PSCAD的电力系统仿真大作业

合集下载

PSCAD在电力系统电磁暂态仿真的应用

引言电力工业是国民经济发展的基础工业。

随着经济建设的发展，发电设备的容量也在相应增大。

为了更好的保证安全运行，经济运行，并保证电能质量，我们应该考虑任何电力系统故障的情况，并加以研究。

电力系统正常运行的破坏多半是由短路故障引起的。

在供电系统中，短路冲击电流会使两相邻导体间产生巨大的电动力，使元件损坏；大的短路电流将使导体温度急剧上升，会使元件烧毁；阻抗电压大幅下降，影响系统稳定性。

发生短路时，系统从一种状态变到另一种状态，并伴随产生复杂的电磁暂态现象。

所以有必要对电力系统电磁暂态进行研究。

目前，电力系统暂态分析的研究理论已越来越完善，但基本上是通过建立数学模型，并解数学方程来分析的。

这让我们很难理解其推导过程，所以很有必要利用直观的方法来分析并得出相同的结论。

本设计利用PSCAD软件建立了简单电力系统和复杂电力系统两个仿真模型。

简单电力系统模型包括：同步发电机模型、负荷模型等；复杂电力系统模型包括：同步发电机模型、变压器模型、输电线模型、负荷模型等。

本设计通过运用EMTDC模块对电力系统仿真进行计算，并分析其电磁暂态稳定性，其中计算了发生四类短路故障时的暂态参数，并对其分析比较，来研究电力系统的这四类短路之间的异同和暂态对电力系统的影响。

通过此次设计进一步巩固和加强了四年来所学的知识，并得到了实际工作经验。

设计中查阅了大量的相关资料，努力做到有据可循。

在设计中逐步掌握了查阅，运用资料的能力，总结了四年来所学的电力工业的相关知识，为日后的工作打下了坚实的基础。

由于我在知识条件等方面的局限，仍存在许多不足，但在指导老师和学院大力支持和帮助下，已有相当大的改进，在此表示衷心的感谢。

第一章绪论1.1 电力系统分析简介运用数字仿真计算或模拟试验的方法，对电力系统的稳态方式和受到扰动后的暂态行为进行考察的分析研究。

对规划、设计的电力系统，通过电力系统分析，可选择正确的系统参数，制定合理的电力系统方案；对运行中的电力系统，借助电力系统分析，可确定合理的运行方式，进行系统事故分析和预想，提出防止和处理事故的技术措施。

pscad案例讲解

pscad案例讲解PScad是一款用于电力系统仿真的软件工具，它可以帮助工程师模拟和分析各种电力系统的行为。

下面将列举10个具体案例，以pscad为工具，讲解其应用和实际效果。

1. 变压器仿真案例：使用PScad可以对变压器进行建模和仿真，分析其在不同负载条件下的电压和电流变化情况，以及其对电力系统的影响。

2. 电力电子器件仿真案例：通过PScad可以模拟和分析各种电力电子器件，如整流器、逆变器、交流调压器等的电压、电流和功率波形，以及其在不同工况下的性能表现。

3. 风力发电系统仿真案例：利用PScad可以对风力发电系统进行建模和仿真，分析其在不同风速和负载条件下的输出功率、电压和电流变化情况，以及其对电网的影响。

4. 太阳能光伏系统仿真案例：使用PScad可以模拟和分析太阳能光伏系统的性能，包括光伏阵列的输出功率、电压和电流波形，以及其在不同光照条件下的运行情况。

5. 电动汽车充电系统仿真案例：借助PScad可以对电动汽车充电系统进行建模和仿真，分析其在不同充电功率和充电时间下的电压、电流和充电效率等参数的变化情况。

6. 输电线路仿真案例：利用PScad可以模拟和分析不同类型的输电线路的功率损耗、电压降和电流波形等参数，以及其对电力系统稳定性和效率的影响。

7. 发电机组仿真案例：使用PScad可以对发电机组进行建模和仿真，分析其在不同负载和运行条件下的电压、电流和功率波形，以及其对电力系统的稳定性和可靠性的影响。

8. 电力系统稳定性仿真案例：借助PScad可以模拟和分析电力系统的稳定性，包括短路故障、过电压、过电流等情况下系统的动态响应和稳定性评估。

9. 动态重构系统仿真案例：通过PScad可以模拟和分析动态重构系统的性能，包括重构过程中的电压、电流和功率波形，以及系统在不同故障条件下的恢复能力。

10. 线路参数优化仿真案例：利用PScad可以进行线路参数的优化研究，通过模拟和分析不同参数配置下的电压、电流和功率波形，以及系统稳定性和效率的变化情况，从而指导实际线路的设计和运行。

