电力系统仿真软件 PSS-E的直流系统模型及其仿真研究

电力系统仿真软件PSS/E的直流系统模型及其仿真

研究

黄莹，徐政，贺辉

(浙江大学电机系，浙江省杭州市310027)

HVDC MODELS OF PSS/E AND THEIR APPLICABILITY IN SIMULATIONS

HUA NG Ying，XU Zheng，HE Hui

(Dept. of Electrical Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang Province，China) ABS TRACT: The basic principle of dynamic simulation by power system simulation software PSS/E is presented in brief. The HVDC models in PSS/E can be divided into two kinds, in one kind the inductive transient processes in DC trans mission line and the dynamic characteristics of the high frequency DC controller are considered, and in the other kind the above mentioned processes and characteristics are not considered. The effectiveness and adaptability of these DC models are analyzed. Finally, the pseudo steady-state HVDC dynamic model CDC4 is studied in detail and is used to simulate the testing system. The simulation results show that the DC model of PSS/E can meet the need of the simulation of large scale A C/DC power systems, so it is available to apply PSS/E to the transient stability analysis of practical large scale A D/DC power system.

KEY WORDS: PSS/E；HVDC model；Pseudo steady-state HVDC dynamic model；HVDC dynamic characteristics；Power system

摘要：简要介绍了电力系统仿真软件(PSS/E)动态仿真的基本原理。P SS/E中的直流模型可以分为两类：一类

考虑直流线路电感暂态过程和高频控制器动态特性，另一类不考虑以上动态特性。文章分析了这些直流模型的有效性和适用性，并通过准稳态直流动态模型CDC4进行了仿真研究，仿真结果表明PSS/E直流模型能够满足大规模交/直流系统仿真的要求。

关键词：电力系统仿真软件；直流模型；准稳态直流动态模型；直流动态特性；电力系统

1 引言

电力系统仿真软件P SS/E(Power System Sim ulator for Engineering)是由美国电力技术公司(Power Technologies Inc，PTI)开发的商业软件，主要有潮流计算、故障分析、动态仿真、小扰动稳定性分析、动态等值等功能[1]。

PSS/E采用最新的计算机技术和数值计算方法，提供与电力系统技术发展同步的元件模型，如传统和新型高压直流(HVDC)模型、灵活交流输电系统(FACTS)模型等，并提供用户可自定义的模型和用户可编程的计算过程等功能[1]。与同类软件相比，P SS/E有如下几个特点：①输入数据方式及与其他程序数据文件共享的方便性；②程序缺省模型包括发电机模型、励磁系统模型、调速器模型、HVDC模型、FACTS模型、负荷模型等的完整性；③用户自定义模型功能和程序接口功能；④用户自定义计算顺序与用户自定义计算功能；⑤分析计算功能的多样性；

⑥计算方法的透明性与文档的完整性；⑦国际交流的方便性。

2 PSS/E动态仿真基本原理简介

PSS/E程序的动态仿真就是通常所指的机电暂态仿真，它没有电磁暂态仿真的功能，动态仿真缺省计算步长为0.01s(系统频率为50Hz)，2002年推出的PSS/E第28版中已包含了多种直流输电系统模型，最大仿真规模达到50000条母线、12000台发电机、50条两端直流输电线路和20条多端直流输电线路，因此PSS/E适合于全国联网后的暂态稳定性分析。

PSS/E动态仿真基本流程如图1所示。PSS/E主程序包括数据输入输出、数值积分和网络求解。元件的微分方程包含在模型库子程序中，每个子程序用来计算该元件的时间导数。P SS/E直接调用其自带的动态模型(如发电机、励磁机、调速机等模型)。PSS/E的其他模型(如直流模型)由连接子程序CONEC和CONET调入主程序中。

3 PSS/E的直流模型

3.1 PSS/E直流模型分类

直流系统模型包括换流器模型、直流输电线路或直流网络模型、直流系统控制模型[2,3]。直流模型的详细程度取决于研究目的和实际的直流系统，对换流器采用准稳态模型。P SS/E模型库中的直流模型按照是否考虑换流器高速控制及直流线路电感动态特性(即直流线路暂态过程)，可以归纳为以下两种类型：①不考虑直流线路动态特性的直流模型；②考虑直流线路动态特性的直流模型。

3.2 不考虑直流线路动态特性的直流模型

直流控制系统的直流电流、电压的变化相对于PSS/E的仿真步长(缺省步长为1/2个工频周波)是非常快速的，因此PSS/E中的一部分直流系统模型(如CDC4、CDC6、CDC6A等)不考虑直流线路内部的暂态过程。这些准稳态直流动态模型(Pseudo Steady-State HVDC Dynamic Model)[4]使用与潮流计算相似的稳态换流器方程来计算有功和无功功率，但变压器抽头保持不变。这类模型也可归类为响应模型(Response Model、Functional Model、Performance Model)[5,6]。

