PSCAD簡單入門教程

1、 PSCAD 使用說明1. PSCAD安裝PSCAD / EMTDC常見4.0.2 ctacked版本或4.2版本，這個(gè)版本PSCAD被封裝成一個(gè)ISO文檔，如圖1-1，可用虛擬光驅(qū)或winrar翻開。下面使用winrar將其解包。圖1-1 PSCAD封包形式在系統(tǒng)安裝了winrar3.2以上版本后，可以直接雙擊這個(gè)iso文檔，然后點(diǎn)擊“解壓到圖標(biāo)，如圖1-2，就可以對其進(jìn)行解包。如圖1-2 使用winrar解PSCAD的封包解壓后可以得到三個(gè)文件夾，如下列圖1-3所示：圖1-3PSCAD須按以下步驟安裝，否那么，裝好后可能不運(yùn)行。另外，操作系統(tǒng)最好使用WinXP專業(yè)版，曾在WinXP Hom

2、e版本上出現(xiàn)過不明原因的PSCAD不能運(yùn)行情況。安裝步驟：1首先，運(yùn)行PSCAD 4.0目錄下的Setup.exe， 一路按OK或者NEXT在選擇安裝列表時(shí)選中“PSCAD(all Editions)，如圖1-4，不要選擇License Manager和Real Time Playback (它需要硬件采集設(shè)備支持，否那么只是評估版)這兩項(xiàng)。使用附帶的EGCS/GNU Fortran77編譯器就選中“GNU Fortran Compiler，如果要使用之前自行安裝的Fortran90編譯器就不要選這一項(xiàng)。圖1-4 2、當(dāng)License Manger選擇對話框出現(xiàn)時(shí)，如圖1-5，選擇“I wil

3、l only be using Single-user/single-machine licenses.或“professal這一項(xiàng)，隨后一路OK即可。 注意：選the Student Edition 版本，模型只允許15個(gè)結(jié)點(diǎn)。如圖1-5 3、前面的PSCAD 4.0以及EGCS/GNU Fortran77(如果選擇了)全部安裝完畢后，運(yùn)行 PSCAD 4.0 Patchfile 目錄下的 Setup.exe 安裝PSCAD 4.0.2補(bǔ)丁。 4、補(bǔ)丁安裝完畢后將 Crack目錄下的PSCAD.exe復(fù)制到C: Program PSCAD401 bin win下，覆蓋原主程序即可。安裝完成后

4、, 最好注銷或者重啟計(jì)算機(jī)一下，否那么，仿真時(shí)PSCAD 4可能找不到Fortran編譯器，不能夠運(yùn)行。2PSCAD界面簡介在重啟計(jì)算機(jī)后，可以在開始>所有程序>PSCAD中看到兩個(gè)版本的PSCAD。一個(gè)是Educational，一個(gè)是Professional，我們一般使用Professional版本進(jìn)行仿真。點(diǎn)擊Professional的圖標(biāo)，PSCAD啟動(dòng)，界面如下列圖2-1所示：圖21點(diǎn)擊右上角的“白紙new圖標(biāo)，或者從File選項(xiàng)卡中選擇，都能夠建立一個(gè)新的仿真工程 Project ，如圖22、23所示。 圖22 直接點(diǎn)擊new新建工程 圖23使用File選項(xiàng)卡新建工程新建

5、的仿真工程是沒有名字的，系統(tǒng)默認(rèn)為noname，可在這個(gè)工程上右擊，選擇Save as ，如圖24，就可將其重新命名。命名最好用英文名稱，因?yàn)镻SCAD有時(shí)對漢字名的工程不支持或不能運(yùn)行。因此，本說明為這個(gè)新建仿真工程命名為test1。圖24 為新建工程取名建立了test1工程后，就可在其中搭建電路模型了。PSCAD的工程顯示窗口中可以同時(shí)顯示多個(gè)工程，但是，只有一個(gè)工程處于激活狀態(tài)，如下列圖25中test4所示 激活狀態(tài)的圖標(biāo)為籃色，未激活工程圖標(biāo)為黑白色。只有處于激活狀態(tài)的工程模型才可以進(jìn)行仿真，其他工程的模型即使按仿真運(yùn)行的按鈕也是不會動(dòng)作。圖25 同時(shí)顯示多個(gè)工程工程的激活狀態(tài)可以更改

