PSCAD模型与仿真指南.docx
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PSCAD模型与仿真指南
PSCAD模型与仿真指南
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PSCAD模型与仿真指南
（1）设置仿真时间和步长
新建的仿真工程，先应对“工程”的仿真时间、步长进行设置（也可在建好模型仿真开始前完成）。
在“工程”模型窗口空白处鼠标右击，选择ProjectSetting，
1所示，在这里可对本“工程”的仿真时间、计算步长、出现设置窗口，如图3
PSCAD绘图步长等进行设定。
一般仿真时间“Durationofrun”设为0.3~0.5s，计算步长“EMTDCtimestep（us）”设为0.1,绘图步长“PSCADplotstep
（us）”设为10。
如果计算步长大，则仿真进展快，但是，过电压变小（可能会漏掉峰值）～
图3,1设置仿真时间、步长
（2）建立仿真模型
以交流电源串联R-L-C电路为例，先建立新工程，命名为:
test1，从主界面右侧或库中选择需要的元件，放在工程上。
点击该元件使其变为闪烁，按L或R键，向左或右转90度，直到合适位置。
再选择“导线”，点击导线，两端会出现小端点，用鼠标左压并拖动，可调节导线长度。
调节方法:
点击一段导线，它的两端就会出现两个绿色的方块，此时点住某个方块对导线进行拉长或者缩短，直到想要的长度。
用适当长度的导线将各个元件按照原电路的拓扑结构连接起来。
注意:
导线与导线，或导线与元件的一端连接时，当两条导线或导线与元件接近时，会自动连接上;导线与导线交叉时，相互绝缘，如果要两导线在交叉点连接，需要从主界面右边常用元件中选择“Pin”并放置在交叉点。
建立的仿真模型如下图3,2所示，其中E1为测对地电压的测量元件，E2为测“0.3电阻”的端电压，I1为测电流。
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图3,2工程中的元件、导线和电路模型建立电路模型时应该注意:
（1）模型中的元件，特别是同类元件的名字绝对不得重复。
（2）模型图上若有任何无关的东西，例如:
一条悬空线、点，或者参数设置
不对，例如:
负荷及其变压器的容量大于电源变压器的容量，则运行时
就会出错。
（3）电源回路必须有一点接地，否则，运行出错。
如果要求不接地电源，可
以增加一个MΩ级的大电阻。
（4）对大模型应采取“步步为营”的方法建立，即:
先建电源与部分元件，
试运行一下，通过了，再增加元件，否则，查找问题，直到试运行通过
了，才可以继续。
（3）设置元件参数
需要对所有元件的参数（包括元件名称,名称不可重复）进行设定，方法:
双击元件符号，弹出对话窗口，修改其中参数，按“OK”退出。
一些元件，例如:
电源、变压器等，需要设置的参数较多，因此，对话窗口中含有多个副窗口，要一一进行设置。
下面以电源为例，进行参数设置。
双击电源符号，出现下图3,3窗口式的设置菜单:
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图3,3电源参数设置对话窗口
配置，这是最基本的设置:
电源菜单第1页“Configuration”
（1）电源名字，
（2）电源内部阻抗，可以选择电感、电容、串联的RLC，理想电源等，（3）电源是否接地，
（4）专门参数:
“BehindttheSourceimpendance”在电源阻抗之后,,当仅仅
知道电势E和相位角,，才选择该项。
“AttheTerminal”（在终端）,如果稳态潮流的最终数据（电
压或有功、无功）已知，则选择该项。
（5）电源的输入方式:
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内部的,电源的大小、频率由填入表中数据确定，而且为常数;
外部的,由其它方式确定。
（6）电源类型:
选择AC/DC。
4，可以设置:
第2页“SignalParameters”,信号参数，如图3
图3,4
（1）电源:
电压源默认单位kV，电流源默认单位kA。
DC为幅值;AC为
有效值，AC电源按照正弦规律变化。
（2）上升时间:
电源从0升到稳态值时间，设为0。
注意:
实际总有延时，约0.02秒。
（3）t=0的初始相位角:
以度我单位。
（4）电源的频率。
第3页“Resistance”,非理想电源的电阻参数设置，
第4页“ImpedanceR//R-L”,非理想电源的并联阻抗参数设置，
第5页“Resistance”,非理想电源的R-L-C串联阻抗参数设置，
第6页“Inductance”,非理想电源的电感参数设置，
第7页“Capacitance”,非理想电源的电容参数设置，
第8页“Resistance”,非理想电源的阻抗参数设置，
第9页“Monitoring”,监控（跟踪）参数，设置电源名称。
（4）设置输出量的观测与调节
电路模型的仿真输出可以是单相或三相的电压、电流瞬时值或有效值、功率、频率、相位差，等等，输出结果采用示波器方式给出。
注意:
测量元件、“数据标签”、“输出通道”、示波器必须配套使用，缺一个运行就出错。
首先，要在电路模型需要输出的位置上设置测量元件（常见的电压、电流测
图3量元件可直接从主界面右边取，其它的从库中meters单元中取），例如:
在,5中设置输出电压E1、E2和电流I1三个测量元件。
输出信号传递通过主界面.
