长、初始条件等。
进行仿真前，务必设置好参数。
运行仿真：点击顶部菜单栏的“仿真”选项，选择“运行”或使用快捷键“F5”开始仿真。
仿真过程将会自动运行，并显示仿真结果。
可以在仿真过程中随时暂停、继续、停止仿真。
分析仿真结果：仿真完成后，可以分析仿真结果来检查电力系统的性能。
在工作区的右侧有一个“仿真结果”窗口，可以在其中查看仿真过程中各个元件的参数值。
也可以绘制波形图来进一步分析结果。
保存工程：完成仿真后，建议将工程保存起来以供后续使用。
点击顶部菜单栏的“文件”选项，选择“保存”或使用快捷键“Ctrl + S”。
在弹出的对话框中，选择保存的路径和文件名，点击“保存”。
导出结果：如果需要将仿真结果导出到其他软件进行进一步处理，可以点击顶部菜单栏的“结果”选项，选择“导出”或使用快捷键“Ctrl + E”。
在弹出的对话框中，选择导出的文件格式和保存路径，点击“导出”。
以上是PSCAD软件的基本使用方法和步骤。
通过实际操作和实验，读者可以进一步熟悉和掌握PSCAD软件的高级功能和技巧。
希望本篇文章能够帮助读者快速上手使用PSCAD软件，并在电力系统的仿真与分析中发挥出较好的效果。
PSCAD简介.
1.00
0.50
dcCurrent Rec
0.00
定有功功率控制
-0.50 -1.00
VRec
VRec 1
2
3
Va Vb PLL theta Vc
Modulo *
360.0
e-s T
SEPh
Power (pu)
-1.50
1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 -0.20 -0.40 -0.60
整流侧主电路
6 Rg62
5 Rg52
2 Rg22
500.0 [uF]
dcVltg
dcCurC1 Cable2 C2
15
5、PSCAD建模实例
Qvs c
Qvs c
dcVoltage Rec 160
dcVoltage Inv
Qrefr QerrR
Voltage (kV)
F
D
+ +
140
P
120
G
100
进行电力系统时域或频域计算仿真；
电力系统谐波分析及电力电子领域的仿真计算；
实现高压直流输电、FACTS控制器的设计。
4
2、工作环境（仿真流程）
PSCAD 解析工具
图形化 输入界面
PSC文件
含拓扑和 元件信息
计算结果
送回至 Pscad进 行显示
编译器等
EMTDC
转换为 Fortran 代码
转换工具
5
PSCAD（Power system computer Aided Design）作为EMTDC的 图形用户界面，完成所要研究系统网络图的构建、仿真运行和结果分析等 任务。
03_PSCAD元件简述解析
第2页
一、PSCAD主元件库
各页面列表
PSCAD元件简述
分页式元件库
各元件列表
第3页
PSCAD元件简述
二、 HVDC和FACTS元件库
第4页
PSCAD元件简述
包括： 基本的开关器件模型如IGBT, GTO, 二极管等； 基本的主电路单元如逆变器，整流器等； 常见的应用级电路如HVDC，SVC等(含相应控
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电源控制模式
PSCAD元件简述
固定控制：电压源幅值、频率和相位角 均直接输入，仿真过程中固定(注意基 准电压和频率不用于控制) 外部控制：幅值、频率和相位角均可 通过外部控制，仿真过程中可变。 自动控制(仅用于三相电源)：可通过自 动调整电压幅值对某母线处的电压进 行调节；或自动调整内部相位角调节 有功输出。
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3. 可控整流桥
内部锁相环输入
PSCAD元件简述
控制部分 整流变
6脉波格雷兹变换桥
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PSCAD元件简述
整流或逆变
触发信号的输入方式 可实现单独控制
与整流变接线方式 的配合
是否使用缓冲电路
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与整流变接线方式的配合
PSCAD元件简述
希望提供给整流变PLO的电压尽量理想，故一般该电压 取自整流变的系统侧，且与A相对地电压同步。而触发脉 冲是以整流变阀侧线电压过零为起始点。故需要根据整流 变的接线方式进行调整。
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以Y/Y型接线为例：
PSCAD元件简述
脉冲触发起始点为相电压交点，滞后网侧A相对地电压α
T
t
第 15 页
PSCAD元件简述
4. 带插值点的脉冲触发
返回一个二元数组，包括触发脉 冲和晶闸管、IGBTs和GTOs插值 导通关断时刻所必须的插值时间 标签。第一个元素信号为0或1， 表示实际的门极控制信号。第二 个元素为插值的时刻。
PSCAD库元件介绍
PSCAD库元件介绍(2010-04-30 11:20:03)转载标签：分类：PSCAD杂谈Passive1）R，L，C；可调R，L，C；地；固定负荷（P+jQ)；Tuned filter（调谐滤波器既串联的RLC）；高通滤波器；带通滤波器；三相负载（纯R；纯L；纯C）；三相短路；信号汇合；避雷器；绞线（三相系统阻抗匹配也就是导线换位）；3-Phase to SLD Electrical Wire Converter（三相到单相线路转换器，用于将三相系统信号分为三个单相信号，反之亦可以。
）6 to Twin 3-Phase Splitter（将6维信号分离为2个独立的三维信号，反之亦可以）；2）电源单相电压源模型1（单相带内阻的AC或DC电压源）；三相电压源模型1（内阻或零序阻抗）；单相电压源模型2（单相带内阻的AC或DC电压源，但可以为理想单项电压源）；地；三相电压源模型2（有内阻或零序阻抗，但可以为理想三相电压源）；电流源（理想的AC或DC电流源）；三相电压源模型3（内阻可为正序，零序，无内阻（理想电压源））；谐波电流注入（特定幅值和频率的初值，范围，步进；正序，负序，零序或ALL）3）测量仪表万用表；电流表；电压表（线地电压/线线电压）；单相电表（有效值）；三相电节点；三相电表（有效值）；功率表（有功，无功）；相差；频率/相角/有效值；频率扫描表（FFT）；Interface to Harmonic Impedance Solution；数据信号标签；三角函数；相乘；信号和差；选择标量/数组；增益模块；三相到单相线路转换器；电阻；4）输入输出设备输出通道；以下的模块可控制仿真输出可调输入（实数或整数）滑块；开关；旋转开关；按钮；Variable Plotstep；矢量组合；Multiple Run（选择不同变量的输入）；Optimum Run（优化，使程序收敛到既定参数）Total Number of Multiple Runs；Current Run Number5）变压器单相2绕组变压器；单相3绕组变压器；三相2绕组变压器；三相3绕组变压器；三相4绕组变压器；UMEC(基于磁等效电路模型；单相2绕组变压器；单相3绕组变压器；单相4绕组变压器；)3/5 Limb UMEC Transformer；单相自耦变压器；三相星星连接自耦变压器；6）单相断路器；三相断路器；定时断路器；单相故障；三相故障；定时故障；7） -Sections 传输线∏-Sections (Single Circuit)；∏-Section (Double Circuit)；Mutually Coupled（相互耦合）Wires (Two Lines)；Mutually Coupled Wires (Three Lines)；详细的资料见Heip和电力系分析8）Machines同步机；鼠笼式异步电机；绕线转子异步电机；两绕组直流电机；永磁同步电机；风力；风力涡轮机；风力控制器；内燃机；交流励磁机；直流励磁机；静态励磁机；固态励磁；电力系统稳定器；Multi-Mass