6、。例如，如果要將名為test2的工程激活，直接在test2的圖標(biāo)上鼠標(biāo)右擊，選擇“set as active就OK，如圖26所示。圖26 切換不同工程的激活狀態(tài)在PACAD中，所有的元件放在masterMaster Library當(dāng)中，鼠標(biāo)左雙擊工程創(chuàng)空中的第一項(xiàng)：綠色的master，工程即可進(jìn)入元件庫，如圖27所示。圖27 PSCAD元件庫選擇元件： 雙擊相應(yīng)的元件類型，找到需要的元件后，在元件符號上左點(diǎn)擊，元件變成閃爍狀態(tài)，用鍵盤上CtrlC或鼠標(biāo)右擊，選擇copy，就將該元件復(fù)制，如圖28所示。圖28 復(fù)制元件然后，雙擊新工程圖標(biāo)，在該工程窗口空白處用鍵盤CtrlV或右擊選擇Paste，

7、就將剛選擇的元件模型放置在工程中了。通常一邊選元件，一邊進(jìn)行連接。要?jiǎng)h除一個(gè)元件，鼠標(biāo)左擊，待其閃爍狀態(tài)，按鍵盤上Delete鍵。常用元件放在主界面右邊，如圖29所示，可直接點(diǎn)擊快捷按鈕來選擇，方法：左點(diǎn)需要選擇的元件，再在“工程空白處鼠標(biāo)左點(diǎn)一下。選中的元件按“R或“L鍵旋轉(zhuǎn)。 圖29 快捷欄中的常用元件3建立“工程模型與仿真1設(shè)置仿真時(shí)間和步長新建的仿真工程，先應(yīng)對“工程的仿真時(shí)間、步長進(jìn)行設(shè)置也可在建好模型仿真開始前完成。在“工程模型窗口空白處鼠標(biāo)右擊，選擇Project Setting，出現(xiàn)設(shè)置窗口，如圖31所示，在這里可對本“工程的仿真時(shí)間、計(jì)算步長、PSCAD繪圖步長等進(jìn)行設(shè)定。一

8、般仿真時(shí)間“Duration of run 設(shè)為0.3 0.5s，計(jì)算步長“ EMTDC time step ( us ) 設(shè)為0.1, 繪圖步長“ PSCAD plot step ( us ) 設(shè)為10。如果計(jì)算步長大，那么仿真進(jìn)展快，但是，過電壓變小 可能會漏掉峰值 ！圖31 設(shè)置仿真時(shí)間、步長2建立仿真模型以交流電源串聯(lián)R-L-C電路為例，先建立新工程，命名為：test1，從主界面右側(cè)或庫中選擇需要的元件，放在工程上。點(diǎn)擊該元件使其變?yōu)殚W爍，按L或R鍵，向左或右轉(zhuǎn)90度，直到適宜位置。再選擇“導(dǎo)線，點(diǎn)擊導(dǎo)線，兩端會出現(xiàn)小端點(diǎn)，用鼠標(biāo)左壓并拖動(dòng)，可調(diào)節(jié)導(dǎo)線長度。調(diào)節(jié)方法：點(diǎn)擊一段導(dǎo)線，它的

9、兩端就會出現(xiàn)兩個(gè)綠色的方塊，此時(shí)點(diǎn)住某個(gè)方塊對導(dǎo)線進(jìn)行拉長或者縮短，直到想要的長度。用適當(dāng)長度的導(dǎo)線將各個(gè)元件按照原電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接起來。注意：導(dǎo)線與導(dǎo)線，或?qū)Ь€與元件的一端連接時(shí)，當(dāng)兩條導(dǎo)線或?qū)Ь€與元件接近時(shí)，會自動(dòng)連接上；導(dǎo)線與導(dǎo)線交叉時(shí)，相互絕緣，如果要兩導(dǎo)線在交叉點(diǎn)連接，需要從主界面右邊常用元件中選擇“ Pin 并放置在交叉點(diǎn)。建立的仿真模型如下列圖32所示，其中E1為測對地電壓的測量元件，E2為測“0.3電阻的端電壓，I1為測電流。 圖32 工程中的元件、導(dǎo)線和電路模型建立電路模型時(shí)應(yīng)該注意：1模型中的元件，特別是同類元件的名字絕對不得重復(fù)。2模型圖上假設(shè)有任何無關(guān)的東西，例如：一

