PSCAD使用教学.ppt

1、PSCAD元件及其应用,武汉大学电气工程学院 乐 健 2012.06,第 2 页,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,第 3 页,一、PSCAD主元件库,第 4 页,二、 HVDC和FACTS元件库,第 5 页,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

2、生电路；,第 6 页,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 7 页,另一种解决方法是采用变步

3、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。,第 8 页,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

4、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。,插值算法的步骤,第 9 页,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 10 页,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

5、流,第 11 页,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；,插值的应用场合,第 12 页,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

6、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。,颤振检测和去除,第 13 页,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：,此时求解的结果将更加准确。,外插电源,第 14 页,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

7、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。,第 15 页,第 16 页,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,第 17 页,6个自然关断器 件单独控制,6个可控关断 器件单独控制,第 18 页,6脉冲整流桥触发专用方式,第 19 页,2.3 电力电子器件,第 20 页,第 21 页,2.4 可控变换桥,第 22 页,正负母线,测量的触发脉冲角和换相角,第 23 页,触发脉冲控制方式,只输入1#器件的触发

8、控制角。其它器件按编号依次延迟60度。 每个器件的脉冲自动维持120度。,每个器件的触发角单独控制。此时可使用插值脉冲触发元件的输出。即FP和FTime。,第 24 页,触发脉冲封锁/解锁控制,内部锁相振荡器(PLO),其输出为与A相对地电 压同步的0-2pi变化的 斜坡信号,第 25 页,与换流变接线方式的配合,希望提供给PLO的电压尽量理想，故一般该电压取自换流变的系统侧，且与A相对地电压同步。而触发脉冲是以换流变阀侧线电压过零为起始点。故需要根据换流变的接线方式进行调整。,第 26 页,以Y/Y型接线为例:脉冲触发起始点为相电压交点，滞后网侧A相对地电压30度。,第 27 页,2.5 静

9、止无功补偿器,第 28 页,第 29 页,电容器仅当其电压与系统电压相差很小时投入，仅在电流过零时切除。,第 30 页,第 31 页,三、 Sources元件库,第 32 页,包括： 三种三相电压源模型； 两种单相电压源模型； 电流源模型； 谐波电流源模型；,第 33 页,3.1三相交流电压源模型1,第 34 页,Behind Source mpedance位于系统阻抗之后,该方式下需直接输入电源电压、相位和频率,At the Terminal位于机端,该方式下需直接输入机端电压、相位和有功功率、无功功率。仿真中自动算出电源电压和相位。,电源类型,第 35 页,3.2 三相交流电压源模型2,第

10、 36 页,电源控制模式,Fixed：固定型。电源幅值、频率和相位通过Source Values for Fixed Control 页面输入。,External：外部型。电源幅值、频率和相位通过外部连接端子输入。,Auto：自动型。可通过自动调整电压幅值对某母线处的电压进行控制；或自动调整内部相位角控制有功输出。,第 37 页,第 38 页,阻抗数据输入格式,RRL Values ：直接输入R和L参数值。,Impedance ：以极坐标形式输入阻抗参数，此时需提供阻抗幅值和相角。,第 39 页,3.3 三相交流电压源模型3,第 40 页,四、 Transformers元件库,第 41 页,包

11、括： 使用单相变压器模型构建的三相变压器； 经典的单相变压器模型； UMEC模型； 自耦变压器模型。,第 42 页,4.1 经典模型,经典法的变压器模型是在电磁耦合的基础上建立的。在磁路为线性的假定前提下，变压器模型可以用既具有自感也具有互感的耦合电路来表示。所列写的微分方程均适用于暂态和稳态分析。经典法的理论模型的思路来源于传统变压器的等值电路，如两相变压器的T型、型等值电路。它将变压器的主磁通和漏磁通分开考虑，在计算单相变压器时简单方便，并且参数的物理意义清晰，可以很好的与实际变压器吻合。但它在模拟三相，多绕组，且绕组间存在耦合时会显得十分复杂。而且在进行模拟计算时需要准确知道变压器绕组的