Torsional Shaft Interface；水力控制器；水力涡轮机；水力控制器和涡轮机；蒸汽控制器；蒸汽涡轮机；数据信号标签；实常数；9）高压直流输电柔性设备电力电子开关器件；六脉冲桥；静止无功补偿器；脉冲驱动；电流控制；角度控制；电流控制电压；Minimum Gamma Measurement；CCCM Controller for Rectifier；CCCM Contoller for Inverter；Effective Gamma Measurement；Apparent Gamma Measurement；Thyristor Switched Capacitor Allocator；TSC/TCR Non-Linear Susceptance ；TCR/TSC Capacitor Switching Logic；避雷器；电感；电压表（线地）；实极点；实常数；电流表；仿真时间输出；三相电气节点；3相2绕组变压器；地；单输入比较器；10）Control Systems Modeling Functions（CSMF）控制系统建模函数增益；Differential Lag（微分滞环）or Forgetting Function；Derivative （倒数）with a Time Constant；超前与滞后；实极点；延迟函数；平方；平方根；绝对值；三角函数；脉冲发生器；通用传递函数；限幅；线性增益；单输入比较器；带下行斜率传递函数；速率限制器；带上行斜率传递函数；信号发生器；边缘检测器对数函数；指数函数；二阶复数极点；定时；Range Comparator；Surge （浪涌）Generator；两输入比较器；比例积分控制器；积分；调幅调频调角；计数器；除法器；加减汇合点；乘法器；2选1选择器；频率扫描（online Fast Fourier Transform (FFT)）；Maximum/Minimum Functions；插值采样；XOR Phase Difference（相差）；压控振荡器；锁相环；变频锯齿波发生器；谐波失真计算器；N阶传递函数；N阶巴特沃思\切比雪夫滤波器；XY传递函数；Binary ON Delay with Interpolation；随机数发生器；11）miscellaneous实常数；整常数；逻辑常数；与pi有关的常数；类型转换；数据信号合并；仿真时间步长的输出；仿真时间输出Scalar\Array Tap(标量或数组的索引);Output of Current Run Number（输出当前运行数）；Total Number of Multiple Runs；Feedback Loop Selector（反馈回路选择）；Data Signal Array Tap 2（数据信号数组索引）；Data Signal Array Tap；信号汇合；12）Logical多输入逻辑门；Inverter（非门）；双稳态触发器；Hysteresis Buffer（磁滞缓冲区）；4或8通道多路选择器；Shift Register（移位寄存器）13）Sequencer程序控制器Start of Sequence of Events；Wait for an Event；Apply/Clear Fault；数据信号标签；按钮；Close/Open Breaker；可调输入滑块；实常数；除法器；开关按钮；地；电压表（线地）；输出通道；乘法器；电阻；三相电压源模型2；三相断路器；三相故障；旋转按钮；Scalar\Array Tap；14）保护电流互感器（JA模型）；电流互感器（Locas model模型）；Two CT Differential Configuration - JA Model；Coupled Capacitor Voltage Transformer (CCVT)；Potential Transformer (PT/VT)（电压互感器）；Block Average Phase Comparator Relay（比相继电器）线地阻抗；线线阻抗；Mho Circle（欧姆阻抗圆）；Trip Polygon；Sequence Filter （相序滤波器）Distance Relay - Apple Characteristics；Distance Relay - Lens Characteristics；Out of Step Relay - Mho Characteristics；Out of Step Relay - Lens Characteristics；Out of Step Relay - Polygon Characteristics；Over-Current Detector（过流检测器）；Negative Sequence Directional Element（负序方向元件）；Dual Slope Current Differential Relay（两斜率电流差分继电器）；Inverse Time Over Current Relay（反延时过流继电器）；15）输入输出端子；Import（用于将主模块的数据传送给子模块）； Export（用于将子模块的数据传送给主模块）注意：输入信号名称（参数）必须与一个在模块定义输出连接相匹配，反之亦然。
PSCAD概述及基本设置
❖ 一、PSCAD概述 ❖ 二、PSCAD的基本设置 ❖ 三、EMTDC概述 ❖ 四、X4新特性概述
第1页
一、PSCAD概述
1.1 仿真流程 1.2 主界面 1.3 基本术语 1.4 仿真规模限制
第2页
1.1 仿真流程
PSCAD/EMTDC：PSCAD 代表电力系统计算机辅助设计， 并且是EMTDC的图形用户接口。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。最初EMTDC代表直流 暂态（Electromagnetic Transients in DC），至今已被广 泛地应用在电力系统许多类型的模拟研究（Electromagnetic Transients including DC）。
➢ 组件页面大小设置。
第 35 页
三、EMTDC概述
EMTDC（Electromagnetic Transients including DC）对电 磁和机电系统采用时域内微分方程进行描述并求解，方程 求解中采用固定步长。EMTDC的程序结构也适用于无电磁 或机电系统时控制系统的描述。
EMTDC由Dennis Woodford博士于1975年在Manitoba Hydro 编制初版，目的是为当时研究Nelson River HVDC电力系统 提供一种功能强大和更为灵活的仿真工具。
提供了用户可配置的 对所有项目均起作用 的一些选项
第 17 页
Runtime页面设置
用于调整编译器检查设置 以及与系统内存相关的消 息和运行相关事件。
案例仿真内存需求超过该值时 将在运行前告警。
PSCAD仅显示同样信息的第一 条而忽略后续消息。也可设置 为输出同样消息的条数。
PSCAD概述及基本设置
2.4 Canvas Settings
PSCAD概述与基本设置
画布设置：每个组件 均有独立的画布设置
第 35 页
PSCAD概述与基本设置
选择show voltage：动态显 示bus元件仿真过程中电压 有效值。 选择show signal grid： 显示网格。
选择show line connections： 显示相关信号间的虚拟连线。
第 17 页
PSCAD概述与基本设置
2.1 Workspace Options
提供了用户可配置的 对所有项目均起作用 的一些选项
第 18 页
Runtime页面设置
PSCAD概述与基本设置
用于调整编译器检查设置 以及与系统内存相关的消 息和运行相关事件。