10、條懸空線、點(diǎn)，或者參數(shù)設(shè)置不對，例如：負(fù)荷及其變壓器的容量大于電源變壓器的容量，那么運(yùn)行時(shí)就會出錯(cuò)。3電源回路必須有一點(diǎn)接地，否那么，運(yùn)行出錯(cuò)。如果要求不接地電源，可以增加一個(gè)M級的大電阻。4對大模型應(yīng)采取“步步為營的方法建立，即：先建電源與局部元件，試運(yùn)行一下，通過了，再增加元件，否那么，查找問題，直到試運(yùn)行通過了，才可以繼續(xù)。3設(shè)置元件參數(shù)需要對所有元件的參數(shù)包括元件名稱名稱不可重復(fù)進(jìn)行設(shè)定，方法：雙擊元件符號，彈出對話窗口，修改其中參數(shù)，按“OK退出。一些元件，例如：電源、變壓器等，需要設(shè)置的參數(shù)較多，因此，對話窗口中含有多個(gè)副窗口，要一一進(jìn)行設(shè)置。下面以電源為例，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。雙擊電源

11、符號，出現(xiàn)下列圖33窗口式的設(shè)置菜單： 圖33 電源參數(shù)設(shè)置對話窗口電源菜單第1頁“Configuration配置，這是最根本的設(shè)置：（1） 電源名字，（2） 電源內(nèi)部阻抗，可以選擇電感、電容、串聯(lián)的RLC，理想電源等，（3） 電源是否接地，（4） 專門參數(shù)：“Behindt the Source impendance在電源阻抗之后, 當(dāng)僅僅知道電勢E和相位角，才選擇該項(xiàng)?！癆t the Terminal(在終端) 如果穩(wěn)態(tài)潮流的最終數(shù)據(jù)電壓或有功、無功，那么選擇該項(xiàng)。（5） 電源的輸入方式：內(nèi)部的 電源的大小、頻率由填入表中數(shù)據(jù)確定，而且為常數(shù)；外部的 由其它方式確定。（6） 電源類型：選擇

12、 AC / DC。第2頁“Signal Parameters信號參數(shù)，如圖34，可以設(shè)置：圖34（1） 電源：電壓源默認(rèn)單位kV，電流源默認(rèn)單位kA。DC為幅值；AC為有效值，AC電源按照正弦規(guī)律變化。2上升時(shí)間：電源從0升到穩(wěn)態(tài)值時(shí)間，設(shè)為0。注意：實(shí)際總有延時(shí)，約0.02秒。3t = 0的初始相位角：以度我單位。4電源的頻率。第3頁“Resistance非理想電源的電阻參數(shù)設(shè)置，第4頁“Impedance R/R-L 非理想電源的并聯(lián)阻抗參數(shù)設(shè)置，第5頁“Resistance 非理想電源的R-L-C串聯(lián)阻抗參數(shù)設(shè)置，第6頁“Inductance 非理想電源的電感參數(shù)設(shè)置，第7頁“Capac

13、itance非理想電源的電容參數(shù)設(shè)置，第8頁“Resistance 非理想電源的阻抗參數(shù)設(shè)置，第9頁“Monitoring 監(jiān)控跟蹤參數(shù)，設(shè)置電源名稱。4設(shè)置輸出量的觀測與調(diào)節(jié)電路模型的仿真輸出可以是單相或三相的電壓、電流瞬時(shí)值或有效值、功率、頻率、相位差，等等，輸出結(jié)果采用示波器方式給出。注意：測量元件、“數(shù)據(jù)標(biāo)簽、“輸出通道、示波器必須配套使用，缺一個(gè)運(yùn)行就出錯(cuò)。首先，要在電路模型需要輸出的位置上設(shè)置測量元件常見的電壓、電流測量元件可直接從主界面右邊取，其它的從庫中meters單元中取 ，例如：在圖35中設(shè)置輸出電壓E1、E2和電流I1三個(gè)測量元件。輸出信號傳遞通過主界面右邊元件欄上的“數(shù)

14、據(jù)標(biāo)簽 (從右邊攔中選出Data Label )這個(gè)元件來實(shí)現(xiàn)，信號對應(yīng)關(guān)系是通過信號名稱來確定。選用三個(gè)“數(shù)據(jù)標(biāo)簽元件并雙擊它，將其名稱設(shè)定為與對應(yīng)的電壓、電流監(jiān)測元件名稱E1、E2、I1相同，然后，將“數(shù)據(jù)標(biāo)簽用導(dǎo)線連接到“輸出通道( 從右邊攔中選出Output Channel )上。使用示波器從右邊攔中選出Graph Frame 觀察波形，還須使用輸出通道，可以雙擊“輸出通道，對其進(jìn)行設(shè)定，特別是Title選項(xiàng)，最好設(shè)定為信號的名字，因?yàn)檫@個(gè)是要在示波器上顯示的。連接好以后如下列圖35所示： 圖35 設(shè)置測量元件、“輸出通道三個(gè)輸出信號，可用三個(gè)示波器進(jìn)行顯示，也可用一個(gè)示波器顯示。點(diǎn)擊