基于PSCAD的微电网控制系统建模与仿真

基于PSCAD的微电网控制系统建模与仿真PSCAD软件是电力系统仿真软件中的一种，它可以用于设计、分析和优化电力系统的控制系统。

微电网是一种能够让多种不同的能源设备和负载集成在一起的电力系统，其控制和管理对于实现微电网功率均衡和优化非常关键。

因此，本文将介绍如何使用PSCAD软件来建模和仿真微电网控制系统。

第一步，建立微电网模型。

在PSCAD中创建新项目后，选择微电网模型的拓扑结构，包括各种能源源（太阳能光伏发电、风能发电等）和负载（家庭、工厂等）。

将拓扑结构中所有的能量汇（如充电电池、ESSE等）布置在一个区域内，充当能量存储和管理的中心。

在模型设置中，设置各种能源源的容量、负载需求、电池充放电等参数。

第二步，建立微电网控制系统。

将微网设计中的器件或系统连接起来，实现对微电网的控制和管理。

利用PSCAD提供的控制器和信号处理器建立微网的分级控制系统。

根据需要，加入分布式控制算法、能量管理算法和负载控制算法等实现微电网的自动管理。

第三步，仿真并测试微电网控制系统。

使用PSCAD中的仿真功能验证微电网控制系统的功能和性能。

为了优化微电网，可以通过调整控制系统参数来达到更好的功率均衡和能量管理效果。

通过对微电网的仿真，可以对微电网的性能进行全面的评估。

例如，可以确定微电网的电池容量是否足够、是否可以满足负载要求等。

在模拟期间，可以观察模型中多个部件之间的交互，并使用数字仪表板和时间响应曲线记录电力系统中的电量和电压。

在仿真结束后，还可以使用PSCAD生成仿真报告，分析系统的性能指标并评估系统的性能。

总之，PSCAD可以用于微电网控制系统的建模、仿真和优化，可以帮助使用者快速、高效地评估微电网性能和控制系统的优化。

据此，未来微电网的发展将会有更加广阔的前景。

数据分析是现代社会中必不可少的方法之一，可以通过数据分析的结果在各种领域中做出更好的决策。

下面我们将列举一些相关数据进行分析。

首先，我们来看全球各大洲的能源消耗情况。

电力工程仿真实验方案

电力工程仿真实验方案一、实验目的通过电力工程仿真实验，学生能够掌握电力工程的基本原理与知识，加深对电力系统的理解，同时培养学生的动手能力和创新思维，提高学生的实际操作能力。

二、实验设备与工具1. 电力仿真软件：例如MATLAB、PSCAD等；2. 个人电脑或者实验室电脑；3. 电力实验设备：例如电力供应器、电压表、电流表等。

三、实验内容1. 电力系统基本原理的仿真实验1.1 电力传输与分配仿真实验：通过仿真软件建立一个基本的电力系统模型，包括发电厂、变电站、输电线路和负荷等，模拟电力传输与分配的过程，观察各个节点的电压、电流和功率变化规律。

1.2 电力系统稳定性仿真实验：通过改变负荷大小、发电厂输出功率等参数，观察系统的稳定性变化，了解电力系统的稳定性原理和调节方法。

2. 电力设备性能仿真实验2.1 电力变压器仿真实验：建立电力变压器的等值电路模型，观察电压、电流、功率的变化规律，了解电力变压器的工作原理和性能特点。

2.2 电力传动设备仿真实验：通过建立电动机等传动设备的数学模型，观察各个参数的变化，了解电力传动设备的运行特性和性能。

3. 电力系统故障仿真实验3.1 短路故障仿真实验：在模拟的电力系统中引入短路故障，观察各个节点的电压、电流的变化，了解短路故障对电力系统的影响和分析方法。

3.2 过载故障仿真实验：在模拟的电力系统中引入过载故障，观察系统的稳定性变化，了解过载故障对电力系统的影响和分析方法。

四、实验步骤1. 准备工作：将电脑打开，启动仿真软件，准备实验所需的电力系统模型和参数设置。

2. 连接设备：将电力仿真软件与电力实验设备连接，通过接口设置参数。

3. 实验操作：进行各项仿真实验，观察数据变化，记录实验数据。

4. 数据处理：对实验数据进行分析和处理，得出实验结果。

5. 结果分析：分析实验结果，总结电力系统的特点和规律。

五、实验要求1. 熟悉电力仿真软件的基本操作方法；2. 理解电力系统的基本原理与知识；3. 能够独立完成实验操作，获取实验数据；4. 能够分析实验数据，得出结论并进行总结。