(1)CDC4直流模型正常运行时的控制方式

整流侧采用定电流控制，逆变侧采用定电压控制，逆变侧也可采用定熄弧角控制。整流侧定电流控制如图2所示，逆变侧定电压控制如图3所示。

图2、图3中，P set、I set、V set分别为功率、电流、电压设定值，分别为直流功率调制信号、电压整定值、电流整定值；V d cm为直流线路上维持电压恒定点处的直流电压；R co mp为电压恒定点到逆变侧之间的线路电阻，一般为直流线路电阻R dc(维持整流侧电压恒定)。其余变量的说明如下：

1)模式转换MDC开关

当逆变侧直流电压低于给定功率模式下的最低逆变侧直流电压时，直流控制由定功率模式转换为定电流模式；反之则经过一定的延迟时间由定电流模式转换为定功率模式。

2)功率调制控制信号ΔP

PSS/E中设有多个直流调制辅助信号模型(如HVDCAU、PAUX1、PAUX2、SQBAUX等)，用户可将辅助信号加入到直流模型中。PAUX1、SQBAUX模型基于频率偏差提供调制信号；PAUX2模型基于角度偏差进行调制；HVDCAU模型允许基于支路电流或潮流、两母线间频率偏差、单个母线电压或频率的输入信号进行调制。图4为HVDCAU调制信号模型。图中，S in、S in,0均为输入信号；K、A、B、C、D、E、F为传递函数参数。

3)低压限流环节VDCOL

当一侧换流器电压降低超过一定幅度(如超过30%)时，另一侧换流器对无功功率的需求就会增加，而交流电压的降低又减少了电容器和滤波器的无功功率供给，这样就对交流系统恢复带来不利影响；同时低电压下更容易发生换相失败和电压不稳定。因此，采用低压限流环节(Voltage-Dependent Current-Order Limit，VDCOL)来减小低电压时的直流电流。

CDC4中的VDCOL的电压–电流特性如图5所示。图中，I C0为正常运行最小电流，I RSCUR为闭锁后重启最小直流电流。

(2)CDC4故障运行时直流的闭锁和旁通

1)闭锁

整流侧交流电压低于设定的闭锁电压时整流侧和逆变侧都闭锁。整流侧保持闭锁不少于规定的闭锁时间后，当整流侧交流电压高于设定的闭锁解除电压时重新启动。

2)旁通

采用旁通来模拟换相失败，当逆变侧直流电压低于设定的旁通电压时，逆变侧旁通，整流侧继续保持设定的直流电流。逆变侧保持旁通不少于规定的旁通时间后，当逆变侧交流电压高于设定的旁通解除电压时逆变侧重新建立起直流电压。

3)重启动

闭锁或旁通发生后直流重新启动，直流电压、电流设定值按照一定的限制速度上升，同时VDCOL环节还限制

整流侧和逆变侧电流设定值。

3.3 考虑直流动态特性的直流模型

PSS/E中的直流模型(如CASEA1、CDCRL、CDCAB1)采用比交流系统小的仿真步长来模拟高频控制和直流线路的电感动态特性。

CDCAB1直流模型如图6所示，包括换流器、换流变压器、直流线路和HVDC控制系统。换流器采用准稳态模型。控制系统具有直流系统的一般控制：主控制(Master Control，MC)、电流控制放大器(Current Control Amplifier，CCA)、触发角控制(Converter Firing Control，CFC)、最大触发角部分(逆变侧Alpha-Max Segment，αmax)、电压控制(逆变侧Voltage Control，VC)，还包括了一些特殊的控制，如紧急功率调制(Emergency Power Controller，EPC)、频率调制(Frequency Controller，FC)和阻尼控制(Damping Controller，DC)等。该模型的直流线路为电缆线路。图中，V a c、I ac为交流电压、电流，V dc、I dc为直流电压、电流，Porder为功率整定值，ΔP为功率调制信号，α为触发角。

3.4 两种直流模型的适用性分析

由于直流系统的复杂性，不可能建立任何研究都适用的直流模型，对不同的研究目的应采用不同的直流模型。以上模型都是在一些机电暂态仿真、稳定分析可以接受的假设条件下建立的：①换流器母线的三相交流电压是对称、平衡的正弦波；②换流器本身的运行是完全对称平衡的；③直流电流和直流电压是平直的；④换流变压器是无损变压器且激磁电流可以忽略[2,3]。但这些假设条件也限制了模型的适用范围。