15、主窗口右邊的快捷欄的示波器，可拉出一個(gè)示波器顯示框，在示波器上右擊，選擇“Add Analog Graph，如圖36所示，這就將示波器設(shè)置為一個(gè)模擬量示波器。 圖36示波器設(shè)為模擬示波器后，將需要顯示的數(shù)據(jù)傳遞到示波器上，具體方法是，右擊“輸出通道，在“Input / Output Reference選項(xiàng)中選擇“Add as Curve，如下列圖37所示。圖37在示波器的模擬顯示框上右擊鼠標(biāo)，選擇“Paste Curve，如下列圖38所示，這就將這一個(gè)信號粘貼輸出到了示波器上。按照同樣方法，可在一個(gè)示波器上粘貼幾個(gè)信號，那么一個(gè)示波器就同時(shí)顯示幾個(gè)波形。圖38設(shè)置示波器顯示坐標(biāo)，使得波形能夠恰

16、當(dāng)顯示。雙擊示波器左或右邊空白處，設(shè)置縱坐標(biāo)顯示的最大最小值、每個(gè)坐標(biāo)格的大??；雙擊示波器下方空白處，設(shè)置橫坐標(biāo)，如圖39.1, .2,.3。 圖39縱坐標(biāo)菜單： 在“Preferences中設(shè)屏幕背景色、網(wǎng)格、曲線標(biāo)號等；“Title中設(shè) Y的名稱、最大最小值、縱坐標(biāo)間隔Grid大小。橫坐標(biāo)菜單： 在“Title中設(shè)X名稱、顯示的最大最小值、橫坐標(biāo)間隔Grid大小。“Markers中標(biāo)記最大最小值，而且在圖右邊顯示數(shù)值。示波器上具有自動(dòng)縮放功能，當(dāng)仿真完成后，如果波形超出了示波器的顯示范圍，可在示波器空白處右擊，選擇zoom ，Rest All Extents，如圖310，就會自動(dòng)按照X軸、

17、Y軸進(jìn)行縮放到適宜的顯示波形圖3105進(jìn)行仿真建好模型、設(shè)完參數(shù)、示波器、仿真時(shí)間和步長，才能進(jìn)行仿真。注意：如果模型中存在任何不需要的元件、導(dǎo)線等，仿真不能夠執(zhí)行。當(dāng)仿真執(zhí)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，有關(guān)信息以“小紅旗形式顯示在主界面下方出錯(cuò)信息攔中，雙擊“小紅旗以標(biāo)簽方式指示到模型中的出錯(cuò)處，根據(jù)該信息可對模型進(jìn)行修改。仿真開始：點(diǎn)擊主界面上方“綠色三角按鈕；如圖311所示，中斷仿真，點(diǎn)擊“紅色園點(diǎn)按鈕。圖311仿真結(jié)果如下列圖312所示，注意：縱坐標(biāo)單位為 kV或 kA，橫坐標(biāo)單位為秒s 。圖312如果想調(diào)整一個(gè)示波器的大小，可以有鼠標(biāo)點(diǎn)擊示波器上方的“Advance Graph Frame，此時(shí)示波

18、器四周出現(xiàn)綠色方塊，如圖313，用鼠標(biāo)按住綠色方塊拖動(dòng)，即可對示波器的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖313如果想對顯示的波形進(jìn)行X方向縮放，可將鼠標(biāo)放置在下面所示的位置，此時(shí)鼠標(biāo)光標(biāo)將會變?yōu)殡p向箭頭，如圖314，就可以通過左右拖動(dòng)對波形進(jìn)行X方向的縮放了。圖314如果想在一個(gè)示波器當(dāng)中對兩個(gè)波形進(jìn)行比擬，可以將信號輸出貼到一個(gè)示波器中，同時(shí)進(jìn)行顯示。例如，下面將E1、E2共同輸出到同一個(gè)示波器中顯示。在E1對應(yīng)的輸出通道中右擊，在“Input/Output Refrernce選項(xiàng)中選擇“Add as Curve，然后使用上面介紹的方法將其粘貼到示波器上，然后再將E2對應(yīng)的輸出通道右擊，同樣在“Input/O

