PSCAD的電力系統(tǒng)仿真大作業(yè)

1、 電力系統(tǒng)分析課程報告姓 名 * 學 院 自動化與電氣工程學院 專 業(yè) 控制科學與工程 班 級 * 指導老師 * 二一六年五月十三一、同步發(fā)電機三相短路仿真1、仿真模型的建立選取三相同步發(fā)電機模型，以三相視圖表示。勵磁電壓和原動機輸入轉(zhuǎn)矩Ef與Tm均為定常值1.0，且發(fā)電機空載。當運行至0.5056s時，發(fā)電機發(fā)生三相短路故障。同步發(fā)電機三相短路實驗仿真模型如圖1所示。圖1 同步發(fā)電機三相短路實驗仿真模型2、發(fā)電機參數(shù)對仿真結(jié)果的影響及分析2.1 衰減時間常數(shù)Ta對于直流分量的影響三相短路電流的直流分量大小不等，但衰減規(guī)律相同，均按指數(shù)規(guī)律衰減，衰減時間常數(shù)為Ta，由定子回路的電阻和等值電感決

2、定（大約0.2s）。pscad同步發(fā)電機模型衰減時間常數(shù)Ta對應位置如圖3所示（當前Ta=0.278s）。圖3 同步發(fā)電機模型參數(shù)Ta對應位置1）Ta=0.278s時，直流分量的衰減過程（以勵磁電流作為分析）如圖4所示。圖4 Ta=0.278s發(fā)生短路If波形2）Ta=0.0278s時，直流分量的衰減過程（以勵磁電流作為分析）如圖5所示。圖5 Ta=0.278s發(fā)生短路If波形2.2 短路時刻的不同對短路電流的影響由于短路電流的直流分量起始值越大，短路電流瞬時值就越大，而直流分量的起始值于短路時刻的電流相位有關(guān)，即直流分量是由于短路后電流不能突變而產(chǎn)生的。Pscad模型中對短路時刻的設置如圖6

3、所示圖6 Pscad對于短路時刻的設置1）當在t=0.5056時發(fā)生三相短路，三相短路電流波形如圖7所示。圖7 t=0.5056時三相短路電流波形2） 當在t=0.6時發(fā)生三相短路，三相短路電流波形如圖8所示。圖8 t=6時三相短路電流波形2.3 Xd、Xd、Xd對短路電流的影響1) Xd的影響Pscad中對于Xd的設置如圖9所示：圖9 Pscad對于D軸同步電抗Xd的設置下面驗證不同Xd時A相短路電流的穩(wěn)定值。i. Xd=1.014（標幺制，下同）時，仿真波形如圖10所示圖10 Xd=1.014時A相短路電流波形ii. Xd=10時，仿真波形如圖11所示圖11 Xd=1.014時A相短路電流

4、波形2）Xd的影響在Pscad中暫態(tài)電抗Xd的設置如圖13所示：圖13 Pscad對于暫態(tài)電抗Xd的設置下面驗證不同Xd時A相短路電流的暫態(tài)過程。i. Xd=0.314時A相短路電流的波形如圖14所示：圖14 Xd=0.314時A相短路電流波形ii. Xd=1時A相短路電流的波形如圖15所示：圖15 Xd=1時A相短路電流波形3）Xd的影響這里次暫態(tài)電抗Xd與暫態(tài)電抗Xd相似，Xd影響的是短路后的次暫態(tài)過程。在Pscad中次暫態(tài)電抗Xd的設置如圖16所示：圖16 Pscad對于次暫態(tài)電抗Xd的設置下面驗證不同Xd時A相短路電流的暫態(tài)過程。i. Xd=0.28時A相短路電流的波形如圖17所示：圖

5、17 Xd=0.28時A相短路電流波形ii. Xd=0.9時A相短路電流的波形如圖18所示：圖18 Xd=0.9時A相短路電流波形2.4 Td、Td對短路電流的影響在Pscad中衰減時間常數(shù)的設置如圖19所示：圖19 Pscad對于衰減時間常數(shù)的設置1） 下面驗證不同Td時A相短路電流暫態(tài)交流分量衰減速度。i. Td=6.55時短路勵磁電流的波形如圖20所示圖20 Td=6.55時短路勵磁電流的波形ii. Td=1.55時短路勵磁電流的波形如圖21所示圖21 Td=1.55時短路勵磁電流的波形2） 下面驗證不同Td時A相短路電流暫態(tài)交流分量衰減速度。i. Td=0.039時短路勵磁電流的波形如

6、圖22所示圖22 Td=0.039時短路勵磁電流的波形ii. Td=3.039時短路勵磁電流的波形如圖23所示圖23 Td=3.039時短路勵磁電流的波形二、簡單電力網(wǎng)絡的線路故障仿真1、仿真模型的建立仿真模型預覽圖根據(jù)題目要求，建立如圖24所示的仿真模型。圖24 簡單電力網(wǎng)絡仿真模型i. 三相電源參數(shù)、輸電線路（型等值電路）參數(shù)對應在仿真模型中的設置位置如圖25（a）（b）所示。圖25（a） 電源參數(shù)設置位置注：題目要求中兩側(cè)電源電勢夾角為15，即兩側(cè)Phase值相差15。圖25（b） 型等值電路參數(shù)設置位置ii. 變壓器參數(shù)設置如圖26所示，變壓器采用星三角連接且不接地，零序電流不流通。圖

7、26 變壓器模型參數(shù)設置位置2、輸出通道的設計由于題目要求三相電壓電流的瞬時波形和向量圖，所以需要設計不同的輸出通道。瞬時波形用覆蓋圖形和分離圖形顯示(如圖27所示）；相量圖需要將各相電氣量經(jīng)過FFT模塊處理（如圖28所示），采用其幅值相位模式，用處理完成后的基波表示（如圖29所示），用向量儀顯示效果（如圖30所示）。圖27 瞬時波形顯示方式圖28 FFT處理模塊圖29 FFT模式選擇圖20 相量儀輸出幅相特征3、不同故障類型下的仿真結(jié)果3.1線路發(fā)生三相故障由于是對稱故障且系統(tǒng)兩側(cè)基本相同，這里只看M側(cè)A相。故障前幅相特性故障后幅相特性3.2線路發(fā)生A相接地故障主要看特殊相A相的電氣量變化情況M側(cè)A相母線電壓波形M側(cè)母線ABC相電流波形短路點A相電壓波形短路點ABC三相電流波形（故障前重合）。故障前幅相特性故障后幅相特性3.3線路發(fā)生BC兩相故障仍然主要看特殊相A的電氣量變化母線M側(cè)A相電壓波形短路點ABC三相電壓波形（故障前重合，故障后BC兩相電壓減?。┒搪伏cABC三相電流波形短路前的幅相特性短路后的幅相特性4課程學習心得通過對于電力系統(tǒng)分析這門課一個學期的學習，我更加深入的了解了電力系統(tǒng)分析中主要考慮的問題。本學期主要是對電力系統(tǒng)的暫態(tài)的學習，通過劉益青老師的耐心講解和課下用PSCAD仿真軟件對課程的鞏固，使我自己在故障分