12、联结形式，绕组的匝数等，然而这些参数一般无法获得，这样会显得十分不便。,1. 经典建模方法,第 43 页,2. 经典模型主要参数,第 44 页,3. 分接头设置,PSCAD对分接头的建模是改变变压器的变比，同时对漏抗和励磁电流进行重新计算。 例如10kV:100kV的Y/Y变压器，10kV侧分接头调整为1.05，则新的变比为1.05:100。,第 45 页,4. 饱和特性模拟,主磁通受铁心饱和的影响，可以将其作为一局部的非线性问题并将以线性化处理。PSCAD/EMTDC中变压器的饱和模型就是将主磁通和漏磁通分开处理的。为了提高仿真精度，需要将铁心饱和和铁心损耗考虑进去，铁心损耗可以直接在变压器

13、元件模型参数里设置。PSCAD的经典法使用了并联补偿电流源模拟饱和：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。,第 46 页,第 47 页,变压器另一种模型是将漏磁通和主磁通统一考虑的UMEC(Unified Magnetic Equivalent Circuit)模型。这是一种是基于Steinmetz磁路等效模型，变压器任一绕组铁心支路都可以等效为磁路等效模型。目前为止UMEC模型的发展已经十分完备，该模型基于磁路模型进行计算，具有较高的仿真精度，并且无需知道铁心长度、铁心横截面积、绕组匝数等详细的变压器物理参数。,1. UMEC建模方法,4

14、.2 UMEC模型,第 48 页,主磁通受铁心饱和的影响，可以将其作为一局部的非线性问题并将以线性化处理。PSCAD/EMTDC中变压器的饱和模型就是将主磁通和漏磁通分开处理的。为了提高仿真精度，需要将铁心饱和和铁心损耗考虑进去，铁心损耗可以直接在变压器元件模型参数里设置。PSCAD的UMEC法采用分段线性法处理饱和。,2. 饱和特性模拟,第 49 页,变压器UMEC 模型是运用分段线性化的方法来模拟铁心饱和特性。分段线性化方法就是把非线性的计算过程分成几个线性区段，这样在每段线性区段内，就可以采用线性电路的计算方法来计算，简单方便。,PSCAD在控制变压器的等效励磁支路时采用了分段线性近似的

15、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。,第 50 页,第 51 页,五、 Transmission lines/Cables元件库,第 52 页,架空输线及电缆模型,第 53 页,5.1 架空输电线模型,1. 步骤一：创建输电线路配置元件,第 54 页,第 55 页,PSCAD中构建架空线路有两种方法：Remote Ends模式和Direct Connection模式。 Remote Ends模式下线路端点不与其它元件有物理上的直接连接，需要应用

16、架空线接口元件。 Direct Connection模式可直接相连，但仅能用于1相、3相或6相的单根显示系统。,Remote Ends模式,Direct Connection模式,第 56 页,互耦线路,线路互耦使得可将线路长度相同的多个输电线路相互耦合。,第 57 页,2. 步骤二：加入输电线路接口元件(仅Remote end模式需要),第 58 页,3. 步骤三：选择输电线路模型及输入模型参数,单一频率Bergeron模型,频率相关的相域模型,频率相关的模态域模型,第 59 页,4. 步骤四：输入线路参数及塔型及其参数,仅适用于Bergeron模型(不能加入地平面元件),塔型及其参数,架空

17、地线,对地距离,通用模型,第 60 页,5. 步骤五：加入地平面元件,PSCAD编译输电线路配置元件页面时将执行tline.exe程序。编译时将调用本输电线路的.tli文件，并生成相应的求解后的线路常数数据文件(EMTDC仿真时需要).tlo。 当执行过程中出现错误时，PSCAD将打开相应的.log文件来显示错误。,第 61 页,5.2 埋地电缆模型,埋地电缆模型的构建与架空线路模型构建基本相同，仅设置埋地电缆参数时不同。且需在地平面元件之下。,第 62 页,5.3 PI段模型,该模型主要用于描述非常短的架空线路或埋地电缆。该模型能提供准确的基波频率阻抗，但不能精确描述其它频率处的特性。因此，