19、utput Refrernce選項(xiàng)中選擇“Add as Curve，此時(shí)在已經(jīng)粘貼了E1信號的示波器的顯示框中右擊鼠標(biāo)，選擇“Paste Curve，這樣E2信號也就粘貼到了同一個(gè)示波器上了，如下列圖所示，E1信號和E2信號將用兩種不同的顏色顯示，此時(shí)再運(yùn)行仿真程序，在這個(gè)示波器中就可以看到E1和E2比照的波形了，如下列圖315所示：圖315要想讀取示波器中曲線在某點(diǎn)的數(shù)值，可以用鼠標(biāo)移到這個(gè)點(diǎn)上，如圖316，等待一會，就會顯示這個(gè)點(diǎn)的XY坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)值的讀取。圖316在示波器顯示框中，還可以點(diǎn)住鼠標(biāo)左鍵，選擇感興趣的區(qū)域松開鼠標(biāo)后，如圖317，該區(qū)域自動(dòng)放大，以便觀察，那么在一些高頻信

20、號的顯示中比擬實(shí)用。 圖317 放大前后的波形4. 開關(guān) / 斷路器 開關(guān)斷路器從master庫到Breakers單元中選取，庫中有：單相、三相開關(guān)，三相開關(guān)有單線和三線連接方式，如下列圖41。對于小方塊表示的開關(guān)，運(yùn)行時(shí)紅色工程中稱為高開關(guān)實(shí)際為閉合，綠色工程中稱為低開關(guān)為斷開。開關(guān)必須與一個(gè)Logic模塊配合使用，即：需將 “BRK和“BRKTime Breaker Logic都復(fù)制到工程中去。圖41 開關(guān)模型庫在工程中雙擊開關(guān)圖形，可以看到如圖42所示的菜單式對話窗口：圖42在圖42中可設(shè)置： “Breker Name: 設(shè)置開關(guān)的名稱?！癘pen possible if current

21、 flowing項(xiàng)中選擇yes，表示在任何時(shí)間可斷開的理想開關(guān)；選擇no，開關(guān)在電流過零才是關(guān)斷?！癠se Pre-insertion Resistance 應(yīng)用開關(guān)合閘插入電阻，一般選擇N0?！癎raphics Display開關(guān)符號顯示形式：“Low Voltage顯示線條式開關(guān)，“High Voltage 顯示方塊式開關(guān)，閉合時(shí)方塊式為紅色，翻開為綠色。PSCAD中開關(guān)不是真正的理想開關(guān)，翻開時(shí)開關(guān)的電阻應(yīng)設(shè)置以上，閉合時(shí)開關(guān)的電阻應(yīng)設(shè)置以下，如圖43所示：圖43在同一個(gè)模型中，可以使用多個(gè)開關(guān)，這些開關(guān)由不同的開關(guān)控制邏輯單元進(jìn)行控制，為了實(shí)現(xiàn)控制，需要將開關(guān)設(shè)置為不同的名字，同時(shí)，控

22、制邏輯的名字也要與開關(guān)一一對應(yīng)，如果對應(yīng)不正確，那么仿真就會出錯(cuò)，如下列圖44所示： 圖44Logic模塊的作用是按照設(shè)定的時(shí)間控制開關(guān)動(dòng)作。在模型中點(diǎn)擊Logic模塊，就能夠?qū)﹂_關(guān)動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，如下列圖45所示：圖45 開關(guān)邏輯控制單元設(shè)置開關(guān)可以設(shè)置動(dòng)作一次或兩次，上圖表示：BRK動(dòng)作次數(shù)2次，t = 0時(shí)初始狀態(tài)為close，t = 0.1s時(shí)刻，執(zhí)行翻開動(dòng)作，t = 0.15s 時(shí)刻，再次執(zhí)行閉合動(dòng)作。一般情況，開關(guān)動(dòng)作時(shí)間最好不要設(shè)置到大于整個(gè)模型仿真的時(shí)間以外。在圖46所示仿真結(jié)果中，波形顯示了二階電路突然斷開和接入正弦交流電源時(shí)觀測的電壓電流振蕩波形。 圖46 仿真結(jié)果注 意

