PSCAD风机和风电场建模教程
PSCAD电力系统仿真——从风机到风电场建模目录A部分：引言 ...............................................................................................................................- 2 -1.介绍....................................................................................................................................- 2 -2.PSCAD部件........................................................................................................................- 2 -3.仿真建模结构....................................................................................................................- 3 -4.仿真执行............................................................................................................................- 3 - B部分：建模 ...............................................................................................................................- 4 -5.从风到同步发电机............................................................................................................- 4 -5.1风源.........................................................................................................................- 5 -5.2风力发电机组件.....................................................................................................- 6 -5.3风力发电机的调速器组件.....................................................................................- 9 -5.4同步发电机.......................................................................................................... - 12 -5.5涡轮发电机连接：在额定负载下的模拟.......................................................... - 15 -6.AC/DC/AC：电源和频率转换 ........................................................................................ - 17 -6.1二极管整流器...................................................................................................... - 17 -6.2过电压保护.......................................................................................................... - 19 -6.3 DC母线 ................................................................................................................ - 20 -6.4 6-脉冲晶闸管逆变器........................................................................................... - 23 -6.5与电网的连接...................................................................................................... - 29 -7.配电网............................................................................................................................. - 31 -7.1定义网络.............................................................................................................. - 31 -7.2潮流仿真.............................................................................................................. - 34 - C部分：仿真 ............................................................................................................................ - 36 -8. 恒风速研究................................................................................................................... - 36 -8.1架构完整模型...................................................................................................... - 36 -8.2恒风研究.............................................................................................................. - 37 -9.