PSCAD的电力系统仿真大作业
PSCAD在电力系统电磁暂态仿真应用技术
2．机电暂态过程分析。主要研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰动后的静态稳定性能。其中暂态稳定分析是研究电力系统受到诸如短路故障，切除或投入线路、发电机、负荷，发电机失去励磁或者冲击性负荷等大扰动作用下，电力系统的动态行为和保持同步稳定运行的能力。为选择规划设计中电力系统的网络结构，校验和分析运行中电力系统的稳定性能和稳定破坏事故，制定防止稳定破坏的措施提供依据。静态稳定分析是研究电力系统受到小扰动后的稳定性能，为确定输电系统的输送功率，分析静态稳定破坏和低频振荡事故的原因，选择发电机励磁调节系统、电力系统稳定器和其他控制调节装置的型式和参数提供依据。
电力系统分析包括稳态分析、故障分析和暂态分析三方面内容。
1
主要研究电力系统稳态运行方式的性能，包括系统有功功率和无功功率的平衡，网络节点电压和支路功率的分布等，解决系统有功功率和频率调整，无功功率和电压控制问题。
潮流计算是进行电力系统稳态分析的主要方法。潮流计算的结果可以给出电力系统稳态运行方式下各节点电压相量和各支路功率分布。通过调整系统运行方式的给定条件，进行必要的潮流计算，可以研究并从中选择经济上合理、技术上可行、安全可靠的正常方式，及时发现电力网元件如变压器和线路过负荷、母线电压越限等异常工况并做出适当处理。潮流计算还给出电力网的功率损耗，便于进行网损分析，并进一步制定降低网损的措施。潮流计算还可用于电力系统事故预想，通过模拟发电厂、线路、变压器等元件的开断，分析其引起潮流分布的相应改变，确定事故影响的程度和防止事故扩大的措施。潮流计算也用于输电线路工频过电压研究和调相、调压分析，为确定超高压线路并联补偿容量、变压器可调分接头设置、发电机额定功率因数等系统规划设计的主要参数以及线路绝缘水平提供部分依据。潮流计算还是考虑负荷电流的短路电流计算和稳定计算的基础，为这些计算提供初始运行方式。
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。
武汉大学电气工程学院丁涛老师综合自动化PSCAD仿真实验
武汉大学电气工程学院综合自动化PSCAD仿真实验姓名:***学号:20***********班级:电气**级*班一、同步发电机的准同期并列操作发电机的准同期并列操作，是在同步发电机已经投入调速器和励磁装置，当发电机电压的幅值，频率和相位接近相等时，通过并列点断路器合闸将发电机并入电网运行的一系列动作。
具体参见教材《电力系统自动化》或《自动装置原理》。
1.实验预习清楚同步发电机准同期并列的概念和原理。
2.实验目的了解数字仿真软件中发电机组的构成，仿真同步发电机准同期并列操作。
3.实验步骤（1）将仿真示例copy到电脑。
进入PSCAD，打开sync_in_paralell;(2 ) 三个时间的设置点右键，再点Project setting, 再点Runtime，注意Time setting 三个参数的设置。
Duration of run (sec): 程序计算时间，以秒为单位；Solution time step (sμ): 计算步长，以微秒为单位，两个相邻计算点之间是一个计算步长；μ，用计算输出的数据来说明，第一个数据的时间坐标是0s, 如上图的200s, 50sμ。
最后一个数据的时间是200s，每两个数据的时间坐标相差50sChannel plot step (sμ): 作图步长，以微秒为单位，图上相邻两个点之间的时间是一个画图步长。
请将模型计算时间和运行时间区分开，同学们可以看看要得到200s的计算数据，运行时间是多少。
记下点击菜单开始运行和结束运行的实际时间，两者之差就是运行时间，该时间与电脑性能密切相关。
（3）学习各个元件的使用。
a. 在帮助中没有介绍的元件例如，双击后有，表明：点击菜单运行图标，程序计算时间从0开始计时，当计算时间是时，该元件的输出由0变为1.b. 在帮助中有介绍的元件例如选择器：，A、B是输入，右端是输出。
A双击后有点击‘Help’, 可知如何使用。
如上图所填，当Ctrl端等于1，A端输入被选择，输出等于A端输入。
PSCAD的电力系统仿真大作业1
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******二〇一六年六月十六1同步发电机三相短路仿真计算1.1仿真模型的建立根据老师给的三相同步发电机模型做了修改（空载）。
同步发电机三相短路实验仿真研究的模型如下图所示：图1.1 同步发电机三相短路仿真研究的模型1.2 PSCAD中的仿真结果1.2.1 发电机出口电压Ea。
发电机出口电压Ea，如下图所示：图1.2 发电机出口电压Ea1.2.1 衰减时间常数Ta对于直流分量的影响励磁电压和原动机输入转矩Ef与Tm均为定常值1.0，且发电机空载。
当运行至0.5056s时，发电机发生三相短路故障。
定子三相短路电流中含有直流分量和交流分量，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0.2s。
PSCAD同步发电机模型衰减时间常数Ta（Ta=0.235s）对应位置下图所示。
图1.3 同步发电机参数Ta设置图（1）当衰减时间常数Ta=0.235s时，直流分量（If）的衰减过程如下图所示。
图1.4 直流分量的衰减波形（2）当衰减时间常数Ta=0.125s的参数设置、直流分量（If）的衰减过程如下图所示。
图1.3 同步发电机参数Ta设置图图1.4 直流分量的衰减波形1.2.2 短路时间不同的影响同步发电机出口三相短路的时间不同对三相短路电流的影响：短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大；直流分量的起始值与短路时间的电流相位直接关系。
