PSCAD简单入门教程

PSCAD使用说明1.PSCAD安装PSCAD/EMTDC常见4.0.2ctacked版本或4.2版本，这个版本PSCAD被封装成一个ISO文档，如图1-1，可用虚拟光驱或winrar打开。下面使用winrar将其解包。图1-1PSCAD封包形式在系统安装了winrar3.2以上版本后，可以直接双击这个iso文档，然后点击“解压到”图标，如图1-2，就可以对其进行解包。如图1-2使用winrar解PSCAD的封包解压后可以得到三个文件夹，如下图1-3所示：图1-3PSCAD须按以下步骤安装，否则，装好后可能不运行。另外，操作系统最好使用WinXP专业版，曾在WinXPHome版本上出现过不明原因的PSCAD不能运行情况。安装步骤：（1）首先，运行PSCAD4.0目录下的Setup.exe，一路按OK或者NEXT在选择安装列表时选中“PSCAD(allEditions)”，如图1-4，不要选择LicenseManager和RealTimePlayback(它需要硬件采集设备支持，否则只是评估版)这两项。使用附带的EGCS/GNUFortran77编译器就选中“GNUFortranCompiler”，如果要使用之前自行安装的Fortran90编译器就不要选这一项。图1-42、当LicenseManger选择对话框出现时，如图1-5，选择“IwillonlybeusingSingle-user/single-machinelicenses.”或“professal”这一项，随后一路OK即可。注意：选theStudentEdition版本，模型只允许15个结点。如图1-53、前面的PSCAD4.0以及EGCS/GNUFortran77(如果选择了)全部安装完毕后，运行PSCAD4.0Patchfile目录下的Setup.exe（安装PSCAD4.0.2补丁）。4、补丁安装完毕后将\Crack目录下的PSCAD.exe复制到C:\Program\PSCAD401\bin\win下，覆盖原主程序即可。安装完成后,最好注销或者重启计算机一下，否则，仿真时PSCAD4可能找不到Fortran编译器，不能够运行。2．PSCAD界面简介在重启计算机后，可以在开始所有程序PSCAD中看到两个版本的PSCAD。一个是Educational，一个是Professional，我们一般使用Professional版本进行仿真。点击Professional的图标，PSCAD启动，界面如下图2-1所示：图2－1点击右上角的“白纸”new图标，或者从File选项卡中选择，都能够建立一个新的仿真工程（Project），如图2－2、2－3所示。图2－2直接点击new新建工程图2－3使用File选项卡新建工程新建的仿真工程是没有名字的，系统默认为noname，可在这个工程上右击，选择Saveas，如图2－4，就可将其重新命名。命名最好用英文名称，因为PSCAD有时对汉字名的工程不支持或不能运行。因此，本说明为这个新建仿真工程命名为test1。图2－4为新建工程取名建立了test1工程后，就可在其中搭建电路模型了。PSCAD的工程显示窗口中可以同时显示多个工程，但是，只有一个工程处于激活状态，如下图2－5中test4所示（激活状态的图标为篮色，未激活工程图标为黑白色）。只有处于激活状态的工程模型才可以进行仿真，其他工程的模型即使按仿真运行的按钮也是不会动作。图2－5同时显示多个工程工程的激活状态可以更改。例如，如果要将名为test2的工程激活，直接在test2的图标上鼠标右击，选择“setasactive”就OK，如图2－6所示。图2－6切换不同工程的激活状态在PACAD中，所有的元件放在master（MasterLibrary）当中，鼠标左双击工程创空中的第一项：绿色的master，工程即可进入元件库，如图2－7所示。图2－7PSCAD元件库选择元件：双击相应的元件类型，找到需要的元件后，在元件符号上左点击，元件变成闪烁状态，用键盘上Ctrl＋C或鼠标右击，选择copy，就将该元件复制，如图2－8所示。图2－8复制元件然后，双击新工程图标，在该工程窗口空白处用键盘Ctrl＋V或右击选择Paste，就将刚选择的元件模型放置在工程中了。通常一边选元件，一边进行连接。要删除一个元件，鼠标左击，待其闪烁状态，按键盘上Delete键。常用元件放在主界面右边，如图2－9所示，可直接点击快捷按钮来选择，方法：左点需要选择的元件，再在“工程”空白处鼠标左点一下。选中的元件按“R”或“L”键旋转。图2－9快捷栏中的常用元件3．建立“工程”模型与仿真（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，出现设置窗口，如图3－1所示，在这里可对本“工程”的仿真时间、计算步长、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。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：图3－3电源参数设置对话窗口电源菜单第1页“Configuration”－配置，这是最基本的设置：（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：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。第2页“SignalParameters”－信号参数，如图3－4，可以设置：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：在图3－5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“数据标签”用导线连接到“输出通道”(从右边拦中选出OutputChannel)上。使用示波器（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。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。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：如果模型中存在任何不需要的元件、导线等，仿真不能够执行。当仿真执行时发生错误，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