故障分析......................................................................................................................... - 38 -9.1默认在节点3 ....................................................................................................... - 38 -9.2默认在节点2 ....................................................................................................... - 41 -9.3结论...................................................................................................................... - 43 -10.变风速研究................................................................................................................... - 44 -10.1动态变桨控制.................................................................................................... - 44 -10.2被动变桨控制仿真............................................................................................ - 47 -10.3比较被动和动态的桨距控制............................................................................ - 48 -11.风电场........................................................................................................................... - 50 -11.1从一个单一风力发电机到风电场.................................................................... - 50 -11.2 PWM调节驱动器.............................................................................................. - 53 - D部分：附录 ............................................................................................................................ - 64 -12. 参考文献..................................................................................................................... - 64 -A部分：引言1.介绍近年来，风力发电已引起特别的兴趣，许多风力发电站在世界各地的服务。
PSCADEMTDC 实验指导教程 (试用版)
PSCAD/EMTDC 实验指导教程（试用版）西南交通大学电气工程学院电力系统仿真实验室二OO七年九月第一章PSCAD/EMTDC软件介绍1.1 概述PSCAD/EMTDC是加拿大马尼托巴高压直流研究中心出品的一款电力系统电磁暂态仿真软件，PSCAD（Power Systems Computer Aided Design）是用户界面，EMTDC （Electromagnetic Transients including DC）是内部程序。
EMTDC最初代表直流暂态，是一套基于软件的电磁暂态模拟程序。
Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了EMTDC的初版，编写这个程序的原因是因为当时现存的研究工具不能够满足曼尼托巴电力局对尼尔逊河高压直流工程进行强有力和灵活的研究的要求。
自此之后程序被不断开发，至今已被广泛地应用在电力系统许多类型的模拟研究，其中包括交流研究，雷电过电压和电力电子学研究。
EMTDC开始时在大型计算机上使用。
然后在1986年被移植到Unix系统和以后的PC机上。
PSCAD代表电力系统计算机辅助设计，PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。
可模拟任意大小的交直流系统。
PSCAD V1 1988年首先在阿波罗工作站上使用，然后大约在1995年PSCAD V2开始应用。
PSCAD V3以PC Windows作为平台，在1999年面世。
目前最新版本的是PSCAD V4.2.1。
用户可以通过调用随EMTDC 主程序一起提供的库程序模块或利用用户自己开发的元部件模型有效地组装任何可以想象出的电力系统模型和结构。
EMTDC的威力之一是可以较为简单地模拟复杂电力系统, 包括直流输电系统和其相关的控制系统。
采用PSCAD/EMTDC进行的典型模拟研究包括：●一般的交流电力系统电磁暂态研究●直流输电结构和控制●FACTS(灵活交流输电系统)元部件模型●由于故障、断路器操作或雷电冲击引起的电力系统的过电压研究●绝缘配合研究●谐波相互影响研究●静止补偿器研究●非线性控制系统研究●变压器饱和研究, 如铁磁振荡和铁芯饱和不稳定性研究●同步发电机和感应电动机的扭矩效应和自励磁研究●陡前波分析●研究当一台多轴系发电机与串补线路或电力电子设备相互作用时的次同步谐振现象●向孤立负荷送电电力系统数字仿真实验室使用PSCAD/EMTDC主要进行一般的交流电力系统电磁暂态研究，进行简单和复杂电力系统的故障建模及故障仿真，分析电力系统故障电磁暂态过程。
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
adpss风机电气仿真模型建模流程
adpss风机电气仿真模型建模流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!ADPSS风机电气仿真模型的建模流程详解ADPSS（Advanced Power System Simulator），即高级电力系统仿真器，是一款广泛应用于电力系统分析和设计的软件工具。
PSCAD元件简述
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。
线性近似的方法。在模拟铁心的非线性特性时，直接
在元件模型参数设置中输入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，既减少了矩阵倒置的计算，又保留了计算的准
确性。
