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第九章 工程验证开发 经过前面几章的介绍，现在我们很清楚的了解了仿真程序的运行过程：利用PSCAD/EMTDC软件对电力系统进行仿真研究，首先要自在PSCAD图形界面上选取元件库中的适当元件（模块）搭建系统模型，并对照实际物理系统设置模型中元件对应的参数，在需要观测时添加电表和输出观测点，以便于进行仿真结果的查看、分析，检查无误并设置好仿真步长、时间等参数后即可执行仿真分析。执行仿真时，PSCAD首先调用软件自带的编译器将PSCAD中的模型电路编译为主FORTRAN程序，此时可视化的模型元件转换为EMTDC的子函数，并根据电路连接关系自动进行节点编号和参数传递，然后利用设定的FORTRAN编译器通过调用EMTDC引擎库文件生成最终的执行文件。在仿真运行过程中，用户可以通过输入输出元件库的控制元件自由调整参数值，以便观察系统动态情况下的相应特性。 PSCAD/EMTDC目前应用的一个主要领域是电力电子方面，而直流输电的研究目前也大多采用该工具，而做为一个初步使用该工具的用户从简单应用到复杂的实际工程辅助研究需要很长的路要走，本章有必要将实际应用中的的建模研究注意事项做一下简单介绍。 在直流输电控制保护、静态无功补偿SVC等系统前期设计、控制系统参数优化、保护定值整定等过程中常常利用仿真工具进行辅助设计，目前采用的仿真工具一般是PSCAD/EMTDC。本章主要以直流输电工程为例介绍其仿真。 与直流输电系统物理仿真相比较，直流输电系统数字仿真具有很多独特的优点，本章提出基于PSCAD软件建立直流输电系统模型应该遵循的一般原则和要求，分析基于直流输电的数字仿真系统的主要特点。 本章分为两节，在第一节主要介绍直流输电系统的工程建模，第二节介绍信号传递模式探讨以及通信模块的开发。 第一节 工程仿真模型框架搭建 直流输电系统仿真按仿真模型可分为物理仿真和数字仿真。人们很早就采用直流计算台、动态模拟和模拟计算机等物理仿真方法研究直流输电系统。这种数模混合式仿真虽然可以实时仿真直流输电系统的运行过程，也能得出与现场完全一致的物理现象，但由于数模混合式仿真中的直流系统物理模拟仿真器通常由数十个庞大的机柜组成，占地面积大，造价昂贵，不利于维护推广。目前中国电力科学研究院直流研究采用物理仿真和数字仿真两套体系。 一、HVDC 整体构架安排 对灵宝直流输电工程进行仿真建模，如图9-1。从系统结构上说，每个站的结构配置 大致相同，用大系统仿真代表交流电网，用滤波器子模块进行谐波滤除和无功补偿，控制程序放在了每个站的pole 子页中，每个站单独设立一个子页作为控制面板，单独设立一个子页进行变量波形记录和分析。 图9-1 一次设备部分换流变压器以及晶闸管模型 二、 交流滤波器模型 位于Station A Filter子模块中，每个站采用十四组交流滤波进行无功补偿以及谐波滤除，参数设置由实际工程的系统研究后给出，经过串并联等值计算后填写入PSCAD 模块，在控制部分的RPC 功能包中几乎所有逻辑以及计算是为了计算投入的滤波器组数以及型号，开出分合分组滤波器命令。 三、 控制保护策略 仿真模型的核心部分，在整个直流输电的控制保护中，核心控制程序均放在了这几个程序包中，为了使程序结构层次鲜明突出便于更改和阅读，按照不同功能将其分成不同的程序包，在不同程序包需要信号的交换时，使用了Radiolink模块进行中继收发。 1 极控制中电压限流VDCOL环节。控制保护程序的架构太大，为了保证逻辑清晰，采用了分层结 构，按照大的功能对逻辑进行分区，在模块中又按照具体功能进行嵌套，形成子模块之间的多层嵌套，图9-1是在电流指令输出前的最后环节的电压限流部分。 2 模拟量Udc 的处理，包含计算滤波，迟滞 ，标幺化 图9-2 部分控制程序逻辑 图9-3 点火时间计算 图9-4 Curve监视功能 第二节 工程数字仿真建模难点介绍 数字仿真有什么优势呢？直流输电系统数字仿真具有不受原模型系统规模和结构复杂性的限制，能保证系统的安全性和良好的经济型方便性等诸多优点。简单的从直流输电数字仿真发展的技术可能性看，数字计算机和数值计算技术已经得到了飞速的发展，面向对象技术、现代数