23电力系统科研应用软件2

NorthChinaElectricPowerUniversity2020年5月24日高亚静Email:[e-mail]电力系统应用软件第3章电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineeringNorthChinaElectricPowerUniversity电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering2020年5月24日高亚静Email:[e-mail]电力系统科研应用软件（二）NorthChinaElectricPowerUniversity3电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering目录第1章电力系统应用软件引论第2章电力企业应用软件第3章电力系统科研应用软件第4章电力系统应用软件上机第5章结束语NorthChinaElectricPowerUniversity4电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering目录3.1电力系统科学研究应用软件概述3.2电力系统分析综合软件包（PSASP）基础数据和潮流3.3电力系统分析综合软件包(PSASP)静态稳定和暂态稳定分析3.4电力系统计算机辅助设计/直流电磁暂态分析程序(PSCAD/EMTDC)NorthChinaElectricPowerUniversity5电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering目录3.5MATLAB软件3.6网络转矩机械控制软件(NETOMAC)3.7BPA程序3.8电磁暂态程序(EMTP)3.9以上各软件综合比较3.10其它相关的工程应用软件本章小结NorthChinaElectricPowerUniversity6电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.3PSASP静态稳定和暂态稳定分析(1)3.3.1短路计算*可在全网或指定的区域和电压等级范围内进行短路电流扫描计算可执行任意组合的多重复杂故障短路电流计算可计算电网各节点的正、负、零序戴维南等值阻抗可考虑平行线路零序互感的影响输出内容灵活多样：短路电流和容量；正、负、零序和A、B、C相的电压和电流；各节点戴维南阻抗；各支路视在阻抗等直观方便的图上操作和图上结果显示NorthChinaElectricPowerUniversity7电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.3PSASP静态稳定和暂态稳定分析(2)3.3.1短路计算**单线图上显示短路计算的结果NorthChinaElectricPowerUniversity8电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.3PSASP静态稳定和暂态稳定分析(3)3.3.2暂态稳定计算*提供了多种常用电力系统元件(同步机、励磁系统、调速器、PSS、马达、静补、直流等)模型可通过UD实现其他各种设备的建模和自动控制功能可模拟任意组合的多重复杂故障可模拟冲击负荷、负荷功率随机波动等扰动的影响可模拟快关汽门、快调励磁及按不同准则切机、切负荷、断开线路开关等稳定措施计算过程可以监控NorthChinaElectricPowerUniversity9电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.3PSASP静态稳定和暂态稳定分析(4)3.3.2暂态稳定计算**暂态稳定PSASP曲线暂态稳定Matlab曲线NorthChinaElectricPowerUniversity10电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.3PSASP静态稳定和暂态稳定分析(5)3.3.3小干扰稳定*具有强大的模型处理能力，可对任意UD模型自动线性化，形成其状态方程和输出方程通过稀疏技术，可实现对大型电力系统的小干扰稳定分析可进行小干扰时域/频域分析多种方式的结果输出特征值和特征向量报表特征值分布及其模态图在单线图上显示模态图幅频特性、相频特性、Niquist曲线输出小干扰时域仿真输出可方便地进行暂态稳定仿真校验NorthChinaElectricPowerUniversity11电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.3PSASP静态稳定和暂态稳定分析(6)3.3.4直接法暂态稳定采用PEBS原理和梯形隐式积分求最大势能的方法，可考虑各种模型，包括UD模型可按全网、区域、电压等级等选择故障扫描范围可监视求取临界能量的计算过程可按临界切除时间、报警时间和稳定裕度给定的范围，排序输出可在单线图上标示临界切除时间、稳定裕度等在排序筛选的基础上可方便地进行暂态稳定仿真校验，从而提高暂态稳定分析效率NorthChinaElectricPowerUniversity12电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.3PSASP静态稳定和暂态稳定分析(7)3.3.5电压稳定采用新判据，把动态问题严格等价为静态问题处理，计算量大大减少可考虑负荷、发电机及其励磁系统、有载调压变压器分接头(OLTC)等元件动态性能可解决病态潮流的收敛性，获得完整的P-V(Q-V)曲线可分别在初始稳态运行点和电压稳定极限点处：进行模态分析，确定系统的关键节点和区域求出各节点的电压与系统总功率的灵敏度可通过P-V(Q-V)曲线监视计算过程NorthChinaElectricPowerUniversity13电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.4直流电磁暂态分析程序(PSCAD/EMTDC)(1)3.4.1概述PSCAD/EMTDC(PowerSystemComputerAidedDesign/Electric-MagneticTransientofDirectCurrent)是电力系统计算机辅助设计/直流电磁暂态计算程序的缩写DennisWoodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局(ManitobaHydro)开发完成了EMTDC的初版，随后在曼尼托巴大学(UniversityofManitoba)创建高压直流输电研究中心(ManitobaHVDCResearchCenter)PSCAD图形界面的开发成功，用户能更方便地使用EMTDC以进行电力系统仿真计算现在新版的PSCAD/EMTDC不但有工作站版，而且有微机版NorthChinaElectricPowerUniversity14电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.4直流电磁暂态分析程序(PSCAD/EMTDC)(2)3.4.2PSCAD/EMTDC的主程序结构PSCAD/EMTDC的主程序结构如下图所示NorthChinaElectricPowerUniversity15电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.4直流电磁暂态分析程序(PSCAD/EMTDC)(3)3.4.3PSCAD/EMTDC的功能*电力系统时域和频域计算仿真，典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时，电参数随时间变化的规律；PSCAD/EMTDC软件包可以广泛应用于高压直流输电、FACTS控制器的设计电力系统谐波分析及电力电子领域的仿真计算。具体的研究为以下几方面设计并模拟非线性元件的控制系统，对静止补偿装置、交流同步电机、可开断系统等如何处于最佳运行状态进行研究交流系统的次谐振研究和暂态扭矩的分析直流系统的启动，直流系统强制换相的方法研究；NorthChinaElectricPowerUniversity16电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.4直流电磁暂态分析程序(PSCAD/EMTDC)(4)3.4.3PSCAD/EMTDC的功能**具体的研究为以下几方面弱交流系统的事故对直流换流站的影响，改善系统运行方式的研究串联或并联的多端输电系统的电磁暂态共杆架设的交直流电路的相互影响陡波作用于就职绕组暂态现象的研究模拟小水电，风力发电系统的自激感应电机的运行；EMTDC程序可像“拍照”一样，记录下某个时刻系统中工作状态，如各节电压、支路电流、输电线路波的传播过程、非线性元件工作点开关状态，然后在下面的运行中可以以这个运行的断面为起点继续运行NorthChinaElectricPowerUniversity17电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.4直流电磁暂态分析程序(PSCAD/EMTDC)(5)3.4.3PSCAD/EMTDC的功能***EMTDC可以一次提交、多次运行，PSCAD/EMTDC中的PSCAD是图形输入程序，PSCAD中的电路图由EMTDC编择器进行编译、连接、运行，其结果可以随着程序的进度在PLOT中实时生成曲线，以检验运算结果是否合理PSCAD/EMTDC具有强大的自定义功能，用户可以根据自已需要创建具有特定功能的电路模块NorthChinaElectricPowerUniversity18电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.4直流电磁暂态分析程序(PSCAD/EMTDC)(6)3.4.4PSCAD/EMTDC的微机版和技术支持*1999年5月曼尼托巴高压直流输电研究中心新发布的微机版PSCSAD/EMTDC3保持了工作站版的全部功能，能在PC机Windows95/98/NT下运行。PC机应该具有100MHz以上的奔腾微处理器，64MB内存，至少100MB硬盘空间和网卡。2001年推出微机版PSCAD/EMTDC4.0个人版的PSCAD/EMTDC是免费软件，曼尼托巴高压直流输电研究中心将它放在如下网址：~hvdc，建议用户加入PSCAD/EMTDC用户协会，它是一个独立的非盈利协会，目前是在用户与用户间架起沟通的桥梁，用户可以相互交流使用PSCAD/EMTDC的体会，交换最新技术资料等NorthChinaElectricPowerUniversity19电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineering3.4直流电磁暂态分析程序(PSCAD/EMTDC)(7)3.4.4PSCAD/EMTDC的微机版和技术支持**要加入该协会或者用户间进行联系可以发送电子邮件到[e-mail]信箱即可我国清华大学电力系统国家重点实验室和中国电力科学研究院应用该软件较早，而且中国电科院系统所取得了PSCAD/EMTDC大陆代理权第四版价格如下：五用户(License)的$4500对高校可打九五折,十用户的$6500对高校可打九折，二十用户的$8000目前专业版，对公司价格：1.4万美元，一个License;对高校价格：7000多美元，一个LicenseNorthChinaElectricPowerUniversity20电气与电子工程学院SchoolofElectricalandElectronicsEngineerin