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右边元件栏上的“数据标签”（从右边拦中选出DataLabel）这个元件来实现，信号对应关系是通过信号名称来确定。
选用三个“数据标签”元件并双击它，将其名称设定为与对应的电压、电流监测元件名称（E1、E2、I1）相同，然后，将“数
使用据标签”用导线连接到“输出通道”（从右边拦中选出OutputChannel）上。
示波器（从右边拦中选出GraphFrame）观察波形，还须使用输出通道，可以双击“输出通道”，对其进行设定，特别是Title选项，最好设定为信号的名字，因为这个是要在示波器上显示的。
连接好以后如下图3,5所示:
图3,5设置测量元件、“输出通道”
三个输出信号，可用三个示波器进行显示，也可用一个示波器显示。
点击主窗口右边的快捷栏的示波器，可拉出一个示波器显示框，在示波器上右击，选择“AddAnalogGraph”，如图3,6所示，这就将示波器设置为一个模拟量示波器。
图3,6
示波器设为模拟示波器后，将需要显示的数据传递到示波器上，具体方法是，右击“输出通道”，在“Input/OutputReference”选项中选择“AddasCurve”，如下图3,7所示。
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图3,7
在示波器的模拟显示框上右击鼠标，选择“PasteCurve”，如下图3,8所示，这就将这一个信号粘贴输出到了示波器上。
按照同样方法，可在一个示波器上粘贴几个信号，则一个示波器就同时显示几个波形。
图3,8
设置示波器显示坐标，使得波形能够恰当显示。
双击示波器左或右边空白处，设置纵坐标显示的最大最小值、每个坐标格的大小;双击示波器下方空白处，设置横坐标，如图3,9.1,.2,.3。
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图3,9
纵坐标菜单:
在“Preferences”中设屏幕背景色、网格、曲线标号等;“Title”
中设Y的名称、最大最小值、纵坐标间隔（Grid）大小。
横坐标菜单:
在“Title”中设X名称、显示的最大最小值、横坐标间隔（Grid）
大小。
“Markers”中标记最大最小值，而且在图右边显示数值。
示波器上具有自动缩放功能，当仿真完成后，如果波形超出了示波器的显示范围，可在示波器空白处右击，选择zoom，RestAllExtents，如图3,10，就会自动按照X轴、Y轴进行缩放到合适的显示波形
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图3,10
（5）进行仿真
建好模型、设完参数、示波器、仿真时间和步长，才能进行仿真。
注意:
如
当仿真执行时发生果模型中存在任何不需要的元件、导线等，仿真不能够执行。
错误，有关信息以“小红旗”形式显示在主界面下方出错信息拦中，双击“小红旗”以标签方式指示到模型中的出错处，根据该信息可对模型进行修改。
仿真开始:
点击主界面上方“绿色三角”按钮;如图3,11所示，中断仿真，点击“红色园点”按钮。
图3,11
仿真结果如下图3,12所示，注意:
纵坐标单位为kV或kA，横坐标单位为秒s。
图3,12
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如果想调整一个示波器的大小，可以有鼠标点击示波器上方的“AdvanceGraphFrame”，此时示波器四周出现绿色方块，如图3,13，用鼠标按住绿色方块拖动，即可对示波器的大小进行调节。
13图3
如果想对显示的波形进行X方向缩放，可将鼠标放置在下面所示的位置，此时鼠标光标将会变为双向箭头，如图3,14，就可以通过左右拖动对波形进行X方向的缩放了。
图3,14
如果想在一个示波器当中对两个波形进行比较，可以将信号输出贴到一个示波器中，同时进行显示。
例如，下面将E1、E2共同输出到同一个示波器中显示。
在E1对应的输出通道中右击，在“Input/OutputRefrernce”选项中选择“AddasCurve”，然后使用上面介绍的方法将其粘贴到示波器上，然后再将E2对应的输出通道右击，同样在“Input/OutputRefrernce”选项中选择“AddasCurve”，此时在已经粘贴了E1信号的示波器的显示框中右击鼠标，选择“PasteCurve”，这样E2信号也就粘贴到了同一个示波器上了，如下图所示，E1信号和E2信号将用两种不同的颜色显示，此时再运行仿真程序，在这个示波器中就可以看到E1和E2对比的波形了，如下图3,15所示:
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图3,15
要想读取示波器中曲线在某点的数值，可以用鼠标移到这个点上，如图3,16，等待一会，就会显示这个点的X,Y坐标，从而实现对数值的读取。
图3,16
在示波器显示框中，还可以点住鼠标左键，选择感兴趣的区域松开鼠标后，如图3,17，该区域自动放大，以便观察，则在一些高频信号的显示中比较实用。
图3,17放大前后的波形
4.开关/断路器
开关（断路器）从master库到Breakers单元中选取，库中有:
单相、三相开关，三相开关有单线和三线连接方式，如下图4,1。
对于小方块表示的开关，运.
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行时红色（工程中称为高开关）实际为闭合，绿色（工程中称为低开关）为断开。
开关必须与一个Logic模块配合使用，即:
需将“BRK”和“BRK,TimeBreakerLogic”都复制到工程中去。
图4,1开关模型库
在工程中双击开关图形，可以看到如图4,2所示的菜单式对话窗口:
图4,2
在图4,2中可设置:
“BrekerName”:
设置开关的名称。
“Openpossibleifcurrentflowing”项中选择yes，表示在任何时间可断开
的理想开关;选择no，开关在电流过零才是关断。
“UsePre-insertionResistance”,应用开关合闸插入电阻，一般选择N0。
“GraphicsDisplay”,开关符号显示形式:
“LowVoltage”显示线条式开
关，“HighVoltage”显示方块式开关，闭合时方块式为红色，打开
为绿色。
8,10PSCAD中开关不是真正的理想开关，打开时开关的电阻应设置Ω以上，
m,闭合时开关的电阻应设置Ω以下，如图4,3所示:
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3图4
在同一个模型中，可以使用多个开关，这些开关由不同的开关控制逻辑单元进行控制，为了实现控制，需要将开关设置为不同的名字，同时，控制逻辑的名字也要与开关一一对应，如果对应不正确，则仿真就会出错
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