23、：如果要開斷電流源，必須要保持電流源自己的回路，因?yàn)殡娏髟从肋h(yuǎn)有電流流出，圖47就斷不開；給電流源并聯(lián)一個(gè)數(shù)十k的大電阻電阻值應(yīng)不影響開關(guān)閉合后的電流大小，如圖47才能夠斷開。圖47 圖48 5架空線路 / 分布參數(shù)線路 1架空線分布參數(shù)線路模型從master庫到More on Transmission Lines單元中選取Tline模型，注意：一條線必須同時(shí)選用三個(gè)元件：2個(gè)外部連接的端口、1個(gè)線路內(nèi)部連接件，如下列圖51所示： (a) PSCAD 4.02 版 (b) PCSAD 4.2版圖 51 在圖51中，上圖局部為架空線路分布線路與其它元件連接的外部連接端口，點(diǎn)擊后出現(xiàn)下列圖52菜單

24、，可設(shè)置：線路名稱每條線路的名稱不得相同！，線路的導(dǎo)線數(shù)可改成單相、多相線路，對單相選為1，模型圖顯示導(dǎo)線數(shù)對單相選為single line 。對單相線路可以不用這兩個(gè)外部連接的端口元件。圖52在圖51中，下列圖局部為線路內(nèi)部的連接件：T形PSCAD 4.02 版/ “雙端箭頭形PSCAD 4.2 版或 連線形，是設(shè)置線路參數(shù)的關(guān)鍵。點(diǎn)擊后出現(xiàn)下列圖53菜單： 圖53設(shè)置內(nèi)容：線路名稱，必須與線路外部連接端口的名稱一一對應(yīng)；穩(wěn)定狀態(tài)頻率：波在線路上屢次折反射后趨于穩(wěn)定的頻率，這個(gè)頻率越高，波經(jīng)過線路的一次傳輸時(shí)間就越小，波在線路上的折反射過渡過程趨于穩(wěn)定的總時(shí)間也越少。因此，值越大，計(jì)算時(shí)間越

25、少，但波過程的計(jì)算效果越差。所有，應(yīng)盡可能取小值。當(dāng)線路長度小于990km，值可取為0；當(dāng)線路長度大于990 km，0，那么計(jì)算可能太大，出錯(cuò)，應(yīng)0.5, 0.8, 1等，取得越大，衰減趨于穩(wěn)定的時(shí)間越少。 線路長度： 線路的導(dǎo)線數(shù)，也需與線路外部連接端口的設(shè)置完全一致；端頭風(fēng)格形式：直接連接端頭直線形式，“雙端箭頭形式。對單相線路，可不用線路模型的2個(gè)外部連接端口、用線路內(nèi)部連接件的直接連接形式與外部其它元件端子進(jìn)行連接。在圖53中，點(diǎn)擊“Edit“翻開，才可以設(shè)置線路的結(jié)構(gòu)參數(shù)。先從master庫到More on Transmission Lines單元中選取線路模型的“定義標(biāo)簽和線路導(dǎo)線

26、幾何模型，并復(fù)制、粘貼到翻開的“Edit“界面，如圖54所示 圖中選擇的是單相導(dǎo)線 。其中：“定義標(biāo)簽有“ Bergeron貝杰龍“ 模型一般線路選用，另外2個(gè)為相頻模型、頻模模型；線路導(dǎo)線的幾何模型有多種形式，要根據(jù)線路的導(dǎo)線數(shù)選取。PSCAD中有三種輸電線路或電纜的等效模型：PI型等值電路、Bergeron模型和依頻特性模型。在線路處于基波頻率下，PI型等值電路和Bergeron模型足夠使用，不同之處是，Bergeron模型用分布參數(shù)方式來代替PI型等值線路中的LC元件，電阻等都是集中參數(shù)。依頻特性線路模型考慮到所有頻率相關(guān)的參數(shù)，用模分析技術(shù)Modal Techniques和相域Phas

27、e Domain處理技術(shù)進(jìn)行求解，可以在比擬大的頻率范圍內(nèi)相對準(zhǔn)確地線路的特性。使用這種模型，只需要T-line/Cable的導(dǎo)體屬性和幾何參數(shù)，便可以搭建線路模型，內(nèi)置的輸電線路和電纜常數(shù)例程Transmission Line and Constants Routine即可算法出數(shù)據(jù)，并且可以以文件或波形的形式輸出。在PSCAD/EMTDC中的依頻特性模型有兩種：Frequent Dependent(Mode) Model和Frequent Dependent(Phase) Model，前者簡稱為Mode模型，后者簡稱為Phase模型。對于理想換位線路，這兩種模型都可以給出比擬準(zhǔn)確的結(jié)果。對

28、非換位線路，Phase模型要比其它任何模型更準(zhǔn)確。圖 Error! No text of specified style in document.1 頻域線性模型Figure Error! No text of specified style in document.1 Mode of the Linear Frequency RegionPhase模型和Mode模型計(jì)算原理根本相同。在頻域下的特定頻率的線路方程的求解，可以方便地得到線路在時(shí)域下的方程。如圖4-1所示為從兩端看進(jìn)去的線路模型在頻域中的等值電路。特定頻率下，線路其中一端的電壓和電流可以用另一端的電壓或電流來表達(dá)： (Error!

