PSCAD中电力电子开关的性能
PSCAD基础讲义
断路器也可应用于电流，功率等信号的输出
双击断路器，并点击下拉三角，选择 internal outputs,给所能输出的信号命 名，就可以利用该信号进行输出了， 可以省去相关量测仪器
用于设置纵向故 障，横向故障可 由断路器设置
Faults
双击
单线形式
用于进行故障 类型和控制条 件的设置
三相形式
[Meters] Voltmeter, Ammeter, PQ meter
测量信号的图形输出
元件拖入 快捷键 图形输出 右键单击该框， 出现属性对话框， 选择“添加图形”
右键单击图形输出按钮， 选择Add as a curve
右键单击图形框，选 择PASTE CURVE，则已 经添加的图像将被表 示出来
Main : Graphs 200 150 100 50 0 Ea
分接头控制信号必须有控 制源，否则程序无法运行 此名称必须与变压器分接头名称 一致
双击
分接头的最大最小值
分接头初始位置
[Tlines] Transmission Lines
双击该元件
要对传输线命名，同一程 序中，传输线重名会导致 程序不能运行。 选择Remote Ends会出现如 下显示，二者应用差别， 点击help，能够查看 点击Edit，对线路其 他参数进行编辑
右键单击选中元件， 左键单击copy
打开元件列表，鼠 标拖框，选择所需 元件组合 在所要搭建程序界面 的空白处，右键单击， 左键单击paste，即把 元件拖入程序
也可从右侧快速元件 选择栏中，选入元件。 方法：单击该元件， 并在所建程序空白处 单击，元件即被拖入
两个元件对齐，二 者会自动连接。
程序示例
二者相互关联、交互支持。
电力电子电源技术及应用5.1-2 开关电源的性能指标
三、环境条件
温度 湿度
海拔高度
耐振动
耐冲击
其他的环境条件
四、其他指标
输入噪声 雷击浪涌 静电噪声
可靠性
习 题
1.我国单相市电的频率、有效值和幅值各为多少？ 2.开关电源的效率是怎样定义的？ 3.开关电源的输出纹波噪声是怎样定义的？ 4.过电流保护和过电压保护分别是如何定义的？
1.绝缘电阻
2.绝缘耐压
二、机械结构方面的标准
机械结构规定的项目有：机箱的形状，外型尺
寸与公差、安装位置、安装孔及螺钉的长度等，框 体的材料及表面处理、冷却条件、通风方向与风量 及开口尺寸、机外温升、接口位置及显示、操作部 件（如开关、输出电压调节旋钮及指示灯等）的位
置及文字显示的位置、电源设备的重量等。
（二）与输出特性相关的指标
1.额定输出电压 2.额定输出电流
3.稳压精（三）附属功能
1.过电流保护 2.过电压保护
3.输出欠电压保护
4.过热保护 5.开/关机的遥控 6.遥测 7.接口
（四）绝缘
5.1-2 开关电源的性能指标
一、电气性能指标 二、机械结构方面的标准 三、环境条件 四、其他指标
一、电气性能指标
（一）与输入特性相关的指标 （二）与输出特性相关的指标 （三）附属功能
（四）绝缘
（一）与输入特性相关的指标
1.相数 2.额定输入电压及电压变动范围 3.频率 4.输入电流 5.输入谷值及瞬间停电 6.冲击（浪涌）电流 7.泄漏电流 8.效率
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
PSCAD注意的问题
PSCAD注意的问题PSCAD注意的问题00简单例子，设模块两输入一输出，输入的名称定义为in1和in2，输出为out!一行的开始的感叹号表示本行为注释!输入输出端口的变量前面需要加一个$符号if($in1>$in2) then$out=$in1elseif($in1<$in2) then$out=$in2else$out=0EndifPscad有2种方法可以保存采样数据。
一是recorder，另外一种是channel save。
第一种方法最为常用，也最方便，平时应用已足够了。
第二种方法则在特定的情况下能发挥奇效。
先说recorder。
重点讲一下其中的几个设置。
1. Recording Time Step：必须是整数，小数位一律没用。
比如说60Hz，64采样点/周波，输入260就行了，输入260.42和输入260是一个效果的。
最大采样时间精度是1微妙，如果需要更小的采样周期，可以使用第二种方法。
2. Output file format：一般选RTP，或COMTRADE99。
其中RTP格式简单，但是一些情况下，某些采样点会以xxxxxx保存，如果发生这种情况，把对应采样channel中的pt or ct ratio改成一个很大的值，例如10000，重新运行就可以了。
COMTRADE99的格式复杂一些，但是不会出上面的错误。
3. Analog Output Maximum：现在采样要16位吧，2的16次方-1=65535。
缺省的4096是12位采样精度，我感觉4095更对，设计人员少硬件知识：-（。
4. 如果某个channel之前有ct或pt模块，别忘了给相应的channel 选择二次测，并填写正确的pt or ct ratio。