pscad模型案例

pscad模型案例PSCAD（Power System Computer-Aided Design）是一种用于电力系统仿真的软件工具。

它可以帮助工程师模拟和分析各种电力系统的行为和性能，包括电力传输、配电和控制系统。

下面是一些关于PSCAD模型案例的示例，以展示其在电力系统设计和分析中的应用。

1. 变频器控制系统模型：该模型用于研究变频器在电力系统中的控制策略和性能。

通过模拟不同的负载和控制参数，可以评估变频器的稳定性、响应速度和功率因数等指标。

2. 风电场电网连接模型：该模型用于模拟风电场与电网的连接和交互行为。

通过调整风机的输出特性和电网的负荷条件，可以评估风电场对电网稳定性和电能质量的影响。

3. 短路分析模型：该模型用于分析电力系统中的短路故障。

通过模拟不同类型的短路故障，可以评估系统的保护装置和自动开关的动作性能，以及短路故障对系统设备的影响。

4. 输电线路模型：该模型用于模拟电力系统中的输电线路的行为和性能。

通过调整线路的参数和输入条件，可以评估线路的输电能力、电压稳定性和传输损耗等指标。

5. 电池储能系统模型：该模型用于研究电池储能系统在电力系统中的应用。

通过模拟不同的负载和储能系统的控制策略，可以评估储能系统的充放电效率、能量储存能力和对系统稳定性的影响。

6. 发电机模型：该模型用于模拟不同类型的发电机在电力系统中的行为和性能。

通过调整发电机的参数和控制策略，可以评估发电机的响应速度、电压调节能力和功率因数调整能力等指标。

7. 配电系统模型：该模型用于模拟电力系统中的配电系统的行为和性能。

通过调整配电系统的负荷和变电站的容量，可以评估系统的电压稳定性、短路能力和供电可靠性等指标。

8. 变压器模型：该模型用于模拟变压器在电力系统中的行为和性能。

通过调整变压器的参数和负载条件，可以评估变压器的效率、电压调节能力和短路能力等指标。

9. 非线性负载模型：该模型用于研究电力系统中非线性负载的行为和性能。

基于PSCAD4.2软件的电力系统距离保护仿真分析

０引言
电力系统保护中，输电线路的保护主要是距离
保护，其不受运行方式的影响，继电保护性能得到
电以及继电保护系统等领域较为活跃，该软件主要
对电力系统时域和频率等变量进行仿真分析，其结
果一般以简单易懂的图形界面输出，使得仿真过程清晰、准确而灵活Ｊ。本文基于ＰＳＣＡＤ４．２软件对
电工电．＿【（２０１４Ｎｏ．７）
时ｊ～ …
基于ＰｓＣＡＤ４．２软件的电力系统距离保护伪真分析
产品与应用＿
基于ＰＳＣＡＤ４．２软件的电力系统距离保护仿真分析
彭湃，程汉湘
（广东工业大学自动化学院ｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｍａｄｅｏｎｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｄｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｂｕｉｌｔｕｐｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＰＳＣＡＤ４．２ｓｏｔｗａｆｒｅａｎｄｓｅｔｐｏｓｓｉｂｌｙｈａｐｐｅｎｉｎｇｇｒｏｕｎｄｉｎｇｆａｕｌｔｓａｎｄｆａｕｌｔｓｂｅｔｗｅｅｎｐｈａｓｅｓｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓ，ｔｏｇｅｔｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆｖｏｌｔａｇｅ，ｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｏｔｈｅｒｃｈａｎｇｅｒｕｌｅｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｕｌｔｋｉｎｄｓ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｍｏｄｅｌｗｉｔｈｔｈｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｃａｎｃｏｒｒｅｃｔｌｙｒｅｌｅｆｃｔｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈａｔｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｉｓａｂｌｅｔｏｒｅｓｐｏｎｄｔｏｆａｕｌｔｓｉｇｎａｌｆａｓｔｗｉｔｈａｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒ，ｔｏｒｅａｌｉｚｅｐｒｏ — ｔｅｃｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＳＣＡＤ４．２ｓｏｆｔｗａｒｅ；ｄｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇｆａｕｌｔ

实验三 PSCAD故障建模及仿真一

1
1.安装并启动软件，选择 File/New，新建一个以学号********命名的项目文件，保存在桌面。 2.构造电气主接线图（1）在 Master Library 库中找到所需的元件或模型，复制并粘贴到空白工作区，所需原件有三相电压源、断路器和架空线路，如下图 2 所示。
图 2.1 三相电压源
图 2.2 断路器
图 2.3 架空线
图 3 所示，鼠标移动到工作区后，移动鼠标进行连线。
图3 （3）设置线路参数如下图 5，图 6 所示。
连线按钮（图中红圈处按钮）
图5
图6
2
（4）设置短路假设在线路末端出口处发生单相接地故障，在元件库中选取如下图 7 所示的故障模型，并对故障参数进行设置，如图 8 所示。
图 10 实验结果
图 11 仿真波形
4
五.实验结果分析与总结通过图 11 可以看出，当系统运行到 0.2s 时，故障发生，持续时间也为 0.2s，相电压与相电流在故障被排除后恢复到了正常运行状态。通过本次试验我初步了解了利用 PSCAD 进行电力系统故障仿真的基本方法和操作步骤，通过实验操作得到的仿真波形与理论分析结果相同。六.实验思考题 1.电力系统由哪些部分组成？答：电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。输电网和配电网统称为电网，是电力系统的重要组成部分。发电厂将一次能源转换成电能，经过电网将电能输送和分配到电力用户的用电设备，从而完成电能从生产到使用的整个过程。电力系统还包括保证其安全可靠运行的继电保护装置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统（一般称为二次系统）。 2.附录中的线路参数和 Bergeron 模型中需输入的参数如何转化？答：附录中的线路参数如下图 12 所示

PSCAD的电力系统仿真大作业3

仿真计算1、在PSCAD中建立典型的同步发电机模型，对同步发电机出口三相短路进行仿真研究。

要求：（1）运行“同步发电机短路”模型，截取定子三相短路电流波形，并对波形进行分析，验证与理论分析中包含的各种分量是否一致；图一同步发电机短路模型图二、定子三相短路电流定子三相短路电流中含有直流分量和交流分量，其中周期分量会衰减。

三相短路电流直流分量大小不等，但衰减规律相同，均按指数规律衰减，衰减时间常数为Ta，由定子回路电阻和等值电感决定，大约在0.2s。

交流分量也按指数规律衰减，它包括两个衰减时间常数，分为次暂态过程、暂态过程和稳态过程。

（2）修改电抗参数Xd（Xd’，X’’d），增加或者减小，截取定子三相电流，并与第一步结果对比分析；图一是Xd`=0.314 p.u，Xd``=0.280 p.u情况下的定子电流波形；图二是Xd`=0.514 p.u, Xd``=0.280 p.u情况下的定子电流波形。

显然，随着Xd`的增大定子的电流在减少。

图三、定子三相短路电流（3）修改时间常数Td（Td’，T’’d），增加或者减小，截取定子三相电流，并与第一步结果对比分析。

参数Td’=6.55s ，Td”=0.039s时定子电流如图一所示；当参数变为Td’=3.55s ，Td”=0.039s是定子电流如图三所示，显然图四、定子三相短路电流2、利用暂态仿真软件对下面的简单电网进行建模，对模型中各元件参数进行详细说明，并进行短路计算。