18、该模型提供了一个简单的方法来描述稳态研究下的输电系统，例如潮流分析。但不能提供精确的、全频率域的暂态响应。,第 63 页,第 64 页,NOMINAL,COUPLED,为确保能正确描述零序参数和与中性点的连接，在Nominal 模式下该元件在每一端提供了与中性点的连接端子，且提供了一条RL零序支路连接在这两个端子之间，以提供零序电流的通路。所有的电压测量必须为线间、或线对中性点，而不能为对地。同样的，故障也必须施加于线对中性点，而不能对地。,第 65 页,模拟两条相互耦合的线路。只支持coupled型的线路。 在输入每条线路参数的同时，需要输入线路间的耦合参数。,第 66 页,六、 Machi

19、nes元件库,第 67 页,包括： 同步电机模型；感应电机模型；直流电机模型； 永磁电机模型； 交流、直流、静止励磁机模型； 蒸汽机、汽轮机和水轮机模型； 电力系统稳定器模型； 风力发电机系统模型；,第 68 页,6.1 发电机模型,本元件的一个选项是可以模拟Q轴的两个阻尼绕组，因此 可作为隐极极或凸极机使用。其速度可由给“w”输入一 个正值直接控制，或者将机械转矩输入到“Tm”上。,第 69 页,第 70 页,关于多质量扭转轴接口：,需要考虑汽轮机或发电机的惯性质量和轴系扭振时使用。并配合使用多质量扭转轴接口元件。,此时发电机自动运行于速度控制模式，并向多质量扭振轴接口元件提供电磁功率和机械

20、功率作为其输入。多质量扭振轴接口元件产生速度控制信号并输入至发电机。,第 71 页,多质量扭转轴接口元件,该元件可与同步电机、感应电机和直流电机接口。 可模拟连接至单一旋转轴上多达26个质量块的动态行为。其中一个通常用于表示发电机，并将电磁转矩作用于其上，另一个通常表示励磁机，其余的质量块表示汽轮机，且机械转矩分布于这些质量块之上。所产生的速度信号输出至相应的电机。,第 72 页,轴系扭振现象：大型同步电机与电力系统网络相互作用时会发生轴系扭振问题。其结果表现为次同步谐振。主要原因是施加于汽轮机上的机械转矩与由电力系统产生的相反方向的电磁转矩的相互作用。,第 73 页,第 74 页,第 75

21、页,输入发电机及励磁机的惯量常数、相互之间的弹簧常数、自阻尼和互阻尼系数。,本元件的其他输入包括了其它机械质量块的惯量常数、相互间的弹簧常数，自阻尼和互阻尼系数以及机械转矩分配。,第 76 页,关于初始状态设置：,初始化和启动最常用的方法是由用户指定输入发电机端电压的幅值和相角，该幅值和相角通常通过潮流计算程序得到。此时发电机将作为一个电压源运行。,网络求解进程将从初始状态启动求解，直至达到稳定状态。此时用户可选择将电机从恒压源模型切换至恒速模型。但此时转子被锁定为恒速运行。同时用户选择采用的励磁机或电力系统稳定器可给出一个初始化的条件，从而实现无缝的状态切换。这两者的初始化是电机作为恒压源的

22、过程中完成的。,其后，所有电机的转子将被解锁至自由状态，此时将由汽轮机/调速器系统给出合适的输出至电机。至此，整个系统将无限制地自由运行并达到期望的稳态。,第 77 页,初始化的设置选项：,None：优先选项；仅需输入初始化时的电压幅值和相位；电机的有功功率和无功功率将由网络及网络中其它电源所决定。,Powers：输入对应于特定端电压幅值和相位的有功和无功功率。此时电机可直接以转子锁定或自由运行模式启动，避免了模式切换的暂态过程。但该有功和无功功率必须根据正确的潮流计算结果得到，并且交流网络也必须根据该潮流正确地进行了初始化。,Currents：需要输入初始的转子相对于稳定状态下A相端电压相位