由于PSS/E动态仿真中只考虑了正序基频分量，因此P SS/E动态仿真的直流模型适合于仿真各种对称故障，

而对不对称故障的仿真计算是不严格的[7,8]。

PSS/E中的有些模型(如CASEA1、CDCRL)可以仿真直流故障，

4 PSS/E直流模型仿真结果

本文采用的仿真系统为四机系统，如图7所示。图中，L7、L9为负荷，系统参数取自文[3]，发电机模型包括励磁系统。直流正常运行控制方式为：整流侧定电流控制，逆变侧定熄弧角控制。系统于0.1s在母线9附近发生三相短路故障，故障发生0.09s后切除故障回路。对无附加控制和有附加控制分别进行仿真，采用的附加控制模型为直流辅助信号模型HVDCAU，参数取自文[3]。

选用CDC4直流模型进行仿真，无附加控制时仿真结果如图8和图9所示。图8中的曲线依次为发电机G3相对于G1的功角δ31、交流联络线上有功功率P acti e、整流侧有功功率P rec tifie r随时间变化的曲线。图9中的曲线依次为直流电压U DC、整流侧触发角α、逆变侧熄弧角γ随时间变化的曲线。

直流模型CDC4根据逆变侧直流电压判断是否发生换相失败，程序设定熄弧角γ在旁通后直接增大到90°，整流侧触发角未超过90°。由图8和图9仿真曲线可见，PSS/E中的CDC4直流模型仿真结果与文[3]中的仿真结果基本一致。

有附加控制时的仿真结果如图10和图11所示。图10、11曲线分别与图8、9曲线对应。由于CDC4模型采用的极控制算法在程序说明书中并未给出，无法与文[3]中的控制器结构和参数进行比较。从仿真曲线来看，采用文[3]中的附加控制器参数，需要较长的时间达到稳定，但调制效果基本一致。

5 结语

PSS/E中不考虑直流线路电感暂态过程的准稳态直流系统动态模型简单明了，参数容易选定。P SS/E提供了自带的考虑直流系统动态过程的详细模型，而且用户还可以采用自定义的方法来建立详细灵活的直流模型。本文

采用该模型对一个四机两区域交直流系统进行了仿真研究，仿真结果表明了该模型能够满足大规模交直流系统仿真的要求。

参考文献

[1] Power Technologies Inc. PSS/E application manual and operation manual，PSS/E brochure[M]．Power Technologies Inc，2001．

[2] 浙江大学直流输电科研组．直流输电[M]．北京：中国电力出版社，1982．

[3] Kunder P．Power system stability and control[M]. New York：McGraw-Hill，Inc，1994．

[4] Johnson B K．HVDC models used in stability studies[J]．IEEE Transactions on Power Delivery，1989，4(2)：1153-1163．

[5] Lefebvre S，Gole A M，Reeve J et al．Working group on dynamic performance and modeling of DC systems and power electronics for transmission systems–report on test systems for AC/DC interaction

studies[J]．IEEE Transactions on Power Delivery，1995，10(2)：

2027-2034．

[6] Arabi S，Kun der P，Sawada J H．Appropriate HVDC transmission sim ulation models for various power system stability studies[J]．IEEE Transaction on Power System，1998，13(4)：1292-1297．

[7] 徐政，蔡晔，刘国平(Xu Zheng，Cai Ye，Liu Guoping)．大规模交直流电力系统仿真计算的相关问题(Some problems in the simulation of large-scale AC/DC power system)[J]．电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems)，2002，26(15)：4-8．

[8] 杨卫东，徐政，韩祯祥(Yang Weidong，Xu zheng，Han Zhenxiang)．基于NETOMAC软件的直流输电系统混合仿真计算及参数优化(NETOMAC based hybrid simulation and controller parameter optimization of HVDC systems)[J]．电网技术(Power System Technology)，2000，24(12)：11-16．