将故障点的电流电压波形及线路M端的电流电压波形、相量图粘贴到课程报告上。

要求：（1）短路类型为①三相故障；②A相接地；③BC两相故障。

（2）两端系统电势夹角取15oδ=。

（3）故障点设置为线路MN中点（25km处）。

（4）仿真结果包括M、N两侧和短路点处的三相电压、电流的瞬时值波形和短路发生后时刻的三相电压、电流相量图。

三、课程学习心得通过本课程的学习，你有哪些体会和心得，请写出来。

可以从以下几个方面考虑，但不局限于这些方面：通过课程你学到了哪些知识；学会了哪些方法；对电力系统的认识；对课程的建议等。

pscad实验报告华中科技

pscad实验报告华中科技大学电力系统实验报告华中科技大学电力系统实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过使用PSCAD软件，对电力系统进行仿真实验，探究电力系统的运行特性和稳定性。

二、实验原理PSCAD是一款用于电力系统仿真的软件，可以模拟电力系统中各种元件的运行情况，包括发电机、变压器、线路等。

通过对电力系统进行仿真实验，可以更好地理解电力系统的运行原理和特性。

三、实验内容本次实验主要包括以下几个方面的内容：1. 发电机的模拟：通过设置发电机的参数，模拟发电机的运行情况，包括电压、频率等。

2. 变压器的模拟：通过设置变压器的参数，模拟变压器的运行情况，包括变压比、损耗等。

3. 线路的模拟：通过设置线路的参数，模拟线路的运行情况，包括电阻、电感等。

4. 稳定性分析：通过对电力系统进行稳定性分析，探究电力系统的稳定性。

四、实验步骤1. 打开PSCAD软件，新建一个电力系统仿真实验。

2. 设置发电机的参数，包括电压、频率等。

3. 设置变压器的参数，包括变压比、损耗等。

4. 设置线路的参数，包括电阻、电感等。

5. 运行仿真实验，观察电力系统的运行情况。

6. 对电力系统进行稳定性分析，探究电力系统的稳定性。

五、实验结果通过对电力系统进行仿真实验，我们观察到了以下几个结果：1. 发电机的电压和频率在一定范围内波动，但保持在合理的范围内。

2. 变压器的变压比和损耗在一定范围内波动，但保持在合理的范围内。

3. 线路的电阻和电感在一定范围内波动，但保持在合理的范围内。

4. 电力系统的稳定性较好，没有出现明显的不稳定现象。

六、实验分析通过对电力系统的仿真实验，我们可以更好地理解电力系统的运行原理和特性。

同时，我们也可以通过对电力系统的稳定性分析，进一步优化电力系统的运行效果。

七、实验总结通过本次实验，我们深入了解了电力系统的运行原理和特性。

同时，我们也学会了使用PSCAD软件进行电力系统的仿真实验。

这对我们今后的学习和工作都具有重要的意义。

电力系统仿真实训报告

电力系统仿真实训报告概述电力系统是人类社会不可或缺的基础设施之一，由于其特殊性和复杂性，因此进行电力系统仿真具有重要的意义。

本报告旨在介绍电力系统仿真实训的过程和结果，探究如何通过仿真提高电力系统的安全性、稳定性和经济性。

实训环境和工具本次实训所采用的仿真环境是PSCAD/EMTDC软件，该软件是电力系统仿真领域内广泛使用的仿真工具之一。

该软件可以对电力系统进行全面的仿真，包括电网稳定性分析、暂态过电压分析等。

此外，还可以对不同类型的电源进行仿真模拟，如火力发电、水力发电、风力发电以及变电站等。

实训过程本次实训主要分为四个部分：电力系统建模、仿真运行、分析评估和结论汇报。

一、电力系统建模在进行电力系统仿真前，需要先进行电力系统建模。

电力系统建模是仿真的基础，也是仿真计算的前提。

本次实训我们选择了IEEE 9节点电力系统作为仿真模型，并进行了各种类型电源的设定和负荷的计算。

二、仿真运行建立好电力系统模型后，我们进行了仿真运行实验。

通过设定不同的电源类型、不同的负荷情况等多种场景，进行多次的仿真运行，并对仿真结果进行记录和分析。

三、分析评估根据仿真结果，对电力系统的稳定性、安全性和经济性进行评估分析。

通过对仿真结果的分析，我们可以了解到仿真模型的稳定状态、仿真过程中电力系统的变化趋势和各个参数间的相互作用关系。

四、结论汇报根据实验结果和分析评估，我们撰写了结论报告，回顾了仿真过程中的一些关键问题和解决方法，并提出了相关建议。

实训结果通过本次电力系统仿真实训，我们对电力系统的相关知识有了更加深入的理解，了解了电力系统稳定性和安全性的重要性以及如何进行电力系统的安全评估和优化。

同时，我们也掌握了PSCAD/EMTDC仿真软件的使用方法，可以更加熟练的进行仿真模拟和分析评估。

本次实训为我们今后进一步深入学习电力系统和电力工程提供了良好的基础。

结论本次电力系统仿真实训通过对电力系统建模、仿真运行、分析评估和结论汇报等多个环节的实践，使我们对电力系统的工作原理、运行特性和优化方法有了更深入的认识和理解，进一步提升了我们的实践能力，为今后的学习和工作打下了良好的基础。