案例仿真内存需求超过该值时 将在运行前告警。 PSCAD仅显示同样信息的第一 条而忽略后续消息。也可设置 为输出同样消息的条数。 无输出通道告警设置。 输出通道数过多告警设置。 采样密度过高告警设置。
第8页
PSCAD概述与基本设置
组件文件夹（包括main和其它组件）中包含了其独有的 Fortran文件（.f）和数据文件（.dta）。若模块中存在输电 线路和电缆，RTP/COMTRADE元件，则还包括了相应的 子文件夹。
第9页
PSCAD概述与基本设置
第二窗口 ：查看某个选定项目的详细数据。
组件层次 全部定义
EMTDC由Dennis Woodford博士于1975年在Manitoba Hydro 编制初版，目的是为当时研究Nelson River HVDC电力系统 提供一种功能强大和更为灵活的仿真工具。
第 15 页
PSCAD概述与基本设置
PSCAD库元件具体介绍
PSCAD库元件介绍原文地址：PSCAD库元件介绍作者：luckyhappier1）PassiveR，L，C；可调R，L，C；地；固定负荷（P+jQ)；Tuned filter（调谐滤波器既串联的RLC）；高通滤波器；带通滤波器；三相负载（纯R；纯L；纯C）；三相短路；信号汇合；避雷器；绞线（三相系统阻抗匹配也就是导线换位）；3-Phase to SLD Electrical Wire Converter（三相到单相线路转换器，用于将三相系统信号分为三个单相信号，反之亦可以。
）6 to Twin 3-Phase Splitter（将6维信号分离为2个独立的三维信号，反之亦可以）；2）电源单相电压源模型1（单相带内阻的AC或DC电压源）；三相电压源模型1（内阻或零序阻抗）；单相电压源模型2（单相带内阻的AC或DC电压源，但可以为理想单项电压源）；地；三相电压源模型2（有内阻或零序阻抗，但可以为理想三相电压源）；电流源（理想的AC或DC电流源）；三相电压源模型3（内阻可为正序，零序，无内阻（理想电压源））；谐波电流注入（特定幅值和频率的初值，范围，步进；正序，负序，零序或ALL）3）测量仪表万用表；电流表；电压表（线地电压/线线电压）；单相电表（有效值）；三相电节点；三相电表（有效值）；功率表（有功，无功）；相差；频率/相角/有效值；频率扫描表（FFT）；Interface to Harmonic Impedance Solution；数据信号标签；三角函数；相乘；信号和差；选择标量/数组；增益模块；三相到单相线路转换器；电阻；4）输入输出设备输出通道；以下的模块可控制仿真输出可调输入（实数或整数）滑块；开关；旋转开关；按钮；Variable Plotstep；矢量组合；Multiple Run（选择不同变量的输入）；Optimum Run（优化，使程序收敛到既定参数）Total Number of Multiple Runs；Current Run Number5）变压器单相2绕组变压器；单相3绕组变压器；三相2绕组变压器；三相3绕组变压器；三相4绕组变压器；UMEC(基于磁等效电路模型；单相2绕组变压器；单相3绕组变压器；单相4绕组变压器；)3/5 Limb UMEC Transformer；单相自耦变压器；三相星星连接自耦变压器；6）单相断路器；三相断路器；定时断路器；单相故障；三相故障；定时故障；7） -Sections 传输线-Sections (Single Circuit)； -Section (Double Circuit)；Mutually Coupled（相互耦合）Wires (Two Lines)；Mutually Coupled Wires (Three Lines)；详细的资料见Heip和电力系分析8）Machines同步机；鼠笼式异步电机；绕线转子异步电机；两绕组直流电机；永磁同步电机；风力；风力涡轮机；风力控制器；内燃机；交流励磁机；直流励磁机；静态励磁机；固态励磁；电力系统稳定器；Multi-Mass Torsional Shaft Interface；水力控制器；水力涡轮机；水力控制器和涡轮机；蒸汽控制器；蒸汽涡轮机；数据信号标签；实常数；9）高压直流输电柔性设备电力电子开关器件；六脉冲桥；静止无功补偿器；脉冲驱动；电流控制；角度控制；电流控制电压；Minimum Gamma Measurement；CCCM Controller for Rectifier；CCCM Contoller for Inverter；Effective Gamma Measurement；Apparent Gamma Measurement；Thyristor Switched Capacitor Allocator；TSC/TCR Non-Linear Susceptance ；TCR/TSC Capacitor Switching Logic；避雷器；电感；电压表（线地）；实极点；实常数；电流表；仿真时间输出；三相电气节点；3相2绕组变压器；地；单输入比较器；10）Control Systems Modeling Functions（CSMF）控制系统建模函数增益；Differential Lag（微分滞环）or Forgetting Function；Derivative（倒数）with a Time Constant；超前与滞后；实极点；延迟函数；平方；平方根；绝对值；三角函数；脉冲发生器；通用传递函数；限幅；线性增益；单输入比较器；带下行斜率传递函数；速率限制器；带上行斜率传递函数；信号发生器；边缘检测器对数函数；指数函数；二阶复数极点；定时；Range Comparator；Surge （浪涌）Generator；两输入比较器；比例积分控制器；积分；调幅调频调角；计数器；除法器；加减汇合点；乘法器；2选1选择器；频率扫描（online Fast Fourier Transform (FFT)）；Maximum/Minimum Functions；插值采样；XOR Phase Difference（相差）；压控振荡器；锁相环；变频锯齿波发生器；谐波失真计算器；N阶传递函数；N阶巴特沃思切比雪夫滤波器；XY传递函数；Binary ON Delay with Interpolation；随机数发生器；11）miscellaneous实常数；整常数；逻辑常数；与pi有关的常数；类型转换；数据信号合并；仿真时间步长的输出；仿真时间输出ScalarArray Tap(标量或数组的索引);Output of Current Run Number（输出当前运行数）；Total Number of Multiple Runs；Feedback Loop Selector（反馈回路选择）；Data Signal Array Tap 2（数据信号数组索引）；Data Signal Array Tap；信号汇合；12）Logical多输入逻辑门；Inverter（非门）；双稳态触发器；Hysteresis Buffer（磁滞缓冲区）；4或8通道多路选择器；Shift Register（移位寄存器）13）Sequencer程序控制器Start of Sequence of Events；Wait for an Event；Apply/Clear Fault；数据信号标签；按钮；Close/Open Breaker；可调输入滑块；实常数；除法器；开关按钮；地；电压表（线地）；输出通道；乘法器；电阻；三相电压源模型2；三相断路器；三相故障；旋转按钮；ScalarArray Tap；14）保护电流互感器（JA模型）；电流互感器（Locas model模型）；Two CT Differential Configuration - JA Model；Coupled Capacitor Voltage Transformer (CCVT)；Potential Transformer (PT/VT)（电压互感器）；Block Average Phase Comparator Relay（比相继电器）线地阻抗；线线阻抗；Mho Circle（欧姆阻抗圆）；Trip Polygon；Sequence Filter （相序滤波器）Distance Relay - Apple Characteristics；Distance Relay - Lens Characteristics；Out of Step Relay - Mho Characteristics；Out of Step Relay - Lens Characteristics；Out of Step Relay - Polygon Characteristics；Over-Current Detector（过流检测器）；Negative Sequence Directional Element（负序方向元件）；Dual Slope Current Differential Relay（两斜率电流差分继电器）；Inverse Time Over Current Relay（反延时过流继电器）；15）输入输出端子；Import（用于将主模块的数据传送给子模块）；Export（用于将子模块的数据传送给主模块）注意：输入信号名称（参数）必须与一个在模块定义输出连接相匹配，反之亦然。