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工业电力系统动态建模和仿真分析 (Industrial power system dynamic modeling and simulation analysis) 一、概述工业电力系统：大型电力系统复杂性：本身有发电机、电动机中型工业电力系统：即使无发电机，也包括大量中压电动机意义、内容： 1、确定通过动态建模与仿真分析验证： 1、机组的暂态稳定（极限切除时间） 2、特定的大容量电动机的电压稳定 3、校验电流电压型保护的定植 4、确定低频减载与孤网运行二、介绍原件与组成：（一）、同步电机实用模型： 1、意义：对于dq0坐标下同步电机方程，如果单独考虑与定子d绕组、q绕组相独立的零轴绕组，则在计及d,q,f,D,Q5个绕组的电磁过渡过程（以绕组磁链或电流为状态量）以及转子机械过渡过程（以ω及δ为状态量）时，电机为七阶模型。对于一个含有上百台发电机的多机电力系统，若再加上其励磁系统、调速器和原动机的动态方程，则将会出现“维数灾”给分析计算带来极大的困难。因此在实际工程问题中，常对同步电机的数学模型作不同程度的简化，以便在不同的场合下使用。 2、对派克方程中的转子变量若,则可用定子侧等效量取代原来的转子量，得到用这些实用等效量表示的同步电机实用方程。原派克方程中的定子量，保留易测量及计算的和及和，而消去和两个变量。 3、三阶实用模型其简单而又能计算励磁系统动态，因而广泛的应用于精度要求不十分高，但仍需计及励磁系统动态的电力系统动态分析中，较适用于凸极机。模型导出基于：（1）、忽略定子d绕组、q绕组的暂态，即定子电压方程中取P=P=0 （2）、在定子电压方程中，设ω≈（p.u.）在速度变化不大的过渡过程中，其引起的误差很小。（3）、忽略D绕组、Q绕组，其作用可在转子运动方程补入阻尼项来近似考虑。及以下三个定子侧等效实用变量：为消除转子励磁绕组的变量、定子励磁电动势电机(q轴)空载电动势电机瞬变电动势（二）、励磁系统数学模型：描述同步发电机励磁系统(包括励磁调节器)物理过程的数学方程。是电力系统机电暂态过程数学模型的重要组成部分，主要应用于电力系统稳定计算。

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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15o δ=。（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。课程的开始复习了一下简单的电力系统稳态分析部分，然后就进行了课程的重点就是电力系统的暂态分析，其中包括PARK变换、标么值下的磁链方程和电压方程、同步发电机各种电势的表达式、发电机阻抗的概述、（次）暂态电抗和（次）暂态电势、发电机三相短路电流、对称分量法、叠加定理、电力系统简单故障分析。学习了几种电力系统分析中的方法，例如分析同步发电机短路时PARK变换将静止三相坐标系的量转化为旋转坐标系dq0的量，还有分析不对称故障时对称分量法转化到相对简单的对称故障分析中。

电磁场仿真软件简介

电磁场仿真软件简介随着电磁场和微波电路领域数值计算方法的发展，在最近几年出现了大量的电磁场和微波电路仿真软件。在这些软件中，多数软件都属于准3维或称为2.5维电磁仿真软件。例如，Agilent公司的ADS（Advanced Design System）、AWR公司的Microwave Office、Ansoft公司的Esemble、Serenade和CST公司的CST Design Studio等。目前，真正意义上的三维电磁场仿真软件只有Ansoft公司的HFSS、CST公司的Mafia、CST Microwave Studio、Zeland公司的Fidelity和IMST GmbH公司的EMPIRE。从理论上讲，这些软件都能仿真任意三维结构的电磁性能。其中，HFSS（HFSS是英文高频结构仿真器（High Frequency Structure Simulator）的缩写）是一种最早出现在商业市场的电磁场三维仿真软件。因此，这一软件在全世界有比较大的用户群体。由于HFSS进入中国市场较早，所以目前国内的电磁场仿真方面HFSS的使用者众多，特别是在各大通信技术研究单位、公司、高校非常普及。德国CST公司的MicroWave Studio（微波工作室）是最近几年该公司在Mafia软件基础上推出的三维高频电磁场仿真软件。它吸收了Mafia软件计算速度快的优点，同时又对软件的人机界面和前、后处理做了根本性的改变。就目前发行的版本而言，CST 的MWS的前后处理界面及操作界面比HFSS好。Ansoft也意识到了自己的缺点，在刚刚推出的新版本HFSS（定名为Ansoft HFSS V9.0）中，人机界面及操作都得到了极大的改善。在这方面完全可以和CST媲美。在性能方面，两个软件各有所长。在速度和计算的精度方面CST和ANSOFT成绩相差不多。值得注意的是，MWS采用的理论基础是FIT（有限积分技术）。与FDTD（时域有限差分法）类似，它是直接从Maxwell 方程导出解。因此，MWS可以计算时域解。对于诸如滤波器，耦合器等主要关心带内参数的问题设计就非常适合；而HFSS采用的理论基础是有限元方法(FEM)，这是一种微分方程法，其解是频域的。所以，HFSS如果想获得频域的解，它必须通过频域转换到时域。由于，HFSS是用的是微分方法，所以它对复杂结构的计算具有一定的优势。另外，在高频微波波段的电磁场仿真方面也应当提及另一个软件：ANSYS 。ANSYS是一个基于有限元法(FEM)的多功能软件。该软件可以计算工程力学、材料力学、热力学和电磁场等方面的问题。它也可以用于高频电磁场分析（应用例如：微波辐射和散射分析、电磁兼容、电磁场干扰仿真等）。其功能与HFSS和CST MWS类似。但由于该软件在建模和网格划分过程中需要对该软件的使用规则有详细的了解，因此，对一般的工程技术人员来讲使用该软件有一定困难。对于高频微波波段通信、天线、器件封装、电磁干扰及光电子设计中涉及的任意形状三维电磁场仿真方面不如HFSS更专业、更理想。实际上，ANSYS软件的优势并不在电磁场仿真方面，而是结构静力/动力分析、热分析以及流体动力学等。但是，就其电磁场部分而言，它也能对任意三维结构的电磁特性进行仿真。虽然，Zeland公司的Fidelity和IMST GmbH公司的EMPIRE也可以仿真三维结构。