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PSCAD元件简述
饱和I-U曲线
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PSCAD元件简述
五、 Transmission lines/Cables元件库
制系统)； 触发脉冲产生电路；
第5页
PSCAD元件简述
1. 电力电子器件
二极管的导通和关断状态由它两端的电压和流经 的电流所决定。正向电压、正向电流时导通。
二极管
二极管固有导通电阻很小 和关断电阻很大。当其正向 偏置且正向电压超过了输入 参数“Forward Voltage Drop”时二极管导通。电流 过零时二极管关断，直到再
其状态会在以下情况下发生改变：
➢器件两端的正向偏置电压大于或等于输入 参数“Forward Voltage Drop”，且门极信 号从0变为1。
➢器件两端的正向偏置电压大于或等于输入 参数“Forward Voltage Drop”，且门极信 号预置为1
➢正向偏置电压大于或等于输入参数 “Forward Break-Over Voltage”。
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 ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
VSC-HVDC.PSCAD建模
PSCAD建模实例
3. VSC-HVDC控制器建模
3.1. dq分量的求解
如下图所示，交流测电压经过锁相环得到a相基波相角，输入 abc_dq0变换器中做为transformation angle。
图13 dq0变换单元电路
采用插值算法后，计算结果无电压和电流尖峰，如 图9（b）所示。
PSCAD建模实例
2.3. 电源和变压器的添加
图10 电源和变压器部分
上图中的电阻和电感可以是电源、 变压器和线路的总电阻和 电感，此时电源和变压器均采用ideal理想模型，也可以在电源和 变压器内单独设置各自的电阻、电感，此时上图中的电阻、电感 为线路本身的电阻和电感值。
PSCAD建模实例
1.2. VSC-HVDC系统结构图
图1
PSCAD建模实例
图中：
1. Ps1、Qs1为整流侧交流系统向VSC系统输送的电功率， Ps2、 Qs2为逆变侧交流系统向VSC系统输送的电功率， Pc1、Qc1为整流侧VSC系统向交流系统输送的电功率， Pc2、Qc2为逆变侧VSC系统向交流系统输送的电功率。
PSCAD建模实例
2.2. 开关器件的插值应用
插值的兼容性已经加入到控制系统模型函数（CSMF）中。 这个兼容性确保了可以由一些基本的功能模块组成所有的插值控 制系统。通过插值的使用，控制系统可以做到与时长无关（内部 原因），这样项目可以以最大步长运行，而不会影响精度。
插值时间通常在两个或多个控制信号相交的时候。一个信号 做参考（通常为恒定值），另一个信号作为被检测量，观察其值 大于或小于参考。考虑到EMTDC定点步长的特性，任何信号的交 点都容易发生在步长之间。虽然有一些不同类型的插值理论 （EMTDC参考6,8,34,35），EMTDC使用线性插值，该方法在电 子暂态仿真中最有效，最实用。线性插值显著的改善了仿真精度， 并尽可能降低了技术的复杂性。（EMTDC 参考6,8）。
pscad软件应用教程
PSCAD案例教程--换相电抗对换相失败的影响及短路电流抑制措施本文由任子媛撰写，中国科学软件网发布问题的提出直流输电系统电能具有输送容量大、损耗低、输电功率调节反转迅速灵活，输电可靠性高、非同步联络能力强等优点，因此在远距离、大区域的电网互联及大容量输电等方面被广泛应用。
然而，直流系统中换相失败的发生会引起系统直流电流剧增、换流阀寿命缩短、直流输电功率减少及逆变侧的弱交流系统电压不稳定等严重后果；连续的换相失败更是威胁着整个电力系统的安全稳定。
通过减小换流变压器短路电抗来降低换相电抗的方法，可以在一定程度避免换相失败，但在交流系统发生故障时，可能导致换流变两侧绕组的故障冲击电流过大而损坏换流变压器。
因此需要分析换相电抗对换相失败的抑制作用及其对短路电流的影响，并对交流系统发生故障时换流变压器的短路电流提出限制措施。
EMTDC计算模型在电磁暂态仿真模型中搭建了准东-重庆±1100kV特高压直流输电仿真模型，图1给出了该双端直流输电系统的整体研究模型，包括双端交流电网、整流站准东站、逆变站重庆站及直流线路等效模型。
图2按照实际工程建立了逆变站12脉动换流器串联的直流输电工程主回路。
图1准东-重庆±1100kV特高压直流输电仿真模型图2逆变站主回路pscad建模换相电抗对换相失败的影响基于上述PSCAD/EMTDC模型，设置交流母线A相在0.8067s发生暂时性接地故障，故障持续60ms，过渡电阻18Ω，仿真计算换流变短路电抗分别24%和8%时的关断角γ及换相电压，波形见如图3。
(a)漏抗为24%时(b)漏抗为8%时图3关断角γ及换相电压仿真波形图由图3可以得到，当换流变压器漏抗为24%时，在A相发生单相接地故障后，关断角γ小于7°且直降为0°，发生换相失败，在初次换相失败后系统并未恢复正常，发生了严重的继发性换相失败，且换相电压最低降至0.86p.u.；而当换流变漏抗降低为8%时，关断角γ始终大于7°，不会发生换相失败，换相电压最低仅降至0.91p.u.，且故障清除后电压波形更为平稳。
WAsP快速入门教程
文档范例公司名，文献名 斜体 如：Friends of Wind Energy按钮或菜单 加粗 如：Insert new，用“/”分隔多级菜单，不含引号。
目录 用“\”分割，不含引号。
介绍本样例完成一次完整的风机定位操作，从测风数据开始到推测一个具体位置建立风机的产量结束。
接下来，建立一个由多台风机组成的风场，推算该风场的年发电量，包括叶轮尾流造成的损失。
最后，计算一个区域的风资源地图。
您可以在这里找到样例所用的数据：C:\Documents and Settings\AllUsers\Application Data\WAsP\Sample data，这个目录是在您安装Wasp时自动生成的。
案例这家公司Friends of Wind Energy ,Waspdele Ltd.要求您推算Waspdale的风机发电量。
他们计划在Waspdale的山顶建一台1MW风机。
（他们要求发电量适中）。
在机位点（Turbine Site）处没有测风，但在Waspdale机场（Airport）附近有一个气象站。
地图如下。
您具备的资料有:∙该区域的等高线图∙机场的测风数据∙该区用地性质的简单描述∙气象站附近的机场建筑草图，带标注的。
∙风机的功率特性这些数据被转成数字文件, 如下:∙等高线和粗糙度线数字化图∙包含测风数据的文件∙描述机场附近建筑的文件∙包含风机功率曲线的文件使用WAsP进行推算从工程数据您可以知道在给定风速下风机能发出多大功率。
如果风机恰好建在收集气象数据的位置，那估算就再简单不过了。
然而，从地图上看到拟建风机的位置和机场气象站完全不是同一个位置：气象站的特性本身也会影响它采集到的数据。
另外，风机位置的特性将对风机附近的风的特点产生影响。
风机轮毂高度和测风仪高度也不相同。
您所需要的是根据气象站记录的风气候推算风机位置的风气候。
这正是WAsP做的。
您可以用WAsP分析记录的风数据，经过场址影响修正制作一个不依赖于场址的局部风气候的描述。
PSCAD简单入门教程.