短路时间参数设置如下图所示：图1.5 短路时间参数设置1）当0.5056s时发生三相短路，电流波形如下图所示：图1.6 三相短路电流波形2）当0.8065s时发生三相短路，电流波形如下图所示：图1.7 三相短路电流波形1.2.3 Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响(1) Xd不同的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.8 Xd的参数设置仿真波形如下图所示：图1.9 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.10 Xd的参数设置Xd=10.14时，仿真波形如下图所示图1.11 三相短路电流波形（2）Xd`的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd’的参数设置如下图所示：图1.12 Xd的参数设置Xd’=0.314时三相短路电流的波形如下图所示：图1.13 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd’的参数设置如下图所示：图1.14 Xd’的参数设置Xd’=1.01时，三相短路电流的波形如下图所示：图1.15 三相短路电流波形（3）Xd’’的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd’’的参数设置如下图所示：图1.16 Xd’’的参数设置Xd’’=10.14时，仿真波形如下图所示：图1.17 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd’’的参数设置如下图所示：图1.18 Xd’’的参数设置Xd’’=0.9时三相短路电流的波形如下图所示：图1.19 三相短路电流波形1.2.4衰减时间常数Td’、Td’’的影响（1）不同Td’时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。
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。
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。
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。
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。
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教程08-应用PSCAD进行直流输电系统仿真研究
武汉大学电气工程学院 乐 健 2012.06
应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
主要内容
一、高压直流输电系统的主要元件 二、相关元件的PSCAD模型 三、高压直流输电系统运行与控制 四、高压直流输电系统的PSCAD仿真
第2页
应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
第 10 页
三相全波桥式换流电路原理图
应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
4. 换流变压器(Converter Transformer) 向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备 作用: 使HVDC系统建立自己的对地参考点； 减小注入系统的谐波。 特点: 接线方式： Y0/Y, Y0/△， Y0/Y/△ 短路电抗大： 15~20% 噪声大
1. 晶闸管（ Thyristor ）
特点：
o 可控导通 o 单向导电
K G
导通的充要条件：
• 正向电压>0 • 控制电流脉冲
A
可靠关断的充要条件：
• 正向电流<0 • 正向电压<0， 且持续一段时间
第4页
应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
晶闸管
- 8kV (-9kV) - 2kA - 5 inch wafer
无插值时的二极管电流
由于时间步长固定，若器件动作处于时间步长间隔中，只 有等到下一时间步长时程序才能体现出此事件。此时将造 成仿真错误 。
第 22 页
应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
解决方法： 缩短仿真步长—仿真时间延长、内存需求增大， 不能根本性解决问题。 变步长仿真—检测到开关动作事件时，划分仿真步长为 更小的时间间隔。不能避免虚假电压和电流尖峰。 插值方法—具有更快的速度和更高的精度。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。
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
2018/10/23
16
第一部分 基本模块及功能介绍
3.8 逻辑控制电路
多输入逻辑门电路：包括与、或、异或等
2018/10/23
17
第一部分 基本模块及功能介绍
3.9 FFT模块
2018/10/23
18
第一部分 基本模块及功能介绍
4. 自定义元件/模块