PSCAD使用教学PPT课件
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2.1 EMTDC的插值算法
在指定的时间段内，电力网络的暂态仿真是一系列离散间 隔（时间步长）网络方程的求解。EMTDC是固定时长的暂 态仿真程序，因此仿真之前一旦选定就保持不变。
由于时间步长固定，网络事件如故障或晶闸管动作可能发 生在这些离散时间点之中（若不刻意更改）。这就意味着 如果器件动作处于时间步长间隔中的话，只有等到下一时 间步长时程序才能体现出此事件。
一、PSCAD主元件库
各页面列表 各元件列表
分页式元件库
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二、 HVDC和FACTS元件库
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包括： ——基本的开关器件如IGBT, GTO, 二极管等； ——基本的主电路单元如逆变器，整流器等； ——常见的应用级电路如HVDC，SVC等； ——常用的控制系统； ——触发脉冲产生电路；
主要内容
• PSCAD主元件库 • HVDC和FACTS元件库 • Sources元件库 • Transformers元件库 • Transmission lines/Cables元件库 • Machines元件库 • I/O Devices元件库 • Sequencer元件库 • 其它元件
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PLO参数 变压器漏抗 TCR总容量 TSC总容量
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三、 Sources元件库
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包括： ——三种三相电压源模型； ——两种单相电压源模型； ——电流源模型； ——谐波电流源模型；
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3.1三相交流电压源模型1
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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。
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.如果T ＝0,则有：输出为：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：如果20T=,则类似与PI控制器：如果10T=且20T=,则类似与增益环节：输出为：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.5.Real Pole〔实极点〕本组件仿真了一个延时或"实极点"函数,这里的输出可以在任何时候重置成用户规格化的值.输入信号在被处理之前与增益因子G〔t〕成比例.时域算法基于梯形法.本函数的解法如下：那么输出就为：这里：()Y t＝输出信号；()X t＝输入信号；()G t＝增益因子〔可变〕；T＝时间常数〔可变〕；t∆＝时间步长.6.Delay Function〔延迟函数〕延迟函数模拟了拉氏表达式sTe-,这里T是延迟的时间,s是拉氏算子.输入信号置于队列中,随着时间的推进,信号值移入队列尾部并放置到输出line上.如果延迟时间大得超过了时间步长t∆,则队列可能会变得过于庞大.为了避免出现这样的情况,采用了抽样的方法.在指定的延迟时间中对输入值采样N次,只将采样值置于队列中.另外,在满足减少存储空间的前提下,同时还必须保证采样的数量对于保持延迟信号的精度来说是足够的.由于输出的阶梯特性,需要引入一个额外的大为为时延/<2*N>的延迟.用以补偿内部轻微减少延迟时间的效应.如果需要的话,可以采用一截延迟环节来对延迟环节的输出进行滤波,以平滑抽样所造成的阶梯效应.7.Square〔平方〕本组件将输入信号与其自身相乘.8.Square Root〔平方根〕本组件计算输入的算术平方根.每个正数都有两个平方根,一个为正一个为负,算术平方根定义为正的那个平方根的值.在实数域中,平方根对负数都没有定义,因此要求输入必须为正.本组件负的输入时输出为零.9.Absolute Value〔绝对值〕本组件给出输入信号的绝对值.10.T rigonometric Functions〔三角函数〕Standard trigonometric functions.本组件实现标准的三角函数功能.Tan函数在12nπ⎛⎫+⎪⎝⎭时奇异,因此应避免输入这些值.而ArcSin和ArcCos要求输入的值域范围为[-1.0,+1.0],需避免超出此值域.11.I mpulse Generator〔脉冲发生器〕脉冲发生器用来确定线性控制系统的频率响应.其可以产生指定频率的脉冲序列.在对控制系统进行分析之前,为了使得暂态响应逐渐变弱,需要使用一些脉冲通过控制系统.当然频率可以置零,仅发送一个脉冲给控制系统,即可以观测到频率响应.如果使用插值法,此组件在每生成一个脉冲的同时也生成了插值信息.对应于脉冲的准确时间的插值时间非零,以保证脉冲无论何时都不会落在时间步长坐标上.这就有效的祛除了组件对设备步长的依赖性,即使时间步长增加也能保持精度.12.G eneric Transfer Function〔通用传递函数〕此传递函数由三段直线组成,有两个交点〔LI, LO〕和〔UI, UO〕,是一分段连续函数.如果所需多于三段直线的话,可以采用XY Transfer Function组件13.L imiting Function〔限制函数〕限制函数或"硬性限制器"在输入信号落入其最高和最低限值之内时输出输入信号.如果信号超出了限值,输出值就停留在限值上.14.N on-Linear Gain〔非线性增益〕非线性增益组件用以强化或弱化大的信号波动.当输入信号在一指定的区域中时,采用"低增益".如果输入信号离开这一区域,则给以"高增益".此传递函数是连续的,因此信号在从一个增益变为另一个增益时,不会出现跳变.15.S ingle Input Comparator〔单输入比较器〕本组件输出两个值,取决于输入信号是高于还是低于输入的门槛值.如果允许插值兼容性的话,则可输出由器件生成的插值信息〔即输入信号刚好过门槛值的确切时间点〕.运用了插值后,本组件甚至在较大的时间步长时仍能保持精度.16.D own Ramp Transfer Function〔下降斜坡函数〕本组件随着输入信号的增大将其输出依据斜坡规律从指定值降到零.