电力系统仿真软件介绍（作业）

电力系统分析软件介绍1 EMTDC/PSCADEMTDC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，一般直接将其称为PSCAD。

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。

PSCAD/EMTDC基于dommel电磁暂态计算理论，适用于电力系统电磁暂态仿真。

EMTDC（Electro Magnetic Transient in DC System）即可以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控制的多功能工具。

PSCAD由Manitoba HVDC research center开发。

2 PSAPACPSAPAC由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。

其包含多个模块，其中部分模块可以单独使用。

模块和功能如下：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。

LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。

IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。

TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。

DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。

LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。

为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。

VSTAB（V oltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。

PSCAD在电力系统电磁暂态仿真应用技术

最后形成包括所有发电机支路和负荷支路的节点方程如下
（2-2）
式中，Y阵与阶次相同，其差别只在于阵不含发电机和负荷；节点电流向量I中只有发电机端节点的电流不为零。有非零电流源注入的节点称为有源节点。
系统中的同步调相机可按发电机处理。在进行起始次暂态电流计算时，大型同步电动机、感应电动机以及以电动机为主要成分的综合负荷，特别是在短路点近处的这些负荷，必要时也可以用有源支路表示，并仿照发电机进行处理。
2
1．电力系统节点方程的建立
利用节点方程作故障计算，需要形成系统的节点导纳（或阻抗）矩阵。首先根据给定的电力系统运行方式制订系统的等值电路，并进行各元件标幺值参数的计算，然后利用变压器和线路的参数形成不含发电机和负荷的节点导纳矩阵。
发电机作为含源支路通常表示为电势源与阻抗的串联支路，接于发电机端节点i和零电位点之间，电势源的施加点I’称为电势源节点，而支路的端节点i则为无源节点。在建立节点方程时，经常将发电机支路表示为电流源和导纳的并联组合，电流源的注入点i称为电流源节点，而节点I’则成为零电位点（短路点）。接入发电机支路后，阵中与机端节点i对应的对角线元素应增加发电机导纳。
（2-7）
而网络中任一节点的电压
（2-8）
任一支路电流
（2-9）
对于非变压器支路，令k=1即可。
从计算公式（2-7）和（2-8）可以看到，式中所用到的阻抗矩阵元素都带有列标f。这就是说，如果网络在正常状态下的节点电压为已知，为了进行短路计算，只须利用节点阻抗矩阵中与故障点f对应的一列元素。因此，尽量是采用了阻抗型的节点方程，但是并不需要作出全部阻抗矩阵。在短路的实际计算中，一般只需形成网络的节点导纳矩阵，并根据具体要求，求出阻抗矩阵的某一列或某几列元素即可。

基于PSCAD和MATLAB的电力系统电磁暂态仿真研究

基于PSCAD和MATLAB的电力系统电磁暂态仿真研究摘要电磁暂态的研究主要是针对电力系统出现故障时对系统参数进行分析。

本文根据电力系统的故障分析理论，运用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC和系统仿真软件MATLAB，以双电源供电系统为模型分别对其进行了单相接地、两相相间短路及三相接地故障条件下的电磁暂态仿真分析，通过仿真结果比较，得出两种仿真环境下的仿真波形几乎一致，与故障分析算例基本吻合，这说明这两种仿真环境都适用于电力系统的电磁暂态仿真，但在故障设置方面，PSCAD的设置更为灵活方便。

同时，由PSCAD建立一个简单的交直流传输系统为模型，根据PSCAD-MATLAB接口技术原理，实现了接口环境下的电磁暂态仿真研究，这说明了PSCAD-MATLAB接口仿真技术在电磁暂态分析中的有效性。

关键字：电磁暂态；PSCAD；MATLAB；接口技术The simulation study for electromagnetic transient in powersystem based on PSCAD and MATLABAbstractElectro-magnetic transient research mainly aims at power system which for analysis of system parameters when it is malfunctioning. Based on the theory of fault analysis in power system, the usage of Power System Computer Aided Design/Electromagnetic Transients in DC system and Matrix Laboratory, as well as the model of two-source supply system, this paper mainly illustrates the simulation for electromagnetic transients through the application of a variety of faults, such as single-phase earth fault, inter-phase short circuit, andthree-phase grounding fault. By the comparison of simulation outcomes, it showed that the simulation waveforms under two kinds of simulation environment does almost unanimously which is similar to the example of fault analysis, the two simulation environments are suitable for the research of electromagnetic transients in power system. But in fault setting, the setting of PSCAD is more agile and convenient . Meanwhile, it presented the implementation of the simulation study for electromagnetic transient with the basis of the principle ofPSCAD-MATLAB interface techniques and the model established by PSCAD of a simple AC/DC transmission system, which has shown that the effectiveness of PSCAD-MA TLAB interface techniques in the study of electromagnetic transients.Key words: electromagnetic transients; PSCAD; MATLAB; interface techniques目录摘要 (I)Abstract (II)第一章概述 (1)1.1 国内系统事故概况 (1)1.2 电力系统的电磁暂态数字仿真概述 (2)1.3 本文主要工作 (3)第二章电力系统的故障分析 (5)2.1 电力系统的故障介绍 (5)2.1.1 电力系统的短路故障概念和分类 (5)2.1.2 电力系统的短路故障原因及其危害 (6)2.2 电力系统的不对称故障分析方法—对称分量法 (7)2.2.1 对称分量法原理 (7)2.2.2 对称分量法的应用 (8)2.2.3 正序等效定则 (10)第三章基于PSCAD/EMTDC和MATLAB的电磁暂态仿真设计 (12)3.1 PSCAD/EMTDC的工作环境介绍 (12)3.2 MATLA的工作环境介绍 (15)3.3 基于PSCAD和MATLAB的电力系统电磁暂态仿真设计 (19)3.3.1 基于PSCAD交流电力网络的模型建立 (19)3.3.2 基于MA TLAB交流电力网络的模型建立 (24)3.3.3电力系统的故障设置 (28)3.3.4时域仿真分析 (30)第四章基于PSCAD/EMTDC和MATLAB的电磁暂态接口仿真研究 (32)4.1 PSCAD和MATLAB的接口技术介绍 (32)4.1.1 接口技术的背景 (32)4.1.2 接口技术原理及接口的实现过程 (33)4.2 基于PSCAD-MA TLAB的电力系统电磁暂态仿真 (35)4.2.1 基于PSCAD的交直流系统的模型建立 (35)4.2.2 电力系统的故障设置 (39)4.2.3 PSCAD-MA TLAB的接口环节 (40)4.2.4 时域仿真分析 (41)4.2.5 接口仿真分析 (43)第五章结束语 (51)参考文献 (52)附录A (54)附录B (58)致谢 (62)第一章概述1.1 国内系统事故概况我国电力系统是世界上发展非常迅速的系统。