几款主流电子电路仿真软件优缺点比较

几款主流电子电路仿真软件优缺点比较电子电路仿真技术是当今相关专业学习者及工作者必须掌握的技术之一，它有诸多优点：第一，电子电路仿真软件一般都有海量而齐全的电子元器件库和先进的虚拟仪器、仪表，十分方便仿真与测试；第二，仿真电路的连接简单快捷智能化，不需焊接，使用仪器调试不用担心损坏；大大减少了设计时间及金钱的成本；第三，电子电路仿真软件可进行多种准确而复杂的电路分析。随着电子电路仿真技术的不断发展，许多公司推出了各种功能先进、性能强劲的仿真软件。既然它们能百家争鸣，那么肯定是在某些方面各有优劣的。下面就针对几款主流电子电路仿真软件的优缺点进行比较。 (1) Multisim 在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面，Multisim是当之无愧的一哥。它有形象化的极其真实的虚拟仪器，无论界面的外观还是内在的功能，都达到了的最高水平。它有专业的界面和分类，强大而复杂的功能，对数据的计算方面极其准确。在我们参加电子竞赛的时候，特别是模拟方向的题目，我们用得最多的仿真软件就是Multisim。同时，Multisim不仅支持MCU，还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序，并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10，可以从电路设计到制板layout一条龙服务。 Multisim的缺点是，软件过于庞大，对MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的专门的软件。（2）Tina Tina的界面简单直观，元器件不算多，但是分类很好，而且TI公司的元器件最齐全。在比赛时经常用到TI公司的元器件，当在Multisim找不到对应的器件时，我们就会用到Tina来仿真。 Tina的缺点是，功能相对较少，对TI公司之外的元器件支持较少。 (3) Proteus

系统建模与仿真课后作业

、系统、模型和仿真三者之间具有怎样的相互关系答：系统是研究的对象，模型是系统的抽象，仿真通过对模型的实验以达到研究系统的目的。、通过因特网查阅有关蒲丰投针实验的文献资料，理解蒙特卡罗方法的基本思想及其应用的一般步骤。答：蒲丰投针实验内容是这样的：在平面上画有一组间距为a的平行线，将一根长度为L（L

（1）实体流图

(2)活动循环图、以第二章中图2-5所示的并行加工中心系统为对象，建立Petri 网模型。 3214所示Petri 网模型的运行过程，并将分析结果同例3-5相比较。

、任取一整数作为种子值，采用第三题中得到的随机数发生器生成随机数序列的前200项数据，并对其统计性能进行检验。解：由第3题可得到一个随机数发生器： a=5 b=9 c=3 m=512 取种子值，生成的随机数序列前200项数据如下： n n 5000032458 4 t t P t P P P P t P (2)t3发生后 t t P t P P P P t P (3)t2发生后 (4)t1不能发生 t t P t P P P P t P (5)t4发生后

基于MATLABsimulink的船舶电力系统建模与故障仿真【开题报告】

开题报告电气工程及其自动化基于MATLAB/simulink的船舶电力系统建模与故障仿真一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1、本课题国内外研究动态船舶电力系统是一个独立的、小型的完整电力系统，主要由电源设备、配电系统和负载组成。船舶电站是船上重要的辅助动力装置，供给辅助机械及全船所需电力。它是船舶电力系统的重要组成部分，是产生连续供应全船电能的设备。船舶电站是由原动机、发电机和附属设备（组合成发电机组）及配电板组成的。最近几年，船舶电站采用电子技术、计算机控制技术，实现船舶电站自动化和船舶电站的全自动控制，实现无人值班机舱。船舶自动化技术正朝着微机监控、全面电气、综合自动化方向发展。船舶电站运行的可靠性、经济性及其自动化程度对保证船舶的安全运营具有极其重要的意义。国外的某些造船业发达的国家在二十世纪中叶就着手船舶电力系统领域的探索，在船舶电力系统稳态、暂态过程等方面进行了细致的研究。近些年来，挪威挪控公司困.R.co咖l)、英国船商公司(TRANSS)、德国西门子公司(SIEMENS)、-日本三菱公司(MITSUBISHD等大公司开始进行船舶电力系统的建模与分析方面的研究工作。国内针对船舶电力系统的研究起步相对较晚，虽然取得了一定成果，但在理论先进性、系统完整性等方面还存在一定差距，这也在一定程度上导致了目前国产船电设备与世界主要造船国家船电设备存在一定差距、装船率偏低等一系列问题。目前,国内外最常用的建模软件有四中：分别是：matlab、lingo、Mathematica 和SAS。MATLAB用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。Matlab开发效率高，自带很多数学计算函数，对矩阵支持好。Lingo可以用于求解非线性规划，也可以用于一些线性和非线性方程组的求解等，功能十分强大，是求解优化模型的最佳选择。Mathematica是一款科学计算软件，很好地结合了数值和符号计算引擎、图形系统、编程语言、文本系统、和与其他应用程序的高级连接。SAS 是一个模块化、集成