斜坡开始点和终点需指定.17.R ate Limiting Function〔比率限制函数〕比例限制器在输入信号的变化率不超过指定的限值时,输出输入信号.如果变化的比率超出了限值,则输出将超前或落后于输入,以确保变化的比率在限定的范围内.18.U p Ramp Transfer Function〔上升斜坡函数〕本组件随着输入信号的增大将其输出按斜坡规律从0增加到指定的值.开始爬坡和结束爬坡的输入点需提前指定.19.S ignal Generator〔信号发生器〕信号发生器可以输出三角波或者方波.占空周期可以改变以调整输出波的形状.在生成方波时若采用了插值法,当输出变化时,组件将会把生成插值信息输出.这些例程中,插值时间表示了精确的信号变化时间.采用插值法时组件能在使用很大的时间步长时保持精度.20.E dge Detector〔边缘检测器〕本组件将当前输入与前一步长的输入进行比较,输出结果就取决于当前输入是高于、等于或者低于前一步长的输入.如果输入在步长内发生了变化,组件就成了边缘检测器.如果输入是连续的话,则组件就成了斜率探测器.注意的是,输出结果是通过填写选项卡提前指定的.21.L ogarithmic Functions〔对数函数〕本组件是标准的对数函数.输出输入信号的对数.或者以10为底数,或者以自然对数e为底数.22.E xponential Functions〔指数函数〕此组件输出输入信号的指数,底数为10或者e.23.2nd Order Complex Pole with Gain〔二阶带增益的复极点〕本组件有9种二阶滤波器形式：1.低通；2.中通；3.高通；4.高阻；5.中阻；6.低阻；7.高阻；8.中阻；9.低阻.低于特性频率的定义为低频,在特性频率附近的定义为中频,高于的定义为高频.函数7型、8型和9型除了需要对通过频率的上半部分有180°的相移,它们分别与4、5和6相似.滤波器的类型由输入参数"Function Code"所决定,它的下列菜单有1到9可供选择.24.T imer〔定时器〕如果输入信号F低于定时器的触发门槛值.一段延时后,定时器的输出等于ON的值.此值会输出"Duration ON"秒.此后,输出依然保持ON的值,只要输入F低于定时器的触发门槛值.若输入F高于定时器的触发门槛值,则输出Off的值.25.R ange Comparator〔范围比较器〕本组件能确定输入信号位于三个区域中的哪个,然后输出与此区域对应的值.这三个区域是通过定义下限和上限来确定下来的.第一区域低于限值,第二个区域位于两个限值之间〔包括限值点〕,第三个区域高于上限值.如果第一区域和第三区域生成的值相同,则此组件就成了带宽探测器,其输入若在两个限值之间输出一个值,输入在限值之外输出另一个值.26.S urge Generator〔浪涌发生器〕本组件生成一个浪涌波形.波形由四个输入参数确定,分别是"start of the up slope"、"end of the up slope"、"start of the down slope"和"end of the down slope".在"start of the up slope"之前输出为0,在"end of the up slope"和"start of the down slope"之间输出峰值.27.T wo Input Comparator〔两输入比较器〕本组件比较两个输入.如果其中一个信号与另一个相交,则输出一个脉冲,如果一个信号高于另一个,则输出一个水平输出,具体输出什么取决于指定的输出类型.如果应用了插值法,则本组件会生成插值信息〔即两个信号相交的确切时间〕并输出.此时,本组件对较大的时间步长仍能保持精度.28.P I Controller〔PI控制器〕本组件实现了比例积分的功能〔即输出是输入信号比例和积分增益的和〕.积分功能的时域计算采用的是梯形或矩形积分.在选择了"Integration Method | Rectangular"之后,可能会使用插值法.若使用了插值法,则对指定的时间步长计算积分时,会将插值时间和信号极性都考虑在内.29.I ntegrator〔积分器〕本组件是无饱和限值可重置的积分器.它是控制系统功能的基本构成模块之一,可以使用梯形或者矩形积分方法来求解.通过在输入"Clear"处填入一个非零整数,可将积分器的输出置为定义的非零整数值.如果时间常数的绝对值小于10-20,则将其定义为默认值1.0.如果选择了"Integration Method | Rectangular",则可能用到插值法.若使用了插值法,则对指定的时间步长计算积分时,会将插值时间和信号极性都考虑在内.另外,当组件的"Clear"有输入时,也可能用到插值法.如果是这样的话,将使用插值信息确定重置的具体时间点,然后计算重置之后的下一时间步长的确切输出值.30.A M/FM/PM Function〔幅值、频率和相位调制功能〕本组件有三个输入：频率〔Freq〕、相位〔Phase〕和幅值〔Mag〕.Freq与时间结合,然后规格化为-2π到+2π之间的某值.Phase与之相加,其和作为Sine或Cosine函数的自变量.最终的结果乘以Mag,最后予以输出.如果频率和相位为常数,则输出就是输入Mag的幅值调制.如果相位和幅值为常数,则输出就是输入Freq的频率调制.如果频率和幅值是常数,则输出就是输入Phase的相位调制.控制全部三个输入的实际例子就是电源模型.幅值信号用以加速电源的启动；频率信号可以调整得紧跟系统频率的变化；而幅值信号可以用来控制电源发出的功率大小.本组件还可以作为正弦波发生器单独使用.31.C ounter〔计数器〕本组件在收到正的输入时,可以改变自身的状态至相邻的更高状态.当输入负值时,它改变自身状态到相邻的较低状态.通常增加或减小的输出为1.如果计数器在它的最高〔最低〕限制上,若再收到上调〔下调〕信号,可能会出现两种情况.第一,计数器忽略这一请求,什么也不做,对应于选择"Limit Type |Sticky".第二,计数器改变它的输出到最低〔最高〕限制,对应于选择"Limit Type |Circular".还有一个选择就是将计数器重置到它的初始状态.32.D ivider〔除法器〕除法器用来将两个信号相除.为了避免分母为零,分母的内部限制为大于1.0-10,或小于-1.0-10.33.S umming/Difference Junction〔和/差连接点〕本组件允许电路设计者将几个信号进行线性合并.连接点的上限输入7路信号.每一路输入可以是加到总和上,也可以是从中减去.34.M ultiplier〔乘法器〕本组件用于将两路信号相乘.35.M aximum/Minimum Functions〔求最大/最小〕本组件允许电路设计者从几路输入信号中选择最大或最小值.最多可以输入7路信号. 36.T wo Input Selector〔两输入选择器〕本组件的输出或为A路,或为B路,取决于Ctrl的值.37.O n-Line Frequency Scanner <FFT>〔在线频率扫描仪FFT分析〕本组件是一个在线快速傅立叶转换器,可以确定作为时间函数的输入信号的谐波幅值和相位.在输入信号被分解成各个谐波分量之前要先进行采样.可以选择使用1、2或3路输入.当选择3路输入时,组件可以提供序组件形式的输出.用户可以选择以下FFT模块类型：●1-phase：标准的一相FFT.输入经处理后将提供基频的幅值和相角以与它的谐波〔包括直流分量〕；●2-phase：与单一模块的1-phase FFT没有差别,保持了结构的紧凑性和组织性；●3-phase：与上类似,仅仅是将三个1-phase FFTs合并到一个模块中；●+/-/0 Seq：将采用三相输入：XA、XB和XC,通过定序器计算FFT的原始输出,计算后的结果有基频分量的正序、负序和零序的幅值和相位,以与各次谐波.还输出每相的直流分量.序分析组件基于以下转换方程：注意：本组件处理的是工频信号〔典型的是50Hz或60Hz〕,不能用来处理高频信号. 