应用PSCAD进行电力电子装置仿真ppt课件

第7页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
3) Band Limit Proximity Correction的含义？
调制波处于载波临界区域时可能漏掉触发脉冲
设置该参数后可以通过插值算法避免漏掉触发脉冲的情况出现
第8页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
3. 控制系统搭建(电力电子装置常用控制模块) 3.1锁相环
第1页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第一部分基本模块及功能介绍
1. 电力电子器件
模型：两状态电阻性开关
第2页
二极管
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第3页
晶闸管
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第4页
GTR、GTO、IGBT
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第5页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第 30 页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
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 ➢ 模拟系统的仿真、数字系统的仿真、PWM脉冲策略的仿真、缓冲吸收电路的仿真
效值，该模块还可以用来测量有功功率、无功功率和相角 ④ 利用全局变量设置万用表测量时的基准频率为 60Hz
第 25 页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
1.2 Single-Phase GTO Half-Wave Rectifier（单相半波全控整流电路）
知识点： ① 演示GTO全控型器件和SCR半控型器件的区别，

关于 PSCAD 的电力系统电压调节器仿真分析.

关于 PSCAD 的电力系统电压调节器仿真分析.摘要：对于发电厂来说，高压母线电压稳定性对于整个电压的稳定性来说是十分重要的，安装电力系统电压调节器之后可以显著提升发电机动态无功储备容量，进而能够有效提升高压路线的电压稳定性。

在本研究中，针对电力系统电压调节器数学模型，进一步分析负调节效果，能够为之后电厂PSVR的运用奠定基础，构建基于电力系统计算机软件的PSVR仿真模型，进而能够对电厂中的电网事故，波动情况，冲击负荷等多种扰动现象进行仿真分析，验证PSVR在线提升机组对电力系统的支撑效果。

通过仿真分析我们发现，利用PSVR能够通过发电机潜在无功容量，提升其无功响应速度，进而能够快速恢复暂态电压，提升机组对发电厂高压母线稳定性的作用。

关键字：PSCAD；电力系统；电压调节器；仿真；分析近年来随着全国范围内电网互联工程的广泛实施，以及交直流电网施工规模的扩大，具备动态无功储备对于直流交流电网实现电压稳定性来说是十分重要的，目前对于在大型受端电网来说，暂态电压的稳定性是当前急需解决的问题。

发电厂的高压母线是电网交互和发电厂的重要界面，其高压母线的稳定性将对于整个电网稳定性十分重要，相比并联补偿电抗器，电容器等来说具有较快的数据响应速度，调节平滑等特点，传统发电机类似调节器主要是通过发电机端电压控制，然而当出现电网故障时需要较多的无功功率，进而提升其电压稳定性，无法提供较多无功功率，维持高压母线电压处于较高水平。

在安装电压调节器之后可以帮助电厂发电机提高动态无功储备容量，进而可以稳定发电厂的高压母线稳定性，因此有必要深入分析电力系统的电压调节器。

在本研究中，基于当前大电网动态无功储备量逐渐减小，且电网电压受到挑战的情况下，深入分析了电力系统电压调节器的有关性能，并且分析PSVR负调差效果，以某电厂作为研究对象，针对PSVR的具体应用作为研究对象，构建了基于电力系统计算机软件的研究系统仿真模型，包括励磁系统，PSVR，电网负荷模型，能够对该电厂的冲击负荷，电网事故，无功电压波动等多种扰动进行模拟分析，并进一步验证了PSVR在有效提升机组对无功支撑的有效作用。