1）调用“元件向导”来创建自定 义元件/模块的“壳体”
12
第一部分 基本模块及功能介绍
3.4 传递函数
2018/10/23
13
第一部分 基本模块及功能介绍
3.5 载波调制PWM算法
方案1：
方案2：
2018/10/23
14
第一部分 基本模块及功能介绍
3.6 采样和保持模块
2018/10/23
15
第一部分 基本模块及功能介绍
3.7 滤波器
可实现：低通、带通、高通、带阻等各种类型的滤波器
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
2018/10/23
9
第一部分 基本模块及功能介绍
3.2静止坐标系和旋转坐标系变换
2018/10/23
10
第一部分 基本模块及功能介绍
3.2静止坐标系和旋转坐标系变换（老版本）
2018/10/23
11
第一部分 基本模块及功能介绍
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
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。
电力系统故障仿真实验指导书(PSCAD EMTDC软件手册)
电力系统故障仿真实验指导书（PSCAD/ EMTDC软件手册）（试用版）目录第一章PSCAD/EMTDC软件介绍 (1)1.1 概述 (1)1.2 PSCAD/EMTDC软件的使用 (2)1.2.1 PSCAD/EMTDC基本操作方法 (2)1.2.2 PSCAD/EMTDC故障建模及仿真流程 (12)第二章实验项目 (16)实验一电力系统故障建模 (16)1、实验目的 (16)2、预习要求 (16)3、实验内容及步骤 (16)4、思考题 (17)5、实验报告 (17)实验二电力系统故障仿真分析 (17)1、实验目的 (17)2、预习要求 (17)3、实验内容及步骤 (17)4、思考题 (18)5、实验报告 (18)实验三 IEEE14bus系统建模（选做） (19)附录不同电压等级下的输电线路典型参数 (20)第一章PSCAD/EMTDC软件介绍1.1 概述PSCAD/EMTDC是加拿大马尼托巴高压直流研究中心出品的一款电力系统电磁暂态仿真软件，PSCAD（Power Systems Computer Aided Design）是用户界面，EMTDC （Electromagnetic Transients including DC）是内部程序。
EMTDC最初代表直流暂态，是一套基于软件的电磁暂态模拟程序。
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，编写这个程序的原因是因为当时现存的研究工具不能够满足曼尼托巴电力局对尼尔逊河高压直流工程进行强有力和灵活的研究的要求。
自此之后程序被不断开发，至今已被广泛地应用在电力系统许多类型的模拟研究，其中包括交流研究，雷电过电压和电力电子学研究。
EMTDC开始时在大型计算机上使用。
然后在1986年被移植到Unix系统和以后的PC机上。
PSCAD代表电力系统计算机辅助设计，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。
基于PSCAD的高压直流输电系统建模和仿真
基于PSCAD的高压直流输电系统建模与仿真摘要：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系统的基本结构和工作原理，运用PSCAD仿真软件分别建立、分析了HVDC系统的简化模型和CIGRE的HVDC 标准测试系统模型，对四种故障下的暂态响应进行仿真计算，仿真结果表明交直流系统中的任何故障都会使直流输电控制系统的控制模式发生快速切换，且其响应速度很快，即使在交流系统故障未切除的很短时间内，直流控制系统也已能达到一种稳定的控制模式。
关键词：高压直流输电(HVDC)；电流源型换流器；PSCAD；PWM；标准测试系统0 引言高压直流输电今年来发展很快，是我国重要的区域联网方式。
文献[1]指出，我国已建成了世界上第一个±800kV的最高直流电压等级的特高压直流输电工程，且计划在2020年前投运的直流输电工程将超过30个，学习和掌握直流输电技术成为电力电子技术领域及电力工程领域工作人员不可缺少的知识构成。
本文利用PSCAD仿真软件对HVDC系统进行了由简单到复杂的建模和仿真，对其运行特性进行观测和研究，是在高压直流输电课程的学习之后的总结与提升，为以后的深入学习奠定基础。
在简化模型中，直流输电系统简化为以不可控整流器、平波电抗器和逆变器相连接的交流电源，逆变器的触发脉冲由PWM调制生成，观测整流输出电流和逆变输出电压。
在较复杂的CIGRE的直流输电标准测试系统模型中，采用可控的双桥12脉动换流器作为整流器和逆变器，观测交直流侧电压、电流。
1 HVDC系统简介4图1 长距离式HVDC系统主接线1—交流系统2—换流变压器3—脉动换流器4—平波电抗器5—交流滤波器6—直流滤波器高压直流输电由将交流电变换为直流电的整流器、高压直流输电线路和将直流电变换为交流电的逆变器三部分构成，因此从结构上看，高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路。
到目前为止，工程上绝大部分直流输电的换流器(又称换流阀，包含整流器和逆变器)由半控型晶闸管器件组成，称采用这种换流器的直流输电为常规高压直流输电。
pscad电力系统暂态仿真
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
- 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。