38.I nterpolating Sampler〔插值采样器〕本组件对输入的连续信号进行离散采样,并保持输出在采样结果上直至下一个采样点.采样由指定的采样频率触发〔或输入脉冲序列触发〕.对于外来脉冲所触发的采样,为了便于进行插值或非插值的采样需要有第二个脉冲输入.对于非插值脉冲,输入是标量,而对于插值脉冲,输入是一个两元素的数组.39.X OR Phase Difference〔异或相位差〕本组件计算两个时变的输入信号A和B的异或相位差.当两个输入符号相反时,它将有一个非零输出.输出的符号取决于相位超前的输入.信号的平均值为两个输入信号之间的相位差.为了使得结果有意义,输出必须是在-1到+1之间平滑地变化.结果乘以180°就是角度输出,乘以π就是弧度输出.40.V oltage Controlled Oscillator〔电压控制振荡器〕本组件生成了一个斜坡输出th,它的变化率在任何时候都正比于输入Vc的幅值.输出斜坡限制在〔-2π,2π〕,一旦结果达到2π <或-2π>,就将它重置为0.0.常数输入信号1.0的输出：用时1s从0.0变化至2π.输出cos<th>和sin<th>基于th 值分别输出cosine和sine函数值.41.T hree-Phase PI-Controlled Phase Locked Loop〔三相PI控制的锁相环〕本组件生成一个从0°变化到360°的斜坡信号theta,相位上与输入电压Va同步或锁相.当输出数量为1时,输出的是Va的相位,当输出数量为6时,theta的第一个元素为Va 的相位,第二个元素代表的相位与第一个相差60°；当输出数量选择为12时,两个相邻元素见就差30°.锁相环节的作用,将正弦电压信号转换为一斜坡信号〔0°～360°〕,两者信号对应点的相位相同,从而就得到了电压信号的实时相位信息.使用相量技术生成斜坡输出.此技术揭示了三角函数乘法的特征,可以用来形成一个误差信号以加速或减速锁相振荡器,从而匹配输入信号的相位.相位误差信号转换成"度"后作为输出变量.输入信号的频率作为内部变量,变量名填入"Name for Tracked Frequency"42.V ariable Frequency Sawtooth Generator〔变频锯齿波发生器〕本组件生成一个锯齿波,其频率可以与输入频率信号的幅值成比例的变化.43.H armonic Distortion Calculator〔谐波畸变计算器〕本组件根据下式计算输入信号全部谐波或单个谐波的畸变程度.这里N由输入参数"Number of Harmonics"所给定.本组件可以用来对组件"On-Line Frequency Scanner <FFT>"进行优化设计.44.N th Order Transfer Function〔第N阶传递函数〕本组件模拟了一个高阶传递函数.解法基于状态变量.输入组件的是传递函数的系数和状态变量的初始值.求解可以采用简化的或非简化的梯形法.45.N th Order Butterworth/Chebyshev Filter〔第N阶Butterworth/Chebyshev滤波器〕本组件是一个变带宽〔最多10阶〕的Butterworth/Chebyshev滤波器.它模拟了标注的低通、带通、高通和带阻Butterworth/Chebyshev滤波器.46.X Y Characteristics〔XY特性〕本组件实质上是一个分段线性化查找表,XY的坐标点可以指定.它可以有不同的用途包括指定设备特性、作为传递函数或者作为信号发生器等等.47.B inary ON Delay〔二元条件延迟〕它是一标准的二元条件延迟组件.若输入变高,在经过用户指定的时间后,若输入还保持高位的话,则输出就变高.也可用到"Timed ON/OFF Logic Transition"组件.如果应用插值法,则组件会将插值信息〔即确切的过零点〕予以输出.48.S equential Output〔序列化输出〕本组件生成一个序列输出.它由指定点开始,然后按指定的时间间隔和输入的整数变化量递增输出.49.R andom Number Generator〔随机数发生器〕本组件生成指定最大和最小范围内的随机数.50.M onostableMultivibrator〔单稳态多频振荡器〕本组件是一个二元逻辑、边缘触发的单稳态多频振荡器.在打开后,输入的正边缘将导致输出走高,并维持高位一段设定的时间〔脉冲持续时间〕.如果在设定的时间结束前,输入再次走高,则再次触发单稳态,并且在新高的正边缘之后维持高位一段设定的时间.如果使用了插值法,则组件生成插值信息并输出.输出的插值时间基于输入的插值时间、用户输入的延迟和仿真的时间步长.当采用了完全插值时,本组件即使在很大的时间步长下也能保持很高的精度.51.Z ero Crossing Detector〔过零点检测器〕当输入过零时,本组件进行检测,并确定是正过零还是负过零.具有正的一阶导数的输入过零点生成一个时间步长的"1"输出.具有负的一阶导数的输入过零点生成一个时间步长的"-1"输出.其它时间输出为0.如果使用了插值法,组件就生成插值信息〔即确切的过零点时间〕并予以输出.52.T imed ON/OFF Logic Transition〔定时开/关逻辑转换〕本组件罗列了一个转换时间表.用户可以指定导通延迟时间和关断延迟时间.在导通延迟时间之前即使输入走低,延迟的输出在指定的延迟时间后也将重现.本组件模拟了一个标准的二元延迟定时器〔即在输出走高之前它必须满足输入走高,并维持了指定的延迟时间才行〕.如果使用了插值法,组件就生成插值信息〔即确切的过零点时间〕并予以输出.输出的插值时间基于输入的插值时间、用户输入的延迟和仿真的时间步长.当采用了完全插值时,本组件即使在很大的时间步长下也能保持很高的精度.53.N on-Linear Transfer Characteristic〔非线性转移特性〕本组件通过直线分段逼近模拟了非线性转移特性.X轴的参数从X1增加XN.这两点之间的输出由两点之间的插值所决定.小于X1或大于XN的输出,由临近这两点的直线的延长线所确定.54.2nd Order Transfer Functions〔二阶传递函数〕本组件可以实现以下6种二阶传递函数：1.高通；2.中通；3.低通；4.低阻；5.中阻；6.高阻.低于特性频率的定义为低频,在特性频率附近的定义为中频,高于的定义为高频.根据用户选择的通过频率指定不同的传递函数.55.a bc to dq0 Transformation〔abc到dq0的转换〕本组件实现了三相abc到dq0的转换,或者反之的转换,所依据的是以下公式：abc转换为dq0:dq0转换为abc：56.S ample and Hold〔采样保持器〕本模块的运算相当直接.当hold为0时,输入in直接输出.当hold为1时,输出保持在它的上一个输出状态上.当有2个hold输入时,两个信号都必须为1才能使得输出保持.57.A rray Product〔数组中所有元素的乘积〕本组件将所有输入数组元素的联合乘积予以输出,输出结果是标量.公式如下：这里,n是输入数据信号数组的维数.需要注意的是,组件输入假定其数据信号的维数为与输入相联的数组的维数.58.A rray Sum〔数组中所有元素的和〕本组件将所有输入数组的元素之和予以输出,输出结果是标量.公式如下：这里,n是输入数据信号数组的维数.需要注意的是,组件输入假定其数据信号的维数为与输入相联的数组的维数.59.A ngle Resolver〔角度转换〕本组件将输入信号由度转换为弧度,或者由弧度转换为度.输出范围可以选择[0, 2π]或者[-π, +π].60.P olar/Rectangular Coordinate Converter〔极坐标/直角坐标转换器〕本组件将Cartesian〔直角〕坐标转化为极坐标,所基于的公式如下所示：61.6-Channel Decoder〔6通道解码器〕取决于输入信号"Select",本组件将信号由输入"Data"转换到6个输出通道之一〔或者更多〕.输入"Select"的值与组件输入参数"Select Number for Channel"相比较,如果"Select"等于其中之一或更多,则"Data"的值就输出到对应的通道去.62.12 Channel Multiplexor〔12通道多路转接器〕本组件是一数字开关.它将编码数据源的某一路数据与输出相联.输出是一12元素的数组."Select"指定"Data"输出到数组的某个元素中.例如,与"Select"相联的信号是5,则输出数组的第5个元素与输入数据相等.输出数组的其它元素为0.63.X YZ Characteristics〔XYZ特性〕本组件基于输入x和y的值,输出z的值.它与"XY Characteristics"组件类似,然而采样点〔x,y,z〕需由外部文件输入.输出z可以等于最近的采样点的值,也可以是双线性插值得到的值.本组件可以应用于指定设备特性、作为传递函数或者作为信号发生器等等.。