29、 No text of specified style in document.1) (Error! No text of specified style in document.2)在這里：為傳播常數(shù)是波阻抗是線路的并聯(lián)導(dǎo)納是線路的串聯(lián)阻抗在節(jié)點(diǎn)處提出前向和反向行波的函數(shù)和： (Error! No text of specified style in document.3) (Error! No text of specified style in document.4)同理在節(jié)點(diǎn)處： (Error! No text of specified style in document.5) (Er

30、ror! No text of specified style in document.6)把方程(4-4)代入方程(4-3)可得： (Error! No text of specified style in document.7)同理，由方程(4-5)和(4-6)可得： (Error! No text of specified style in document.8)方程(4-1)和(4-2)k點(diǎn)和m點(diǎn)的方程可以用前行和反行波的方式表示為： (Error! No text of specified style in document.9) (Error! No text of specifi

31、ed style in document.10)在這里， (Error! No text of specified style in document.11)是傳播常數(shù)并且是一個(gè)復(fù)數(shù)，實(shí)部是衰減常數(shù)，虛部是相位常數(shù)。方程(4-4)和(4-6)可以用4-2所示的等值電路來表示。將(4-8)代入(4-9)，得到： (Error! No text of specified style in document.12)同樣地，由2-7和2-10可得到： (Error! No text of specified style in document.13)為了在時(shí)域下表達(dá)圖4-2和式4-11及4-13，要先

32、求解式4-9的方程。在時(shí)域的相乘變成頻域的卷積： (Error! No text of specified style in document.14)只有經(jīng)過最短時(shí)間，線路一端的脈沖才能到達(dá)另一端，方程4-14的卷積的積分下限是傳播時(shí)間，傳播時(shí)間可以用傳播常數(shù)的虛部來計(jì)算。圖 Error! No text of specified style in document.2 頻域線性電路Figure Error! No text of specified style in document.2 Linear Circuit in the Frequency Region圖 Error! No te

33、xt of specified style in document.3 故障等值電路圖Figure Error! No text of specified style in document.3 Equivalent Circuit of the Fault故障發(fā)生模塊PSCAD/EMTDC提供了專門的針對輸電線路的故障模塊，由選擇不同的故障類型，而使內(nèi)置開關(guān)分別實(shí)現(xiàn)，單相接地短路、兩相相間短路等等不同的故障類型。還可以設(shè)置故障電阻的大小等。PSCAD/EMTDC還專門提供時(shí)控故障邏輯，通過設(shè)置時(shí)控故障邏輯內(nèi)部參數(shù)，可以控制故障的出現(xiàn)時(shí)間和故障持續(xù)時(shí)間，對仿真實(shí)現(xiàn)行波波速度的測定提供了可能。圖

34、54在圖54中，點(diǎn)擊上部的導(dǎo)線“定義標(biāo)簽，出現(xiàn)如下菜單圖55： 圖55在圖55中設(shè)置導(dǎo)線模型：選擇：是否使用近似的阻尼Damping衰減， NO ；Yes，那么填 近似頻率損失、0次常數(shù)時(shí)間、所有金屬模型的常數(shù)時(shí)間，這一選項(xiàng)針對用于特殊的無線電高頻。選擇：是否使用“ interpolation Travel Time 插入傳輸時(shí)間；這一選項(xiàng)針對短線路時(shí)采用，PSCAD中計(jì)算最小長度小于15 km，相當(dāng)于傳輸50 ， 如果線路小于15 km，計(jì)算誤差可能較大，線路最好用庫中的“型線。選擇：是否將這條線路作為無反射線無限長線，應(yīng)選NO， 否那么無折反射。在圖54中，點(diǎn)擊中部的導(dǎo)線布置圖，出現(xiàn)如下菜