PSCAD 使用说明1.PSCAD安装PSCAD / EMTDC常见4.0.2 ctacked版本或4.2版本，这个版本PSCAD被封装成一个ISO文档，如图1-1，可用虚拟光驱或winrar打开。
下面使用winrar将其解包。
图1-1PSCAD封包形式在系统安装了winrar3.2以上版本后，可以直接双击这个iso文档，然后点击“解压到”图标，如图1-2，就可以对其进行解包。
如图1-2 使用winrar解PSCAD的封包解压后可以得到三个文件夹，如下图1-3所示：图1-3PSCAD须按以下步骤安装，否则，装好后可能不运行。
另外，操作系统最好使用WinXP专业版，曾在WinXP Home版本上出现过不明原因的PSCAD不能运行情况。
安装步骤：（1）首先，运行PSCAD 4.0目录下的Setup.exe，一路按OK或者NEXT在选择安装列表时选中“PSCAD(all Editions)”，如图1-4，不要选择License Manager和Real Time Playback (它需要硬件采集设备支持，否则只是评估版)这两项。
使用附带的EGCS/GNU Fortran77编译器就选中“GNU Fortran Compiler”，如果要使用之前自行安装的Fortran90编译器就不要选这一项。
图1-42、当License Manger选择对话框出现时，如图1-5，选择“I will only be using Single-user/single-machine licenses.”或“professal”这一项，随后一路OK即可。
注意：选the Student Edition 版本，模型只允许15个结点。
如图1-53、前面的PSCAD 4.0以及EGCS/GNU Fortran77(如果选择了)全部安装完毕后，运行PSCAD 4.0 Patchfile 目录下的Setup.exe （安装PSCAD 4.0.2补丁）。
PSASP风力发电机模型使用说明
PSASP 6.2x 风力发电机模型 使用说明
*该参数为模型扩展预留，现固定为双质块模型。 风电机无功控制方式可选为电压控制方式或功率因数控制方式， 前者以控制 机端或机端外线路上一点电压恒定为控制目标， 后者以保持风力发电机功率因数 保持不变为控制目标。 RL+jXL 为电压控制时补偿一部分线路压降的线路阻抗， 填 0 表示电压控制点为机端。 初始风速可由用户给定，软件根据风电机实际出力和风速自动确定桨矩角。 如初始风速填写不合理或不填写，则自动按最小桨矩角确定风速（推荐） 。 空气密度为风电场当地的空气密度，如无确切数据，可按 1.225 填写。
10
电力系统综合稳定程序 PSASP
®
风力发电机模型说明
风曲线。
6 5 4
VG (m/s)
3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
t (s)
图 4-3 阵风扰动曲线
4.2 渐变风（Ramp Wind）
当风速扰动为渐变风时，风速变化扰动窗口如图 4-4 所示。其中上升时间 T1 含义为渐变风从 0 增加到峰值所用时间，下降时间含义为渐变风由峰值下降 为 0 所用时间，渐变风最大值含义为渐变风变化峰值。
中国电力科学研究院 综合程序室 二〇〇八年六月
电力系统综合稳定程序 PSASP
®
风力发电机模型说明
1 模型类型及概况
电力系统分析综合程序（PSASP 6.2x）中的风力发电机模型现有两类——鼠 笼异步风力发电机和双反馈直驱风力发电机通用模型，以后还将逐步扩充。前者 用于模拟定速定桨矩风机，后者用于模拟变速变桨矩风机。 鼠笼风机模型对应 7 型发电机模型， 双馈直驱通用模型对应 8 型发电机模型。 在“公用参数(P)”菜单最下方增加填写两类风力发电机公用参数的菜单命令， 如图 1-1 所示。