pscad电力系统暂态仿真

无故障仿真波形
三相短路与相间短路波形
两相短路接地和单相短路接地波形
小结
➢ 在短路前，同步发电机的输出电压基本保持不变，在短路瞬间立刻下降，发电机发出的有功功率也会发生波动，无功功率会增多，使发电机输出电压有所提高，尽可能趋于稳定。但对于三相短路，对系统影响比较大，系统发生三相短路后，会处于失稳状态，很难在回到原来状态或进入另一个稳定状态。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给予足够的重视。
500kv输电线路模型的建立与仿真
500kv输电线路模型的建立与仿真
仿真分析
➢ 四种短路故障中，单相接地对系统稳定性影响最大，电力系统的运行经验表明，单相接地短路占大多数，必须采取措施降低单相接地故障引起的过电压对电力系统的影响。
限制单相短路故障过电压的措施
➢ 使用高压并联电抗器补偿特高压线路的充电电容
➢ 使用金属氧化物避雷器限制短时高幅值工频过电压
➢ 选择合理的系统结构和运行方式，以降低工频过电压
设计结论
➢ 本设计主要是用PSCAD/EMTDC软件对四种短路进行仿真，得出短路点、同步发电机、电力系统的电压等重要参数的仿真图形并进行比较，相对于书本上建立数学模型解数学方程的方法来说直观、易懂，对短路故障的发生原因、危害进行了详细的介绍，并分析比较了四种短路故障对电力系统的影响，有理论到仿真实践循序渐进，对各种短路故障的理解更加深入
电力系统故障引起的电力系统过电压的影响
➢ 学生姓名：赵春阳 ➢ 学号：0867130234 ➢ 专业：电气工程及其自动化 ➢ 班级：电气08-2班
总体介绍
主要内容
短路故障
单机无穷大
500kv输电线路
原因

基于PSCAD的交直流电力系统故障仿真

技
引言
由于高压直流输电具有电能损耗小，可控性强优点，在远距离大容量输电、海底输电、系统互联等领域中得到了广泛应用。目前，我国已有葛上、天广、三常、三广和贵广直流输电系统投入实际运行，形成了交直流混合电力系统。数字仿真具有投资小、功耗低、占用场地小、灵活性和扩展性强、实验重复性好、自动化程度高等优点，随着计算机技术的不断发展，越来越得到大家的认可。通过数字仿真方法进行交直流电力系统故障仿真分析是一种十分有效的方法。
仿真技术
基于 PSCAD 的交直流电力系统故障仿真
AC/DC Power Grid Fault Simulation Based on PSCAD
（郑州大学）蒋建东周挥毫
J IANG J ian-dong ZHOU Hui-hao
摘要: 本文简单介绍了电力系统暂态仿真软件 PSCAD 的功能、元件库和仿真程序执行的过程。在 PSCAD 中进行了交直流电
力系统的建模 , 并以一个双电源环形网络为例在 PSCAD 中进行了故障仿真 , 并对仿真结果进行了分析。
关键词: 交直流电力系统; 故障仿真; PSCAD
中图分类号: TM721.1
文献标识码: A
Abstract: In this paper, the function, elements and simulation procedure of the power system transient simulation software PSCAD is introduced briefly. Then the simulation method of AC/DC Power Grid in PSCAD is given. As an example, the fault of a simple circle grid with two power sources is simulated. Key words: AC/DC Power Grid; Fault Simulation; PSCAD

pscad案例

pscad案例PSCAD（Power System Computer Aided Design）是一种专业的电力系统仿真软件，广泛应用于电力系统设计和分析领域。

下面列举了十个PSCAD案例，帮助读者了解PSCAD的功能和应用。

1. 电力系统稳态分析：利用PSCAD，可以对电力系统进行稳态分析，包括电压、电流、功率等参数的计算和评估。

例如，可以模拟并评估变压器的负载能力和电压稳定度。

2. 电力系统短路分析：PSCAD可以模拟电力系统的短路故障，并计算短路电流、短路电压等参数。

通过分析短路故障，可以评估电力系统的保护装置的性能和选择适当的保护策略。

3. 电力系统暂态分析：PSCAD可以模拟电力系统的暂态过程，如开关操作、电容器切除等。

这些暂态过程可能导致电压暂降、电流冲击等问题，通过PSCAD模拟分析，可以评估这些暂态过程对电力设备和电力系统的影响。

4. 风电场建模与分析：PSCAD可以用于风电场的建模和分析。

可以模拟风机的输出特性、输电线路的传输特性等，评估风电场的稳定性和可靠性，并优化风电场的设计和运行。

5. 光伏发电系统建模与分析：PSCAD可以用于光伏发电系统的建模和分析。

可以模拟光伏电池的I-V特性、光照变化对发电量的影响等，评估光伏发电系统的性能和可靠性，并优化光伏发电系统的设计和运行。

6. 电力电子设备模拟：PSCAD可以模拟各种电力电子设备，如变频器、逆变器、整流器等。

可以评估电力电子设备的性能和稳定性，并优化其设计和控制策略。

7. 智能电网建模与分析：PSCAD可以用于智能电网的建模和分析。

可以模拟智能电网中的各种组件，如智能电表、智能配电网等，评估智能电网的性能和可靠性，并优化智能电网的设计和运行。

8. 超导设备模拟：PSCAD可以模拟超导设备的特性和性能，如超导线圈、超导电缆等。

可以评估超导设备的性能和稳定性，并优化其设计和控制策略。

9. 电力系统故障分析：PSCAD可以用于电力系统故障的模拟和分析。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

电力系统分析课程报告姓名 *******
学院自动化与电气工程学院
专业控制科学与工程
班级 *******
指导老师 *******
二〇一六年五月十三
一、同步发电机三相短路仿真
1、仿真模型的建立
选取三相同步发电机模型，以三相视图表示。