电力系统仿真软件介绍

电力系统仿真软件电力系统仿真软件简介一、PSAPAC 简介: 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。功能：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（Voltage 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。为了估计电压不稳定状态，使用了一种增强的潮流程序，提供了一种接近不稳定的模式分析方法。 ETMSP（Extended Transient midterm Stability Program）：EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技术，解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 SSSP(Small－signal Stability Program)：该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS）两个子程序组成。MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值，由于系统的所有模式都计算，它对控制的设计和协调是理想的工具；PEALS使用了两种技术：AESOPS算法和改进Arnoldi 方法，这两种算法高效、可靠，而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。二、EMTP/ATP 简介: EMTP是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）之后感兴趣的变量随时间变化的规律，将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP（The alternative Transients Program）是EMTP的免费独立版本，是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统，数学模型广泛，除用于暂态计算，还有许多其它重要的特性。ATP程序正式诞生于1984年，由Drs.

各种电路仿真软件的分析与比较

一．当今流行的电路仿真软件及其特性电路仿真属于电子设计自动化（EDA）的组成部分。一般把电路仿真分为三个层次：物理级、电路级和系统级。教学中重点运用的为电路级仿真。电路级仿真分析由元器件构成的电路性能，包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、瞬态分析等。电路级仿真必须有元器件模型库的支持，仿真信号和波形输出代替了实际电路调试中的信号源和示波器。电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。电路仿真技术使设计人员在实际电子系统产生之前，就有可能全面地了解电路的各种特性。目前比较流行的电路仿真软件大体上说有：ORCAD、Protel、Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker、Micro-CAP 和Edison等一系列仿真软件。电路仿真软件的基本特点： ●仿真项目的数量和性能：仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。各种电路仿真软件都有的基本功能是：静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项；可能有的分析是：傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。仿真软件如SIMextrix只有6项仿真功能，而Tina6.0有20项，Protel、ORCAD、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能。对电子设计和教学的各种需求考虑的比较周到。例如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。 Pspice语言擅长于分析模拟电路，对数字电路的处理不是很有效。对于纯数字电路的分析和仿真，最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件，例如，Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plusII等。 ●仿真元器件的数量和精度：元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。电路仿真软件的元件库有数千个到1--2万个不等的仿真元件，但软件内含的元件模型总是落后于实际元器件的生产与应用。因此，除了软件本身的器件库之外，器件制造商的网站是元器件模型的重要来源。大量的网络信息也能提供有用的仿真模型。设计者如果对仿真元件模型有比较深入的研究，可根据最新器件的外部特性参数自定义元件模型，构建自己的元件库。对于教学工作者来说，软件内的元件模型库，基本上可以满足常规教学需要，主要问题在于国产元器件与国外元器件的替代，并建立教学中常用的国产元器件库。

系统建模与仿真仿真作业结果

Simulink仿真根据以上的分析论证，将已求得的个函数参数带入动态结构图中，初步得到图3动态结构图。图3 根据理论得到的各参数设计后可得到理论设计条件下输出转速曲线图4。图4 可以清楚地看出，输出转速有很大的超调最大可达84.1%，调整时长为2.65s 之久，这是我们所不能接受的。

速度调节器的设计参数与实际调试结果相差比较大，使系统对负载扰动引起的动态速降（升）缺乏有效的抑制能力，存在起动和制动过程中超调量大，突加（减）负载时，动态速降（升）大等缺点。所以，我们对ACR和ASR的参数进行整定，特别是速度控制器的参数。我们就对其作出了适当的调整，将速度控制器的传递函数改成，将电流调节器的传递函数改为。当然，这是需要时间和经验的。校正后的动态结构图如图5所示图5 校正后的输出转速曲线如图6所示图六