PSCAD元件介绍
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。
PSCAD中的多事件控制元件
1.Start of Sequence of Events（事件序列的开始）本组件主要用于为控制序列提供一个单独的或重复的开始点。
2.Wait for an Event（等待事件）本组件主要用于在一系列事件中控制等待周期，采用下列方法中：∙等待固定的延时∙等待随机的延时∙等待指定的事件∙等待信号相交如果选择了“Wait for Signal Crossing”，则需指定一个观测的内部变量。
.3.Set Variable（设定变量）本组件可用于在一系列事件中设定一个实数型或整数型变量。
也就是说，当时钟的状态为高位（1）时，本组件中指定的实数型或整数型变量就等于给定的值。
4.Apply/Clear Fault（施加/清除故障）本组件用于在一系列事件中施加或清除故障的控制信号。
本组件通常与“Single Phase Fault”和“Three Phase Fault”组件配合使用，如下所示：5.Close/Open Breaker（闭合/关断开关）本组件用于在一系列事件中提供一个闭合或关断断路器的控制信号。
本组件可以与“Single Phase Breaker”和“Three Phase Breaker”组件配合使用，如下所示：6.Data Label（数据标签）使用数据标签可给“Wire”所流通的数据信号分派一个名称。
在同一模块分页（或主页）上，如果其输入“Data Signal Name”与其它数据名称相同，则这两个信号就是互联的。
本组件主要用于在同一页面上传递数据信号，或者为组件内部输出信号提供一个连接点。
其不能用于分页之间的数据传递。
7.Push Button（按钮）本组件是规格化的用户界面控制家族的一部分，用户可以通过它在仿真过程中手动的调整其输出。
这一组件家族包括Rotary Switch (Dial), Variable Real/Integer Input Slider 和Two State Switch.本组件可输出手动控制的两状态实数型或整数型（开关）数值。
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PSCAD元件简述
以Y/Y型接线为例：
脉冲触发起始点为相电压交点，滞后网侧A相对地电压 30度。
2pi
1 T 12
α
T
t
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PSCAD元件简述
4. 带插值点的脉冲触发
返回一个二元数组，包括触发脉 冲和晶闸管、IGBTs和GTOs插值 导通关断时刻所必须的插值时间 标签。第一个元素信号为0或1， 表示实际的门极控制信号。第二 个元素为插值的时刻。
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PSCAD元件简述
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PSCAD元件简述
风源模型 风速输出
风机模型
输出转矩 和功率
可采用自 定义风 速模型
连接电机的 机械转速 旋转机械的 转速 旋转机械的 功率 风机控制器模型
桨距角
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七、 I/O Devices元件库
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PSCAD元件简述
包括： 滑块、开关、拨号盘和按键等用户接口控制模块； 绘图或表计通道模块； 多重运行模块、优化运行模块； 变绘图步长模块、矢量接口模块；
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PSCAD元件简述
一、PSCAD主元件库
各页面列表
分页式元件库
各元件列表
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PSCAD元件简述
二、 HVDC和FACTS元件库
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PSCAD元件简述
包括： 基本的开关器件模型如IGBT, GTO, 二极管等； 基本的主电路单元如逆变器，整流器等； 常见的应用级电路如HVDC，SVC等(含相应控 制系统)； 触发脉冲产生电路；
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PSCAD元件简述
2. 关于插值和开关器件动作
在指定的时间段内，电力网络的暂态仿真是一系列离散间 隔（时间步长）网络方程的求解。EMTDC是固定时长的暂 态仿真程序，因此仿真之前一旦选定就保持不变。 由于时间步长固定，网络事件如故障或晶闸管动作可能发 生在这些离散时间点之中（若不刻意更改）。这就意味着 如果器件动作处于时间步长间隔中的话，只有等到下一时 间步长时程序才能体现出此事件。
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变压器UMEC 模型是运用分段线性化的方法来模拟铁心 饱和特性。分段线性化方法就是把非线性的计算过程分成 几个线性区段，这样在每段线性区段内，就可以采用线性 电路的计算方法来计算，简单方便。
V V R3 R2
R1 I (a) I
(b)
PSCAD在控制变压器的等效励磁支路时采用了分段 线性近似的方法。在模拟铁心的非线性特性时，直接 在元件模型参数设臵中输入I-U曲线，即10个点的（I， U）坐标，然后利用插值算法在每个区段内计算损失 特性，既减少了矩阵倒臵的计算，又保留了计算的准 确性。
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PSCAD元件简述
电源控制模式
固定控制：电压源幅值、频率和相位 角均直接输入，仿真过程中固定(注意 基准电压和频率不用于控制) 外部控制：幅值、频率和相位角均可 通过外部控制，仿真过程中可变。 自动控制(仅用于三相电源)：可通过 自动调整电压幅值对某母线处的电压 进行调节；或自动调整内部相位角调 节有功输出。
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PSCAD元件简述
经典模型的铁芯饱和处理方法包括：在最靠 近铁芯的绕组上添加可变电感；或在 最靠近铁芯的绕组上添加补偿电流源。 EMTDC采用后者。
I s (t )
VL (t )
1 s
S (t )
IS
S
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PSCAD元件简述
