PSCAD MTDC仿真
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基于PSCAD的输电线路多边形阻抗继电器距离保护仿真PSCAD是在世界范围内,被广大的电力系统稳定与控制的科研人员广泛使用的一种电力系统仿真软件。
本文以PSCAD软件作为理论研究和仿真的基础。
通过在PSCAD中搭建双端电源网络,模拟系统遭遇单相接地短路故障、两相短路故障、两相接地短路故障、三相短路故障,观察遭遇短路故障后的系统暂态特征。
本文提出的保护方法,能够正确的识别出故障,并且能够可靠的将故障线路从系统中切除。
以此做为接下来进一步研究新型保护原理的数据和平台基础。
标签:距离保护、多边形阻抗继电器、PSCADABSTRACT:PSCAD is a kind of power system simulation software widely used by the researchers of power system stability and control in the world.This paper takes PSCAD software as the basis of theoretical research and simulation.By setting up a two-terminal power supply network in PSCAD,the simulation system encounters single-phase ground short circuit fault,two-phase short circuit fault,two-phase ground short circuit fault and three-phase short circuit fault,and the transient characteristics of the system after the short circuit fault are observed.The protection method proposed in this paper can correctly identify the fault,and can reliably cut the fault line from the system.This will serve as the data and platform basis for further research on the new protection principle.KEY WORDS:Distance protection,polygonal impedance relay,PSCAD1 引言在过去的几十年中,电力负荷不断增长,使电力系统遭遇了更大的运行压力。
前言电力系统是非常复杂的。
其数学表达式的定义比航天飞行器及行星运动轨迹的定义更要错综复杂和具有挑战性。
比起计算机.家电和包括工业生产过程在内的一些大型复杂机器,电力系统是世界上最大的机器。
EMTDC是具有复杂电力电子、控制器及非线性网络建模能力的电网的模拟分析程序。
对于一个好的技术人员来说它是一个很好的工具。
当在PSCAD的图形用户界面下运行时,PSCAD/EMTDC结合成的强大功能,使复杂的部分电力系统可视化。
从20世纪70年代中期起,EMTDC就成了一种暂态模拟工具。
它的原始灵感来源于赫曼.多摩博士1969年4月发表于电力系统学报上的IEEE论文。
来自世界各地的用户需求促成它现在的发展。
20世纪70年代暂态仿真发生了巨大的变化。
早期版本的EMTDC在曼尼托巴水电站的IBM 打孔计算机上运行。
每天只有一两个问题可以被提交并运行,与今天取得的成就相比等编码和程序开发相当缓慢。
随着计算机的发展,功能强大的文件处理系统可被用在文本编辑等。
今天,功能强大的个人计算机已可以更深入细致的进行仿真,这是二十年前所不能想到的。
用户要求EMTDC仿真的效率和简便。
所以曼尼托巴高压直流输电研究所开发了PSCAD图形用户界面以方便EMTDC仿真的研究。
PSCAD/EMTDC在20世纪90年代最初创立并使用在unix工作站。
不久,作为电力系统和电力电子控制器的模拟器,它取得了极大的成功。
PSCAD 也成为了RTDS-时实数字仿真或混合数字仿真的图形用户界面。
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,是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件,PSCAD是其用户界面,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。
操作环境为:UNIX OS, Windows95, 98, NT;Fortran 编辑器;浏览器和TCP/IP协议。
太阳能学报3l卷3低风速下最大功率追踪算法的实现由于风速测量的不可靠性,所以最大功率追踪不能以直接控制风力机转速来使之达到当前风速下的最佳值为目的[16’17|。
本文采用以控制风电机组输出的有功功率为目的,通过风力机转速的测量值计算得到该时刻下应获得的最大功率,并将其设为换流器的有功参考值。
当机械功率与该电磁功率设定值不相等时,会导致机械转矩和电磁转矩的不平衡,从而引起风力机加速或减速,并间接实现最佳转速的控制和最大功率的追踪。
由风能捕获系数c。
的计算式可知,只要保持转速满足最佳叶尖速比A=A。
,即可获得最大功率。
由于此时:nVw:掣(13)^Ⅲ将式(13)代入式(1),且这时的C。
=c。
mere,故风力机获得的最大功率可表示为:n5户≯=o.5pTt了/1[rc≯∞:=K·山3。
(14)Aopt由此可以通过查表法,再扣除相应的损耗P0,即可获得有功功率指令值P耐=P=疆一P0。
4高风速下桨距角控制器的设计桨距角控制器用来在风速高于额定值的情况下,通过增大风力机桨距角卢,进而减小风能捕获系数,从而保证风力机输出功率稳定在额定值附近,以防止机组过载。
但随着风力发电机组容量的增大,大型风力发电机组的单个叶片已重达数吨,采用机械装置操作如此巨大的惯性体,其动作时间常数不可能很小u8|,因此在高频的风速变化下,变距控制必须与通过功率控制间接实现的转速控制相配合,才能实现风力机高风速下的正常运行。
设计的桨距角控制器如图7,为了更好地反映实际机械系统的响应情况,桨距角p的变化率被限制在100,s以内,且变化范围为00~25。
,采用转速额图7桨距角控制器模型Fig.7Pitchcontrollermodel定值同测量值误差∞一一叫一的比例积分,同时引入了有功额定值同测量值之间差值P一一P一的微分环节,改善了控制器的响应特性。
5仿真结果及分析PSCAD/EMTDC仿真程序自带的风力原动机,桨距角控制器模型并不能用于直驱式风力发电机组的建模与仿真,为此本文采用其用户自定义功斛侉1,建立风电机组和桨距角控制器模块,并搭建背靠背VSC换流器模型。
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。
仿真如果在采样终止时间之前人为终止,则数据文件是.nam的临时文件,不能解读。