PSCAD的电力系统仿真大作业3
PSCAD实验报告.
PSCAD实验报告学院：水利电力学院班级：姓名：学号：PSCAD实验报告实验一实验名称：简单电力系统短路计算实验目的：掌握用PSCAD进行电力系统短路计算的方法仿真工具：PSCAD/EMTDC实验原理：在电力系统三相短路中，元件的参数用次暂态参数代替，画出电路的等值电路，短路电流的计算即相当于稳态短路电流计算。
单相接地，两相相间，两相接地短路时的短路电流计算中，采用对称分量法将每相电流分解成正序、负序和零序网路，在每个网络中分别计算各序电流，每种短路类型对应了不同的序网连接方式，形成了不同复合序网，再在复合序网中计算短路电流的有名值。
在并且在短路电流计算中，一般只需计算起始次暂态电流的初始值。
实验内容及其步骤：图示电力系统已知：发电机：Sn=60MV A,Xd”=0.16,X2=0.19 ;变压器：Sn=60MV A,Vs%=10.5 ;1)试计算f点三相短路，单相接地，两相相间，两相接地短路时的短路电流有名值。
2)若变压器中性点经30Ω电抗接地，再作1）。
3)数据输入。
4) 方案定义。
5) 数据检查。
6) 作业定义。
7) 执行计算。
8) 输出结果。
模型建立：实验结果与分析：通过PSCAD仿真所得结果为1）、三相短路（有接地电抗）2）、三相短路（无接地电抗）3）、单相接地短路（有接地电抗）4）、单相接地短路（无接地电抗）5）、两相相间短路（有接地电抗）6）、两相相间短路（无接地电抗）：7）、两相接地短路（有接地电抗）：8）、两相接地短路（无接地电抗）：实验二实验名称：电力系统故障分析实验目的：1) 熟悉PSCAD/EMTDC的正确使用；2) 掌握多节点电力系统的建模；3) 掌握元件及不同线路模型参数的设置方法；4) 掌握各种短路故障的建模。
仿真工具：PSCAD/EMTDC一、故障模型建立实验内容及步骤如图1所示系统，利用PSCAD/EMTDC软件完成以下实验内容：（1）新建项目文件；（2）在新项目工作区进行系统建模：将A、B、C、D四个节点分别画在四个模块中，在每段线路中都加入三相故障模块；（3）用500kv 典型参数设置电源和线路的参数（传输线采用Bergeron 模型，每段线路长度分别为AB 段300Km ，BC 段100Km ，AD 段100Km ，DE 段50Km ）；（4）双绕组变压器变比设置为500kv/220kv ，容量为100MVA ，一次测采用星型接法，二次侧采用三角接；设置每个节点的三相电压和电流输出量；（5）设置输出量：将每一节点的三箱电压和电流分别输出显示在两个波形框中。
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。
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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。
pscad的电力系统仿真大作业
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。
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2.1 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0.2s）。
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=0.278s）。
图3 同步发电机模型参数Ta对应位置1）Ta=0.278s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=0.278s发生短路If波形2）Ta=0.0278s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=0.278s发生短路If波形2.2 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=0.5056时发生三相短路，三相短路电流波形如图7所示。
图7 t=0.5056时三相短路电流波形2）当在t=0.6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2.3 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。
PSCAD教程08-应用PSCAD进行直流输电系统仿真研究
应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
多实例化组件(MIM)技术
PSCAD X4之前所有版本中的组件(module)缺乏多实例化能 力，即一个组件定义只能有一个实例。X4版本通过完全重 新设计PSCAD的程序结构，使其成为更朝向以数据为中心 的模型，从而具备了提高多实例化组件的能力。
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 。
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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。
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应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
