03_PSCAD元件简述

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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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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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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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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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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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二、 HVDC和FACTS元件库
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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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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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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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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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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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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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(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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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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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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(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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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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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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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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四、 Transformers元件库
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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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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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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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饱和I-U曲线
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五、 Transmission lines/Cables元件库
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