23、角的相角。需要输入电枢dq轴电流初值和励磁绕组电流初值。需要输入初始电机转速。适用于电机以自由运行（转矩控制）模式启动。,第 78 页,关于发电机群的设置：,当模拟同一母线处多台同步电机（容量和特性相似），且电机之间的动态可以忽略时，可将这些放电机作为一台同步电机来对待。从而可以加快仿真速度，并避免电机之间的相互干扰。 当具有多台电机，但需要研究电机之间的动态时，需要将该选项设置为No。,第 79 页,第 80 页,第 81 页,第 82 页,第 83 页,第 84 页,第 85 页,第 86 页,6.2 电动机模型,鼠笼感应电动机：可运行于“速度控制”或“转矩控制” 模式下。在“速度控制”模

24、式下，电动机按照输入“W” 的规定速度运转。在转矩控制模式下，速度根据设备的惯 性、阻尼和输入转矩、输出转矩求得。 通常，此型电动机在启动时采用“速度控制”，输入“W” 取值为额定标幺转速（0.98），在电动机最初的暂态结束 （过渡到稳态）后采用转矩控制。本组件可以和“Multi- Mass Torsional Shaft Interface”组件配合使用。,第 87 页,绕线转子感应电机：可采用“速度控制”和“转矩控制”模式运行。通常此电动机在启动时采用“速度控制”，输入“W”取值为额定标么转速（0.98），在电动机最初的暂态结束（过渡到稳态）后采用转矩控制。本组件可以和“Multi-Mas

25、s Torsional Shaft Interface”组件配合使用。,第 88 页,第 89 页,关于数据输入方式：,Explicit: 应尽可能使用该种数据输入. 用户可指定绕组电阻和电抗等. Typical: 仅当用户只知道电机容量时使用，电机参数的通用值将根据容量自动确定。 EMTP Type 40: 参数输入将基于稳态时的转矩-滑差曲线。,第 90 页,第 91 页,第 92 页,关于励磁曲线,使用指定V-I点的方法输入励磁特性时，励磁电流必须为正 值，励磁曲线必须具有正斜率，否则程序将报错并终止；同 时斜率必须随着励磁电流的增加而减小，否则程序也将报错 并终止；若数据点数小于9个，

26、则必须输入一个0或负值的电流。,第 93 页,6.3 直流电机,两绕组直流电机：本元件模拟两绕组直流电机。提供了电 枢端子 (右侧 + 和 -)， 以及励磁绕组端子 (上部 + 和 -) 作 为外部电气连接. 使得可模拟独立励磁的电机, 并联或串 联电机。元件“Multi-Mass Torsional Shaft Interface”可 与本元件配合使用，以考虑转子的机械暂态。,第 94 页,永磁同步电机：除了三个定子绕组外，又额外加入了两个短路绕组以模拟电磁阻尼效应。可给“W”输入一正值直接控制电机的速度，“Te”是电气转矩。,第 95 页,第 96 页,第 97 页,6.4 风力发电系统,

27、第 98 页,风源：模拟了风力发电机所用风速。输入ES: 代表风速的外部信号，m/s；输出Vw: 风机的可用风速。外部信号Es用以模拟任何形式的风力波动，包括本元件没有定义的波动形式。用户可以选择“使用”或“不使用”该输入。风场测试所得的风变化记录可以导入本元件，生成风机所用的风速输入。,第 99 页,第 100 页,风机模型：输入是风速Vw和于涡轮机相连的风力发电机的机械转速w。Beta是涡轮桨页的节面角，单位为度。Tm和P是基于机组额定功率的的输出标么转矩和功率。,第 101 页,第 102 页,风机调速器：本元件模拟了风机的节面角调节器。模型的输入是机组的机械转速Wm和风机的输出功率Pg