35、單圖57，設(shè)置導(dǎo)線的幾何參數(shù)：圖 57圖57中第1頁為桿塔參數(shù)Tower Data設(shè)置：桿塔名，如取N1； 線路的導(dǎo)線對地高度：如6.3m； 相間的水平距離：單相導(dǎo)線可取很大值，或者為0 ；線路右惻至桿塔中心的X距離：分流旁路電導(dǎo)對地泄漏電導(dǎo)：選擇是否顯示：導(dǎo)線的擋距span和導(dǎo)線下垂的弛度sag：選擇是否：線路是否理想的傳輸線？ 如果考慮三相線路的換位情況，選no；對于長度不大的線路包括單相線，可作為理想的傳輸線，選Yes。選擇架空地線數(shù)；選擇是否消除架空地線。 圖57中第2頁為導(dǎo)線參數(shù)Conductor Data設(shè)置，如圖58：圖58 選擇用戶自定義Custom設(shè)置。 設(shè)置導(dǎo)線名稱； 設(shè)置

36、導(dǎo)線半徑：0.0095 m 設(shè)置導(dǎo)線的直流電阻；0.000001，這個(gè)值對波形衰減影響大，應(yīng)取小點(diǎn)，取0，那么出錯(cuò)！ 設(shè)置導(dǎo)線的下垂的弛度sag；選擇導(dǎo)線中分裂導(dǎo)線數(shù)，取1，那么無分裂導(dǎo)線。圖57中第3頁為地線參數(shù)設(shè)置，省略圖57中第4頁為分裂導(dǎo)線位置，省略圖57中第5頁為線路中各導(dǎo)線的相位名稱。在圖54中，點(diǎn)擊下部的大地圖，出現(xiàn)如下菜單圖59，設(shè)置土壤參數(shù)：圖59設(shè)置土壤電阻率；設(shè)置土壤滲透性； 選擇接地計(jì)算公式： 外部控制電源？6變壓器變壓器有：單相、三相、雙圈、三圈、自耦模型，從master庫到Transformers單元中選取，點(diǎn)擊變壓器三圈式符號，出現(xiàn)菜單式窗口，填寫參數(shù)并OK。變壓

37、器菜單第1頁，如圖61所示，為configuration結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置：圖61（1） 容量，MVA；（2） 頻率；（3） 12#線圈之間的泄漏電抗，標(biāo)么值；（4） 13#線圈之間的泄漏電抗，標(biāo)么值；（5） 23#線圈之間的泄漏電抗，標(biāo)么值；（6） 空載損耗鐵耗，標(biāo)么值；（7） 銅耗短路損耗，標(biāo)么值；（8） 是否作為理想變壓器模型；（9） 線圈的分接頭位置；（10） 采用圓圈或者線圈形式的選擇。變壓器菜單第2頁，如圖62，為 winding voltage rating 各線圈額定電壓設(shè)置：圖62（1） 線圈1的額定電壓有效值； 2線圈2的； 3線圈3的。變壓器菜單第3頁，如圖63，為 satur

38、ation 飽和度設(shè)置：圖63（1） 是否選擇變壓器可能發(fā)生飽和；（2） 選擇可能發(fā)生飽和的線圈；（3） 鐵心的空氣電抗，標(biāo)么值；（4） 沖擊衰減時(shí)間常數(shù)；（5） 拐點(diǎn)knee電壓，標(biāo)么值；（6） 磁通量限制的釋放時(shí)間；（7） ,磁化電流，。變壓器菜單第4頁，圖64Monitoring of Currents and flux電流和磁通的跟蹤設(shè)置：圖64 1線圈1電流的名，kA；2線圈2電流的名，kA；3線圈3電流的名，kA；4磁化電流名，kA；5磁通鏈的電流名，kWN。7避雷器無間隙MOA避雷器，從master庫到More on Passive Elements單元中選取Metal oxid

39、e Surge Arrester 模型，點(diǎn)擊避雷器符號，出現(xiàn)下列圖71，2，3窗口，填寫參數(shù)并OK。 圖 71 避雷器菜單的第1頁configuration，如圖71所示，設(shè)置參數(shù)：（1） 避雷器名稱；（2） 避雷器額定電壓等級；（3） 避雷器閥片并聯(lián)數(shù)，默認(rèn)default為1.0，如果吸收能量不夠，可增加；（4） 規(guī)定非線性特性：設(shè)為1，表示完全非線性；設(shè)為0，表示固定的斜坡函數(shù)喪失了能力的廢品；設(shè)為10，表示性能逐漸變壞。（5） 伏安特性的給定選擇：1) 默認(rèn)值，按庫內(nèi)ASEA產(chǎn)品確定的； 2自定義，填第2頁表； 3用戶的外部數(shù)據(jù)文件定義。避雷器菜單的第2頁( I-V characteristic)，如