5. System Frequency：具体没有什么用处，50，60对数据没影响，只是会在数据文件中保留这个频率。
6. 其他的缺省值就可以了。
需要注意几点：1. 模块外部有采样起始和终止时间的控制。
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。
PSCAD简介
频率决定参数模型
包括Frequency Dependent (Mode) Model、 Frequency Dependent (Phase) Model，这两种模型 都能反映线路的频率响应，因此它对暂态过程和谐 波严重时的线路都有非常好的模拟
2009-5-18 21:28 3
Bergeron 模型
2009-5-18 21:26 1
Master Library库
打开PSCAD时，会自动装载Master Library库，库 中包含电力系统仿真常用的元件模型：
电阻、电感、电容和RLC无源滤波器
可以改变元件参数值，设置高通，低通，带通滤 波支路。
电流、电压源
有单相、三相电源，需输入的重要参数包括内 阻、电压（线线电压）、频率、相角 。
28四川电网500kv以上系统建模确定建立电网模型的作用是用于设计保护还是用于其他电力系统分析根据四川电网500kv拓扑结构确定有几个模块一般是把每个变电站或发电厂当作一个模块根据拓扑结构画出仿真模型根据实际电网的参数设置各仿真元件的主要参数设置故障运行仿真观察波形判断系统是否符合要求200951821
τ =
l
υ
=l
LC =
lL Z0
其中：l为线路长度；L为单位线路长度的串联电 感；C为单位线路长度的电容； Z 0 为特征阻抗
L Z0 = C
2009-5-18 21:28 5
图中的 Z = Z 0 + R / 4 ，其中R为线路总的串联电阻
(1− h) ⎡ ek (t −τ ) ⎤ (1+ h) ⎡ em (t −τ ) ⎤ Ik (t −τ ) = − ⎢ Z + hik ,m (t −τ )⎥ − 2 ⎢ Z + him,k (t −τ )⎥ 2 ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
03_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●其它元件一、PSCAD主元件库各元件列表分页式元件库各页面列表二、HVDC和FACTS元件库包括：——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；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。
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。
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。
电力电子器件的开关特性分析与优化
电力电子器件的开关特性分析与优化第一章：引言电力电子器件是电力电子技术应用中的重要组成部分，其在各个领域中都有广泛的应用。
而其中最为重要的性能之一便是开关特性。
开关特性的好坏对电子器件的电性能、热性能和可靠性有着直接影响。
因此，对电力电子器件的开关特性进行分析与优化，具有极其重要的意义。
第二章：电力电子器件开关特性分析电力电子器件的开关特性，即指器件的导通和截止过程能否得到快速、准确、稳定地实现。
其关键衡量指标是器件的开关速度和开关损耗。
因此，对电力电子器件的开关特性进行分析主要需要从以下两个方面入手。
2.1 开关速度分析开关速度是指器件在实现导通和截止过程时所需的时间长度，又被称为反向恢复时间（Reverse Recovery Time, RRT），通俗地讲就是器件从关断到导通所需的时间，从导通到关断所需的时间。
开关速度是衡量电力电子器件开关特性的重要指标。
速度快的器件可以提高交流电源的转换效率，降低开关时的噪声和电磁干扰，同时还可以提高系统的响应速度。
具体实现快速开关的关键在于如何缩短器件的反向恢复时间，有效减小开关过程中的惯性，使导通时延和截止时延尽可能短，进而提高开关速度。
目前常用的提高开关速度的方法主要有：1.改进管芯结构2.更换硅基材料3.优化驱动电路4.采用新型的选通结构2.2 开关损耗分析开关损耗是指在器件开关过程中由于电容和电感元器件的充放电过程引起的功率损耗，其主要包括导通损耗和截止损耗。
导通损耗是指器件在导通状态下，由于主导通区的导通电阻、导通电流等特性而产生的损耗；截止损耗则是由于器件经历的截止过程中所产生的电压、电流快速变化所引起的能量损耗。
同时，开关损耗也是衡量电力电子器件开关特性的重要指标。
如果不注意对开关损耗进行优化，将对器件的稳定性、安全性造成影响。
具体来讲，进行开关损耗分析的过程中需要考虑的因素有：1.极限电压的大小2.导通电阻的有效降低3.时域波形状况4.瞬态电荷和短路电流第三章：电力电器件开关特性优化基于电力电子器件开关特性的分析，可以采用多种方法进行开关特性的优化。