28、。输出是风机的浆距角。,第 103 页,6.5 励磁机模型,交流励磁机：本元件模拟了IEEE标准的8种交流励磁机。每种励磁机具有不同的传输函数。,第 104 页,直流励磁机：本元件模拟了IEEE标准的3种直流励磁机。每种励磁机具有不同的传输函数。,第 105 页,静止励磁机：本元件模拟了IEEE标准的5种静止励磁机。每种励磁机具有不同的传输函数。,第 106 页,V2兼容型固态励磁机：该模型基于IEEE的SCRX类型的固态励磁机。控制系统改变输出励磁电压来维持系统电压于参考值。该励磁机模型不具有初始化能力，也即它将对任何其接收到的输入进行响应，而不考虑电机模型的状态。,第 107 页,6.6

29、其它元件,多质量扭转轴：本元件模拟与单一旋转轴相联的多达26个质量块的动态过程。一个质量块用来代表发电机，电气转矩“Te”施加其上。一个质量块用来代表励磁机。其它的质量块代表原动机，并把机械转矩“Tm”分据其上。速度“Wpu”或“Wrad”为输出，以作为电机模型的输入。,第 108 页,内燃机：本元件模拟了1至12缸，2至4冲程的内燃机。给定一个轴速控制w和燃料吸纳因子FL，就会生成一个基于输入极角度（转矩）曲线的机械轴转矩Tm。本组件可作为原动机，将Tm与PSCAD中发电机模型的机械转矩输入相连。 本元件可模拟气缸拒燃，对每一个拒燃的气缸给定一转矩的减少百分比，由此就可模拟出拒燃的气缸数量和

30、减少的转矩百分比之间的关系。,第 109 页,蒸汽轮机模型：IEEE蒸汽轮机模型。输入转速w、转速参考值Wref和调速器输出的控制阀的位置Cv或阀的拦截位置Iv。输出分别是 HP和LP汽轮机的机械转矩Tm1 和Tm2。,第 110 页,热工调速器模型：输入包括转速w，转速参考值Wref。输出包括阀门位置z。而在GOV2, 3和5上，输出是控制阀的流通面积Cv和阀的拦截面积Iv。以上两个输出都应输入给对应的蒸汽轮机。 GOV1: 近似机械液压控制； GOV2: 机械液压控制 (GE)； GOV3: 电气液压控制 (GE)； GOV4: DEH 控制 (Westinghouse)； GOV5: N

31、EI Parsons 控制。,第 111 页,水轮机模型：模拟 了4种不同传输函数的IEEE水轮机模型。输入包括转速w，转速参考值Wref和阀门的位置z。输出是机械转矩Tm（作为同步发电机的输入）和初始阀门位置zi（作为相联水轮机调速器的初始化输入）。,第 112 页,水轮机模型：输入包括转速w，转速参考值Wref和初始化时阀门的位置z0。输出是阀门位置z。 GOV1: 机械液压控制； GOV2: 包括引导和伺服机构动态的PID控制； GOV3: 针对甩负荷研究的增强型控制。,第 113 页,电力系统稳定器：本组件模拟了IEEE标准型PSS。模型的输入有转速w、同步机机端电压Vt、离散控制器参

32、考值Vk。输出为Vs，也可是转速、机端的频率、功率或无输出。,第 114 页,七、 I/O Devices元件库,第 115 页,包括： 滑块、开关、拨号盘和按键等接口控制模块； 绘图或表计通道模块； 多重运行模块、优化运行模块； 变绘图步长模块、矢量接口模块；,第 116 页,在control Panel中添加,7.1 用户接口控制模块,Add as control,Add as meter,第 117 页,用于监视单个多轨迹曲线。用柱状图形式动态显示每条 轨迹的幅值。特别适用于做频谱分析。,Add as polymeter,第 118 页,Add as phasormeter,可用于监视多

33、达6个独立的相量。每个相量相应的幅值和 相角在仿真过程中可动态变化。,至少需要一个幅值和一个相角，默认1为幅值，2为相角,第 119 页,Add as Oscilloscope,可用于模拟现实世界的示波器对于时变周期性信号的触发 效果。,第 120 页,7.2 多重运行模块,Multiple Run元件,2个或2个以上的多重 运行模块同时有效时 将出错。,第 121 页,第 122 页,数据变化类型,连续型（Sequential）：需指定起始值、结束值和增量。 PSCAD将自动计算多重运行的次数。 平坦随机（Random-flat）：需指定多重运行次数、随 机变化的起始范围。 列表（List）