电流环跟随性能仿真实验如上文所述：电流环的作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，在突加控制作用时不希望有超调，或者超调量越小越好。这就需要我们对电流环的跟随性能加以分析。将电流环从系统中分离出来（将电枢电压对电流环影响看成是扰动）。电流环模型如图7所示：图7 通过如下命令可以得到电流环的bode图和nyquist图以及电流环的单位阶跃响应。 [num,den]=linmod('current_loop') sys=tf(num,den) figure(1) margin(sys) [mag,phase,w]=bode(sys); [gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w) Figure(2) Nyquist(sys) Figure(3) Step(sys) 我们还可以得到以下的数据: gm = 4.2925 pm =47.7281 wcg =345.3056 cp =164.6317 剪切频率ωc=164.6317rad/s；相角相对裕度δ=47.7281°；-∏穿越频率ω g=345.3056rad/s 幅值相对裕度Lh=20lg（4.2925）=12.65dB

电力系统仿真作业(电子版)

电力系统仿真作业论文电控学院电气0903 刘娟 0906060301

离散可编程三相电压源PLL和可变频率正序电压和功率测量 the Discrete 3-Phase Programmable Voltage Source PLL and Variable-Frequency Positive-Sequence Voltage and Power Measurements 线路图：线路结构：一个25KV，100MVA的短路等效电路网络给一个5MW，5Mvar的负载供电。电源的内部电压通过离散的三相可编程电压源装置来提供。三相电压电流测量装置用来检测三个负载电压和电流。离散的三相PLL装置用来测量频率，也产生一个基于频率变化的系统电压信号。PLL用来驱动两个测量装置，并把变化的频率考虑在内。其中一个用来计算正序负载电压的标幺值，另外一个用来计算负载的有功和无功功率。这两个装置和PLL必须初始化，以保证初始处在稳态。 PLL和两个测量装置分别在Extras/Discrete in the Control Block 和 Extras/Discrete Measurements中可以找到。整个系统（包括网络，PLL和测量装置）以50us的采集时间来离散。仿真时间4.0秒，仿真参数ode45(Dormand-Prince)。

基本原理： PLL的概念 PLL其实就是锁相环路，简称为锁相环。许多电子设备要正常工作，通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步，利用锁相环路就可以实现这个目的。锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环（PLL）。目前锁相环主要有模拟锁相环，数字锁相环以及有记忆能力（微机控制的）锁相环。 PLL的特点锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。 PLL的组成锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成，锁相环组成的原理框图如下图所示。锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成uD（t）电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压uC（t），对振荡器输出信号的频率实施控制。

基于Matlab的电力系统自动重合闸建模与仿真讲解

实践课程设计报告课程名称：Matlab上机题目：基于MATLAB的电力系统自动重合闸所在学院：学科专业：学号：学生姓名：指导教师：二零一五年四

摘要分析了单相自动重合闸的工作特性，并利用MATLAB软件搭建了220kv电力系统的自动重合闸的仿真模型，模拟系统发生单相接地、三相相间短路故障，断路器跳闸后自动重合闸的工作过程。关键词：电力系统自动重合闸MATLAB 短路故障

目录 1 引言 (1) 2 模型中主要模块的选择和参数 (2) 2.1同步发电机模块 (2) 2.2 变压器模块 (2) 2.3 输电线路模块 (3) 2.3.1 150km线路模块 (3) 2.3.2 100km线路模块 (4) 2.1 电源模块 (5) 2.3 负载模块 (6) 2.3.1 三相串联RLC负载Load1 (6) 2.3.2 三相串联RLC负载Load4 (7) 2.4 断路器模块 (8) 2.5 测量模块 (9) 2.6 显示模块 (9) 2.7 其他模块 (9) 2.8 仿真参数设置 (10) 3 仿真结果及波形分析 (10) 3.1 线路单相重合闸 (10) 3.2 线路三相重合闸 (12) 总结 (13) 参考文献 (14)

基于Matlab的电力系统自动重合闸 1 引言随着技术的发展，电力系统的规模越来越复杂。从实际条件与安全角度考虑，不太可能进行电力系统科研实验，因而电力系统数字仿真成为了电力系统研究、规划和设计的重要手段。电力系统仿真软件如BPA，EMTP，PSCAD/ EMTDC ，NETOMAC，PSASP，MATLAB等，正向着多功能，具有更高的可移植性方向发展。其中在MATLAB 中，电力系统模型可以在Simulink环境下直接搭建，Simulink电力系统元件库中有多种多样的电气模块，电力系统大多数元件都包含。其中，可以直接调用。电力系统大部分故障是瞬时性故障，因此采用自动重合闸后，电力系统发生瞬时性故障时供电的连续性、系统的稳定性得到很大的提高。此外，自动重合闸有效纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。本文以MATLAB为工具，对简单系统的线路单相重合闸和线路三相重合闸进行分析与研究。 1.1 仿真模型的设计和实现电力系统正常运行时可以认为是三相对称的，即电压、电流对称，且具有正弦波形。下图为理想情况下220kv电力系统的模型。图 1 220kv电力系统模型