气隙电抗，通常为近似 为漏抗的2倍
注意要与理想模型联用 涌流的衰减时间常数 膝点电压，1.15-1.25pu 用于防止启动时不稳定 励磁电流，一次电流的百分比
一个办法就是采用变步长解法，如果发现了器件动作事 件，程序将把事件步长分割为更小的步长。然而，这无 法克服器件开合感性和容性电路时，由于电流和电压的 微分所造成的伪电压和电流尖峰问题。
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PSCAD元件简述
如果事件发生在时间步长内的话，EMTDC使用插 值算法来寻找事件发生的确切时刻。这么做比缩短 时间步长的方法结果更精确、计算速度更快，并且 允许EMTDC在更大的事件步长下精确地模拟任何 动作事件，
(3) 地平面参数 线路截面设臵界面
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PSCAD元件简述
(4) 线路特性参数 仅适用于Bergeron模型
塔形及参数 可进行导线换位和地线设臵
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PSCAD元件简述
PSCAD同轴埋地电缆的建模方法类似。
电缆特性参数输入不同
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六、 Machines元件库
k k
3
nk k
l l
Pl
+
k
Pk
N k ik
-
n ,k 1
a b
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PSCAD元件简述
铁芯饱和
主磁通受铁心饱和的影响，可以将其作为一局部的非线性 问题并将以线性化处理。PSCAD/EMTDC中变压器的饱和 模型就是将主磁通和漏磁通分开处理的。为了提高仿真精 度，需要将铁心饱和和铁心损耗考虑进去，铁心损耗可以 直接在变压器元件模型参数里设臵。PSCAD的经典法和 UMEC法采用不同的方法模拟铁心饱和。经典法模拟饱和 度时使用了一个并联补偿电流源，而UMEC法是用分段线 性法处理的。
Remote Ends模式
Direct Connection模式
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PSCAD元件简述
TLine配臵元件
用到接口元 件时需三者 名称一致
用到接口元 件时需三者 数目一致 模式选择
线路截面设臵
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PSCAD元件简述
(1)线路模型常规参数
(2)线路模型特性参数 Bergeron模型 频率特性(phase)模型 频率特性(mode)模型
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PSCAD元件简述
三极管
IGBT
可关断晶闸管
GTO/IGBT通常由 门极触发导通和关断。 能在门极脉冲为0时 关断器件，而不管器 件是否受到了正向偏 臵电压。
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PSCAD元件简述
晶闸管通常由门极受触发后保持导通，而根据 器件自身的电压和电流情况决定何时关断。 晶闸管
其状态会在以下情况下发生改变： 器件两端的正向偏臵电压大于或等于输入 参数“Forward Voltage Drop”，且门极信 号从0变为1。 器件两端的正向偏臵电压大于或等于输入 参数“Forward Voltage Drop”，且门极信 号预臵为1 正向偏臵电压大于或等于输入参数 “Forward Break-Over Voltage”。 关断时刻为器件电流的过零点（电压反向， 电流未反向时，晶闸管还保持导通；电压正 向，而电流反向时，晶闸管关断）。
c
I1
I2 V2
11
V1
12
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PSCAD元件简述
3
2. UMEC模型
4
V1
1
I1
2
I2 V2
5
变压器另一种模型是将漏磁通和主 磁通统一考虑的UMEC(Unified Magnetic Equivalent Circuit)模型。 这是一种是基于Steinmetz磁路等 效模型，变压器任一绕组铁心支路 都可以等效为磁路等效模型。目前 为止UMEC模型的发展已经十分完 备，该模型基于磁路模型进行计算， i u 具有较高的仿真精度，并且无需知 道铁心长度、铁心横截面积、绕组 匝数等详细的变压器物理参数。
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PSCAD元件简述
四、 Transformers元件库
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PSCAD元件简述
包括： 采用经典方法建模的模型； UMEC模型；
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1.采用经典建模法的模型
经典法的变压器模型是在电磁耦合的 基础上建立的。在磁路为线性的假定前提 下，变压器模型可以用既具有自感也具有 互感的耦合电路来表示。所列写的微分方 程均适用于暂态和稳态分析。经典法的理 论模型的思路来源于传统变压器的等值电 路，如两相变压器的T型、π型等值电路。 它将变压器的主磁通和漏磁通分开考虑， 在计算单相变压器时简单方便，并且参数 的物理意义清晰，可以很好的与实际变压 器吻合。但它在模拟三相，多绕组，且绕 组间存在耦合时会显得十分复杂。而且在 进行模拟计算时需要准确知道变压器绕组 的联结形式，绕组的匝数等，然而这些参 数一般无法获得，这样会显得十分不便。
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包括： 同步电机模型；感应电机模型；直流电机模型； 永磁电机模型； 交流、直流、静止励磁机模型； 蒸汽机、汽轮机和水轮机模型； 电力系统稳定器模型； 风力发电机系统模型；
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同步发电机模型
1-隐极机；2-凸极机 数据输入方式：发电机 方式；等效电路方式 多质量扭转轴接口配臵，需考 虑原动机惯量和轴系扭转效应 时应用 电枢电阻输入形式
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PSCAD元件简述
3. 可控整流桥
内部锁相环输入
控制部分
整流变
6脉波格雷兹变换桥
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整流或逆变 触发信号的输入方式 可实现单独控制 与整流变接线方式 的配合
是否使用缓冲电路
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PSCAD元件简述
与整流变接线方式的配合 希望提供给整流变PLO的电压尽量理想，故一般该电压 取自整流变的系统侧，且与A相对地电压同步。而触发脉 冲是以整流变阀侧线电压过零为起始点。故需要根据整流 变的接线方式进行调整。
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PSCAD元件简述
饱和I-U曲线
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PSCAD元件简述
五、 Transmission lines/Cables元件库
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