34、：需指定多重运行次数和相应每次运行的 变量值。 正态随机（Random-normal）：需指定多重运行次数、 随机变化范围以及相应的标准偏差。,第 123 页,被判定为最优运行的 仿真过程将在所有的 运行结束后重新运行 一次。,第 124 页,第 125 页,可查看记录结果，最优运行，统计数据等,Optimization viewer,第 126 页,多重运行附加记录元件：提供附加变量记录能力,第 127 页,Optimum Run元件,该元件与多重运行元件类似，最主要的区 别是能够真正实现自动搜索（或收敛）最 优设计参数。能够大大减小多重运行次数 从而节省仿真时间，同时提高了寻优精度。,黄金

35、分割: 适用于单一REAL变量. 单纯型算法: 适用于多个REAL (最多20个) 变量. 该方法沿可视实 体的多面体边缘来搜索最佳答案。 胡克捷夫法: 适用于多个 REAL变量的优化. 遗传算法: 适用于多个REAL/INTEGER/LOGICAL变量的优化.,优化算法：,7.3 最优运行模块,第 128 页,用户需定义一个目标函数 （OF）作为输入，最优运 行模块将根据该函数的值， 结合所采用的优化算法来 确定每次运行过程中的一 组新的参数值，并将OF的 差值与容许偏差进行比较， 当差值小于容许偏差时将 结束多重运行。,第 129 页,同样可使用Optimization viewer 来查

36、看记录结果。 同一时刻只能有一个optimum Run元件有效。 三种方法同一时间只能有一个 有效。,第 130 页,八、 Sequencer元件库,第 131 页,序列元件是一组特定的控制元素，它们可基于定时器、延时和/或 其它状态进行组合来构成事件序列。,每个序列元件的输入输出均为值为0(LOW)或1(HIGH)的整型值。输出 为HIGH表示特定元件的条件满足，反之则未得到满足；输入为HIGH 表明该序列元件的上一个序列元件的条件已得到满足，反之则尚未满足。,第 132 页,九、 Meters元件库,第 133 页,包括： 电压电流传感器； 单相/三相有效值测量； 有功/无功功率测量； 相

37、位/频率测量； 谐波分析； 谐波阻抗测量；,第 134 页,可同时测量三相电压、电流、有功功率、无功功率和电压有效值,有效值测量,第 135 页,可同时测量三相电压的频率、相位和有效值。其相位输出为干扰期间相对于干扰发生前的变化量。,可测量三相瞬时有功功率和无功功率。,可测量两组三相信号间的相角差值。,第 136 页,阻抗测量元件：可对PSCAD中建立的几乎所有电气系统进行频率扫描。输出数据存储于文本文件中，并可被外表图形程序使用。,第 137 页,FFT分析元件。可输出各次谐波的幅值、相位；也可输出序分量。,第 138 页,十、 Data Record/Reader元件库,第 139 页,1

38、0.1 File Rearder元件,File Reader元件,第 140 页,数据文件名称,绝对或相对路径,数据列数,采样频率计数方法,采样频率,遇文件尾部的处理方法,重要参数设置,第 141 页,第一行必须为空或注释,可由11列数据（采样频率指定） 或10列数据+第一列为采样时间点,数据使用,数据文件格式,第 142 页,采用绝对路径时（absolute path），需在file name中输入 绝对路径和文件名；采用相对路径时，只需输入文件名， 但文件必须存放于当前case的工作路径下。注意：路径中 不要有中文。,采样频率（sampling time information）采用kno

39、wn sampling frequency时，需在sampling frequency内手动输 入采样频率，此时数据文件所有列均为有效数据；采用 first columns contains sampling time时，数据文件的第一 列将必须为采样时刻数据，PSCAD将根据这些数据自动 计算出采用频率。,第 143 页,At the end of datafile:,output the last read values: 将一直输出最后读入的一 行数据。,rewind and replay again: 将移动至文件头部，重新读入 文件中的全部数据。,extrapolate: PSCAD