基于MATLAB的电力系统仿真

《电力系统设计》报告题目: 基于MATLAB的电力系统仿学院：电子信息与电气工程学院班级: 13级电气 1 班姓名:田震学号: 日期：2015年12月6日基于MATLAB的电力系统仿真摘要：目前，随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长，电力系统规模越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用，这对于合理利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。另一方面，随着国民经济的高速发展，以城市为中心的区域性用电增长越来越快，大电网负荷中心的用电容量越来越大，长距离重负荷输电的情况日益普遍，电力系统在人们的生活和工作中担任重要角色，电力系统的稳定运行直接影响着人们的日常生活。从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况，从而有效的了解电力系统概况。本文根据电力系统的特点，利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了无穷大电源的系统仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程。通过仿真结果说明MATLAB 电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。关键词：电力系统；三相短路；故障分析；MATLAB仿真目录一．前言.............................................. 二．无穷大功率电源供电系统仿真模型构建............... 1.总电路图的设计......................................

系统建模与仿真仿真作业结果

Simulink 仿真根据以上的分析论证，将已求得的个函数参数带入动态结构图中，初步得到图3动态结构图图3 根据理论得到的各参数设计后可得到理论设计条件下输出转速曲线图4 可以清楚地看出，输出转速有很大的超调最大可达84.1%,调整时长为2.65s 之久，这是我们所不能接受的速度调节器的设计参数与实际调试结果相差比较大，使系统对负载扰动引起的

动态速降（升）缺乏有效的抑制能力，存在起动和制动过程中超调量大，突加（减）负载时，动态速降（升）大等缺点。所以，我们对ACR和ASR的参数进行整定，特别是速度控制器的参数。我 + 1 们就对其作出了适当的调整，将速度控制器的传递函数改成，将电流调节器的传递函数改为当然，这是需要时间和经验的。校正后的动态结构图如图5所示校正后的输出转速曲线如图6所示 |Time cffeel 0

图六电流环跟随性能仿真实验如上文所述：电流环的作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，在突加控制作用时不希望有超调，或者超调量越小越好。这就需要我们对电流环的跟随性能加以分析。将电流环从系统中分离出来（将电枢电压对电流环影响看成是扰动）。电流环模型如图7所示： Transfer Fcn1 图7 通过如下命令可以得到电流环的bode图和nyquist图以及电流环的单位阶跃响应。 [nu m,de n]=li nm od('curre nt_loop') sys=tf( nu m,de n) figure(1) margi n(sys) [mag,phase,w]=bode(sys); [gm,pm,wcg,wcp]=margi n( mag,phase,w) Figure(2) Nyquist(sys) Figure?) Step(sys) 我们还可以得到以下的数据 gm = 4.2925 pm =47.7281 wcg = 345.3056 cp = 164.6317 剪切频率3 c=164.6317rad/s；相角相对裕度S = 47.7281 °; -n穿越频率3 g=345.3056rad/s 幅值相对裕度Lh=20lg (4.2925) =12.65dB

基于MATLAB的电力系统仿真

《电力系统设计》报告题目: 基于MATLAB的电力系统仿学院：电子信息与电气工程学院班级: 13级电气 1 班姓名:田震学号: 20131090124 日期：2015年12月6日

基于MATLAB的电力系统仿真摘要：目前，随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长，电力系统规模越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用，这对于合理利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。另一方面，随着国民经济的高速发展，以城市为中心的区域性用电增长越来越快，大电网负荷中心的用电容量越来越大，长距离重负荷输电的情况日益普遍，电力系统在人们的生活和工作中担任重要角色，电力系统的稳定运行直接影响着人们的日常生活。从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况，从而有效的了解电力系统概况。本文根据电力系统的特点，利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了无穷大电源的系统仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程。通过仿真结果说明MATLAB电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。关键词：电力系统；三相短路；故障分析；MATLAB仿真

目录一．前言 (4) 二．无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 (5) 1.总电路图的设计 (5) 2.各个元件的参数设定 (6) 2.1供电模块的参数设定 (6) 2.2变压器模块的参数设置 (6) 2.3输电线路模块的参数设置 (7) 2.4三相电压电流测量模块 (8) 2.5三相线路故障模块参数设置 (8) 2.6三相并联RLC负荷模块参数设置 (9) 3.仿真结果 (9)