PSCAD教程03-PSCAD元件介绍及其应用
pscad 指导书
pscad 指导书PSCAD指导书PSCAD（Power Systems Computer Aided Design）是一种用于电力系统仿真和分析的软件工具。
它提供了一个直观、易于使用的界面，可以帮助工程师模拟和评估电力系统的各种运行情况。
本文将介绍PSCAD软件的主要功能和使用方法，以及一些常见的应用场景。
PSCAD可以用于设计和分析各种类型的电力系统。
它提供了丰富的元件库，包括发电机、变压器、线路、开关等等。
用户可以根据实际需要选择合适的元件，并通过连接它们来构建一个完整的电力系统模型。
PSCAD还支持用户自定义元件，可以根据实际需求添加新的元件类型。
PSCAD具有强大的仿真功能。
用户可以设置各种参数，如电压、电流、功率等，来模拟电力系统的运行情况。
PSCAD还支持多种仿真方法，包括时域仿真、频域仿真、暂态仿真等。
这些仿真方法可以帮助工程师全面地了解电力系统的运行特性，并进行各种性能评估和优化。
PSCAD还提供了丰富的分析工具。
用户可以通过绘制波形图、功率谱图等来分析电力系统的各种参数。
PSCAD还支持故障分析，可以模拟电力系统的各种故障情况，并评估其对系统运行的影响。
同时，PSCAD还支持参数扫描和优化功能，可以帮助工程师找到电力系统的最佳设计方案。
除了以上功能，PSCAD还具有一些高级功能。
例如，它可以与其他软件（如MATLAB、Simulink）进行耦合，实现更复杂的系统仿真。
PSCAD还支持并行计算和分布式计算，可以加速大规模电力系统的仿真计算。
此外，PSCAD还提供了丰富的学习资源，如帮助文档、示例文件、视频教程等，帮助用户快速上手并掌握软件的使用技巧。
PSCAD是一款功能强大、易于使用的电力系统仿真软件。
它可以帮助工程师模拟和评估电力系统的各种运行情况，并进行性能分析和优化。
无论是电力系统设计师、研究人员还是教育工作者，都可以通过使用PSCAD来提高工作效率和研究成果。
希望本指导书能够帮助读者更好地了解和使用PSCAD软件。
03_PSCAD元件简述
第 26 页
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
第 27 页
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
第 32 页
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
第 33 页
PSCAD概述及基本设置
PSCAD概述及基本设置
PSCAD是一种用于电力系统仿真和分析的软件工具。
它是由交流电力
系统仿真软件公司（ACSEL）开发的一种电力系统分析与设计软件，可用
于模拟和分析各种复杂的电力系统场景。
PSCAD提供了一种直观且易于使
用的界面，使用户能够轻松地创建电力系统模型，并对其进行仿真和分析。
1.界面和建模
2.仿真和分析
一旦电力系统模型建立完成，用户可以使用PSCAD进行仿真和分析。
PSCAD提供了多种仿真工具和选项，例如时域仿真、频域仿真、瞬态仿真等。
用户可以设置仿真参数，如仿真时间、采样频率等，并观察系统的响
应和行为。
3.参数设置
在PSCAD中，用户可以设置元件和设备的参数。
用户可以调整元件的
电气特性、控制设备的行为以及设置各种参数，如电阻、电容、电感等。
这些参数设置可以对电力系统模型的详细性和准确性产生重要影响。
4.数据可视化和分析
5.导入和导出
6.网络和通信
总之，PSCAD是一种功能强大且易于使用的电力系统仿真和分析软件
工具。
它提供了丰富的功能和工具，使用户能够轻松地建立电力系统模型，并对其进行仿真和分析。
通过使用PSCAD，用户可以更好地理解和优化电
力系统的性能和行为。
pscad 例程使用方法
pscad 例程使用方法PSCAD是一种用于电力系统仿真和分析的软件工具，可以模拟和评估各种电力系统的性能。
本文将介绍PSCAD的使用方法，并提供一些例程供读者参考。
一、PSCAD简介PSCAD（Power System Computer Aided Design）是一种基于图形界面的电力系统仿真软件，它能够模拟各种电力系统中的电气设备和控制系统的行为。
PSCAD具有直观的用户界面和强大的仿真引擎，可以帮助工程师快速准确地分析电力系统的性能。
二、PSCAD的安装和启动1. 下载PSCAD安装程序，并双击运行安装程序。
2. 根据安装向导的指示，选择安装路径和其他选项，并完成安装过程。
3. 安装完成后，双击PSCAD图标启动软件。
三、创建新项目1. 启动PSCAD后，点击“File”菜单，选择“New Project”。
2. 在弹出的对话框中，选择项目的名称和存储路径。
3. 点击“OK”按钮，创建新项目。
四、绘制电路图1. 在新项目中，点击“Element”菜单，选择需要添加的元件，如发电机、变压器、线路等。
2. 将元件拖拽到画布上，并连接它们的端口。
3. 可以通过双击元件来设置其参数，如额定功率、电压等。
五、设置仿真参数1. 点击“Project”菜单，选择“Simulation Parameters”。
2. 在弹出的对话框中，设置仿真的时间步长、仿真时长等参数。
3. 点击“OK”按钮，保存设置。
六、运行仿真1. 点击“Simulation”菜单，选择“Start”或点击工具栏上的运行按钮。
2. 等待仿真完成后，可以查看仿真结果的波形图和数据。
七、例程使用方法下面介绍几个常见的例程，并说明它们的用途和使用方法。
1. 电压暂降分析该例程用于分析电力系统中的电压暂降情况。
通过设置发电机的额定功率和负载的变化情况，可以模拟电压暂降事件，并分析其对系统的影响。
2. 短路分析该例程用于分析电力系统中的短路事件。
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。
PSCAD使用入门指南
PSCAD使用入门指南
1.了解PSCAD
2.软件安装和界面介绍
3.创建一个新项目
在PSCAD中创建一个新项目非常简单。
只需选择“文件”菜单中的
“新建”选项，然后选择所需的项目类型并指定项目名称和存储位置即可。
4.添加元件
5.设置元件参数
通过双击元件可以打开设置对话框，可以在对话框中设置元件的各种
参数，例如电阻、电容和电感等。
6.运行仿真