40、将根据原先输入的数据采用外插方法生成后续数据。,第 144 页,监测数据专 业解析软件,自编写中 间处理软件,PSCAD,输出显示,数据输入示例,第 145 页,专业解析软件 中的波形,输入至PSCAD 中的波形,数据比对,第 146 页,数据输出还可采用RTP/COMTRADE Recorder元件实现。,该元件可记录多达28个数据信号， 用户可将记录数据存储为如下格式： RTP (real time playback); COMTRADE 91; COMTRADE 99。,该元件具有12通道模拟信号记录和16通道数字信号记录。 同时具有启停时间控制输入端。,10.2 RTP/COMTRAD

41、E Recorder元件,第 147 页,输出文件名及格式,记录时间间隔，不能小于仿 真步长，大于仿真步长时 PSCAD将进行插值处理,录波器设备号，对同一个项 目，可具有最多10个录波 器，每个必须分配唯一的设备号,模拟通道和数字通道数目,第 148 页,数据来源于1次侧或2次侧,变量类型：电压、电流或其它,数据来源于1次侧时 的PT或CT变比,第 149 页,第 150 页,十一、 Protection元件库,第 151 页,包括： 失步保护(欧姆、多边形、透镜)； 距离区域(阻抗圆、跳闸多边形、苹果、透镜)； 反时限过流、双比率电流差动、负序方向； 电流传感器、CVT、电压传感器； 阻抗

42、测量等；,第 152 页,11.1 Impedance Zone元件,检查输入R和X所描述的点是否位于规定的阻抗区域内。R和X是被监测阻抗的电阻和电感，单位可以是标么形式或者ohms形式。需要注意的是，组件输入参数的单位设置与输入的R和X的单位需保持一致。如果输入R和X所描述的点位于规定的区域内则输出“1”，否则输出“0”。,第 153 页,欧姆圆：阻抗区域由一个圆所定义。用户需输入圆心坐标 和圆半径。,多边形：阻抗区域由多边形所定义。用户需输入多边形的 边数和每个顶点的坐标。,透镜特性：阻抗区域由等半径两个圆的并集所定义。用户 需输入圆的半径和各自圆心的坐标。,苹果特性：阻抗区域由等半径两个

43、圆的并集所定义。用户 需输入圆的半径和各自圆心的坐标。,第 154 页,11.2 Out of Step元件,当阻抗轨迹从功率摇摆闭锁区6向内部闭锁区5穿越时，本组件检测穿越所需的时间，如果大于设定的时间，即探测到出现了功率摇摆的情况。在大多数这样的情形下，阻抗保护不应启动去切除相关的开关，只有在少数选择好的系统解列点处才需要跳闸。若未选择距离保护去解列系统，当阻抗轨迹从6区穿越到5区的时间超过设定时间，会闭锁距离保护1、2、3段的跳闸信号。在功率摇摆期间，可使用OOS的输出闭锁距离元件的1、2、3段的跳闸信号，或者在选定的点上去触发断路器的跳闸回路，将稳定系统与不稳定系统隔离。,第 155 页,R和X代表了被检测阻抗的电阻和电感，单位可以是标么形式或者ohms形式。需要注意的是，组件输入参数的单位设置与输入的R和X的单位需保持一致。如果探测到功率摇摆情况输出“1”，否则输出“0”。,欧姆圆：区域5、6由阻抗圆构成。用户需输入两个圆的半 径和圆心坐标。,透镜特性：区域5、6由等半径圆相交构成。用户需输入圆 的半径和圆心坐标。对于阻抗轨迹由6区向5区穿 越的时间大于设定时间的情况，零序电流I0需再 小于限定值本组件才会发出闭锁信号。,多边形：区域5、6由多边形构成。对于阻抗轨迹由6区向5 区穿越的时间大于设定时间的情况，负序电流I2 需再小于限定值本组件才会发出闭锁