平波电抗器
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应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
6. 滤波器（Filter）
减小注入交、直流系统谐波的设备 种类: 交流滤波器， 直流滤波器 有源滤波器； 无源滤波器：单调谐滤波器 双调谐滤波器 高通滤波器
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应用PSCAD进行高压直流输电系统仿真研究
应用pscad进行高压直流输电系统仿真研究进行高压直流输电系统仿真研究应用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第2页?四高压直流输电系统的pscad仿真应用pscad进行高压直流输电系统仿真研究交流母线换流站i平波电抗器直流平波电抗器直流滤波器交流母线换流交流母线换流变压器换流站ii换流变压器换流变压器一高压直流输电系统的主要元件第3页交流系统交流系统i无功补偿设备交流滤波器无功补偿设备交流滤波器直流线路vdi滤波器桥i变压器断路器桥ii交流系统交流系统ii无功补偿设备无功补偿设备交流滤波器交流滤波器vdii应用pscad进行高压直流输电系统仿真研究1
电力系统分析综合实验报告
电力系统分析综合实验报告本实验旨在通过对电力系统进行分析和综合实验，从而了解电力系统的基本工作原理、电力负荷的管理和电路的运行条件。
在本次实验中，我们将使用PSCAD软件进行电力系统的模拟，并最终得出分析结果。
第一部分：实验目的本实验的主要目的是使学生熟悉电力系统的基本概念、基本原理和基本分析方法，了解电路的运行条件和电力负荷的管理，通过实验来了解电力系统的基本运行流程和原理。
同时，实验中更加重视学生解决问题、创新思维、团队协作和实验数据记录。
第二部分：实验内容本实验的内容主要包括以下几个方面：1. 非线性电力系统的建模使用PSCAD软件来建立非线性电力系统的模型，包括电源、负载和传输线等组成部分。
通过一个简单的电路来进行模拟，检验电源、负载和传输线的正常工作状态。
2. 电力系统稳定性分析使用系统柔性和频率响应等分析方法，对电力系统进行稳定性分析。
通过仿真和实验搭建一个简单的电路来进行稳定性分析，只有在系统稳定的状态下才能进行正常的供电操作。
3. 电路负载管理和分析使用实际电路负载来进行各类负载管理和分析，包括负载均衡和负载优化。
通过对负载进行分析并进行优化调整，以达到电系统的最佳工作状态。
4. 设备运行条件分析通过对设备的状态进行分析，寻找设备的运行条件，以保证设备的正常运转。
在分析过程中，需要对各种设备产生的功率损失和电流负载进行考虑。
第三部分：实验步骤本实验的步骤大致如下：1. 建立非线性电力系统模型首先，需要在PSCAD软件中建立一个非线性电力系统模型，包括电源、负载和传输线等组成部分，并进行电路的初始化设置。
2. 进行电路的基本操作进行电路的基本操作，包括开关的合闭、电源的开启和负载的接入等，以检验电路的正常工作状态。
3. 进行电力系统稳定性分析通过进行仿真和实验来进行电力系统稳定性分析，只有在系统稳定的状态下才能进行正常的供电操作。
如果系统不稳定，则需要进行适当的调整。
4. 进行负载分析和负载管理通过对负载进行分析和管理，以达到电系统的最佳工作状态。
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。
ATP和PSCAD在线路过电压仿真计算中的应用
2）切除电容性负载引起旳过电压
产生机理：电容性负载是指流过电容器、电缆或空载 长线路等旳电流。在断路器开断电容性设备旳过程中， 若断口上旳恢复电压上升速度超出其介质强度旳上升 速度，即会造成断路器开断时旳电弧重燃。此时若断 口两端电压极性相反，加之电源继续供给能量，使振 荡充分发展，从而引起产生过电压 影响原因：断路器旳性能、中性点接地方式 限制措施：提升断路器旳灭弧性能（使用真空开关）、 采用带并联电阻旳开关
暂时过电压
内部过电压
电力系统过电 压
雷电过电压
操作过电压 直击雷过电压 感应雷过电压
工频过电压 谐振过电压
投切空载线路过电压 切断空载变压器过电压 断续电弧接地过电压
1、工频过电压
工频过电压主要由长线路旳电容效应及电网 运营方式旳忽然变化引起。
特点：连续时间长，过电压倍数不高，一般 对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输 电拟定绝缘水平时起主要作用。
UC 当 L
1
时，电感上旳电压降与电容上旳电压
C
降绝对值相等、相位相反，电路中A、B两点犹如
断路，电源电动势完全作用于电阻压降，回路电
流到达最大，L、C上旳电压也到达最大，形成过
电压。
2、谐振过电压
2)铁磁谐振过电压
电力系统中旳铁磁谐振回路一般由空载变压器或
UR
UL
电压互感器与电容性元件组合而成，主要有下列 三种情况：
2、谐振过电压
谐振过电压在正常运营操作中出现频繁，其危害 性较大。运营经验表白，中低压电网中过电压事故大 多数都是由谐振现象所 引起。
因为谐振过电压作用时间较长，会给保护措施旳 选择造成困难，为了尽量预防发生谐振过电压，在设 计和操作电网时，需事先进行必要旳估算和安排，防 止形成严重旳谐振回路，或采用合适旳防谐振措施。
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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。