励磁电压和原动机输入转矩Ef 与Tm均为定常值，且发电机空载。

当运行至时，发电机发生三相短路故障。

同步发电机三相短路实验仿真模型如图1所示。

图1 同步发电机三相短路实验仿真模型
2、发电机参数对仿真结果的影响及分析
衰减时间常数Ta对于直流分量的影响
三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律相同，均按指数规律衰减，衰减时间常数为Ta，由定子回路的电阻和等值电感决定（大约）。

pscad同步发电机模型衰减时间常数Ta对应位置如图3所示（当前Ta=）。

图3 同步发电机模型参数Ta对应位置
1）Ta=时，直流分量的衰减过程（以励磁电流作为分析）如图4所示。

图4 Ta=发生短路If波形
2）Ta=时，直流分量的衰减过程（以励磁电流作为分析）如图5所示。

图5 Ta=发生短路If波形
短路时刻的不同对短路电流的影响
由于短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大，而直流分量的起始值于短路时刻的电流相位有关，即直流分量是由于短路后电流不能突变而产生的。

Pscad模型中对短路时刻的设置如图6所示
图6 Pscad对于短路时刻的设置
1）当在t=时发生三相短路，三相短路电流波形如图7所示。

图7 t=时三相短路电流波形
2）当在t=时发生三相短路，三相短路电流波形如图8所示。

图8 t=6时三相短路电流波形
Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响
1) Xd的影响
Pscad中对于Xd的设置如图9所示：
图9 Pscad对于D轴同步电抗Xd的设置
下面验证不同Xd时A相短路电流的稳定值。

i.Xd=（标幺制，下同）时，仿真波形如图10所示
图10 Xd=时A相短路电流波形
ii.Xd=10时，仿真波形如图11所示
图11 Xd=时A相短路电流波形
2）Xd`的影响
在Pscad中暂态电抗Xd`的设置如图13所示：
图13 Pscad对于暂态电抗Xd的设置
下面验证不同Xd`时A相短路电流的暂态过程。

i.Xd`=时A相短路电流的波形如图14所示：
图14 Xd`=时A相短路电流波形
ii.Xd`=1时A相短路电流的波形如图15所示：
图15 Xd``=1时A相短路电流波形
3）Xd``的影响
这里次暂态电抗Xd``与暂态电抗Xd`相似，Xd``影响的是短路后的次暂态过程。

在Pscad中次暂态电抗Xd``的设置如图16所示：
图16 Pscad对于次暂态电抗Xd``的设置
下面验证不同Xd``时A相短路电流的暂态过程。

i.Xd``=时A相短路电流的波形如图17所示：
图17 Xd``=时A相短路电流波形
ii.Xd``=时A相短路电流的波形如图18所示：
图18 Xd``=时A相短路电流波形
Td`、Td``对短路电流的影响
在Pscad中衰减时间常数的设置如图19所示：
图19 Pscad对于衰减时间常数的设置
1）下面验证不同Td`时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。

i.Td`=时短路励磁电流的波形如图20所示
图20 Td`=时短路励磁电流的波形
ii.Td`=时短路励磁电流的波形如图21所示
图21 Td`=时短路励磁电流的波形
2）下面验证不同Td``时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。

i.Td``=时短路励磁电流的波形如图22所示
图22 Td``=时短路励磁电流的波形
ii.Td``=时短路励磁电流的波形如图23所示
图23 Td``=时短路励磁电流的波形
二、简单电力网络的线路故障仿真
1、仿真模型的建立
仿真模型预览图
根据题目要求，建立如图24所示的仿真模型。

图24 简单电力网络仿真模型
i.三相电源参数、输电线路（π型等值电路）参数对应在仿真模型中的设置位
置如图25（a）（b）所示。

图25（a）电源参数设置位置
注：题目要求中两侧电源电势夹角为15°，即两侧Phase值相差15°。

图25（b）π型等值电路参数设置位置
ii.变压器参数设置如图26所示，变压器采用星三角连接且不接地，零序电流不流通。

图26 变压器模型参数设置位置
2、输出通道的设计
由于题目要求三相电压电流的瞬时波形和向量图，所以需要设计不同的输出通道。

瞬时波形用覆盖图形和分离图形显示(如图27所示）；相量图需要将各相电气量经过FFT模块处理（如图28所示），采用其幅值相位模式，用处理完成后的基波表示（如图29所示），用向量仪显示效果（如图30所示）。

图27 瞬时波形显示方式
图28 FFT处理模块
图29 FFT模式选择
图20 相量仪输出幅相特征
3、不同故障类型下的仿真结果
线路发生三相故障
由于是对称故障且系统两侧基本相同，这里只看M侧A相。

故障前幅相特性
故障后幅相特性
线路发生A相接地故障
主要看特殊相A相的电气量变化情况
M侧A相母线电压波形
M侧母线ABC相电流波形
短路点A相电压波形
短路点ABC三相电流波形（故障前重合）。

故障前幅相特性
故障后幅相特性
线路发生BC两相故障
仍然主要看特殊相A的电气量变化
母线M侧A相电压波形
短路点ABC三相电压波形（故障前重合，故障后BC两相电压减小）
短路点ABC三相电流波形
短路前的幅相特性
短路后的幅相特性
4课程学习心得
通过对于电力系统分析这门课一个学期的学习，我更加深入的了解了电力系统分析中主要考虑的问题。

本学期主要是对电力系统的暂态的学习，通过刘益青老师的耐心讲解和课下用PSCAD仿真软件对课程的巩固，使我自己在故障分析的能力上又上了一个台阶。

对于课程的建议：可能由于课时的原因，课程进行的略微紧张，基础稍欠缺的地方有些跟不上。

因为了解到老师有做过故障保护相关工作的经验，所以希望老师以后能为学生拓展一些电力系统其他方面的知识。

在此再次感谢老师在学习上的支持和帮助。