完成电路模型的搭建后，可以选择“仿真”菜单中的“运行”选项来
执行仿真。
PSCAD会根据模型的参数和连接关系进行计算，并显示仿真结果。
7.查看仿真结果
8.调试和优化电路
在仿真过程中，可能会出现各种问题或优化需求。
PSCAD提供了调试
工具，例如断点和变量监视器，可以帮助定位问题并进行调试。
此外，可
以根据需要更改元件参数并重新运行仿真，以优化电路性能。
9.导出仿真结果
完成仿真后，可以选择“文件”菜单中的“导出”选项，将仿真结果导出为各种数据格式，例如CSV、MATLAB和Excel等，以便进行进一步的分析和处理。
10.学习资源和支持
希望以上PSCAD使用入门指南对您有所帮助！。
PSCAD元件介绍
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。
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
第 13 页
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。
第 14 页
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。
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6个可控关断 器件单独控制
第 17 页
PSCAD元件介绍及其应用
6脉冲整流桥触发专用方式
第 18 页
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
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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
第 10 页
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
返回一个二元数组，包括触发脉冲 信号和晶闸管、IGBTs以及GTO插 值关断（导通）时刻所必需的插值 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 元素为插值动作时间。
元件的输出是基于输入信号H和L的比较得出的。L通常是 触发角定值，H则来自于锁相振荡器或者与之等同的环节 。 若使用的是GTO或IGBT，则此组件还提供了对OFF信号 的输入信号比较。
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PSCAD元件介绍及其应用
一、PSCAD主元件库
分页式元件库
各页面列表
各元件列表
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PSCAD元件介绍及其应用
二、 HVDC和FACTS元件库
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PSCAD元件介绍及其应用
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；
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PSCAD元件介绍及其应用
3.
EMTDC以插值时刻为起始时刻，求解出下一仿真步 长结束时刻的节点电压。所有的设备都将被轮询，以确 定在原始仿真步长结束时刻是否需要进行插值开关动作。 4. 当没有开关动作时，EMTDC执行最后的插值动作， 将求解过程恢复至原始的仿真步长序列。
第9页
PSCAD元件介绍及其应用
PSCAD元件及其应用
武汉大学电气工程学院 乐 健 2012.06
PSCAD元件介绍及其应用
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 vices元件库 Sequencer元件库 其它元件
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PSCAD元件介绍及其应用
插值算法的步骤
1. 所有的开关设备在被DSDYN子程序调用时，将其开关 判 定标准加入到一个轮询表中。主程序在每个仿真步长 的结束时刻求解电压和电流，同时在新的仿真步长开始 时刻存储开关设备的状态。这些开关设备可直接通过时 间来指定其开关动作时刻，或通过电压或电流的电平交 叉点。 2. 主程序对开关设备进行判定，确定出其开关动作标准 已经满足的开关设备，其后立即将该子系统内所有电压 和电流插值至该动作时刻。该支路进行开关动作，同时 导纳矩阵需要重新进行三角化。
第5页
PSCAD元件介绍及其应用
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。
第 14 页
PSCAD元件介绍及其应用
可控关断或自然关断 脉冲个数：1或6 附加封锁/解锁信号
脉冲/时间输出格式 —6脉冲输出有效； —自然关断器件有效；
第 15 页
PSCAD元件介绍及其应用
输出信号格式
单个自然关断器件控制
单个可控关断器件控制
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PSCAD元件介绍及其应用
6个自然关断器 件单独控制
第 12 页
PSCAD元件介绍及其应用
外插电源
插值算法中的第三步涉及到外插电源特性。
在不采用外插电源算法时，第3步的电源电压将是线性外插 所得到。而采用外插电源算法时，电源电压将为：
V ' V sin( (t t ) )
此时求解的结果将更加准确。
第 13 页
PSCAD元件介绍及其应用
第 11 页
PSCAD元件介绍及其应用
颤振检测和去除
颤振是Dommel算法中对电气网络进行暂态仿真时所采用的 梯型积分方法所固有的，仿真步长之间的同步振荡现象。 颤振通常由闭合包含了电感的支路内的一个开关所引起。 EMTDC对每个节点电压和支路电 流进行连续监测，如果某个电压或 电流在5个连续仿真步长内连续改 变方向，则被认为是发生了震颤。 EMTDC中可以禁止进行颤振检测，但同时允许去除颤振， 此时仅有由支路投切所引起的颤振被去除。也可在EMTDC 中设置颤振检测水平，低于此水平的颤振将被忽略。