电力系统仿真软件：PSCAD二次开发_（2）.电力系统建模基础.docx

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电力系统建模基础

1.电力系统元件建模

1.1电力系统元件概述

电力系统仿真软件如PSCAD中，电力系统元件是构建仿真模型的基本单元。这些元件包括电源（发电机、负荷）、传输线、变压器、断路器、保护装置等。每个元件都有其特定的数学模型和仿真参数，正确建模这些元件是进行电力系统仿真的前提。

1.2发电机建模

发电机是电力系统中的重要电源元件，其建模需要考虑多个参数，如机械转矩、电磁转矩、电压调节器等。PSCAD提供了多种发电机模型，包括同步发电机、感应发电机和直流发电机等。

1.2.1同步发电机建模

同步发电机是最常见的发电机类型，其建模主要包括以下步骤：

选择模型类型：在PSCAD中，同步发电机模型可以通过“Machine”库中的“SynchronousMachine”组件选择。

设置参数：同步发电机的参数包括额定功率、额定电压、同步电抗、暂态电抗等。

例子：同步发电机建模

假设我们需要建模一个100MVA、13.8kV的同步发电机，其参数如下：

额定功率：100MVA

额定电压：13.8kV

同步电抗：0.2p.u.

暂态电抗：0.1p.u.

稳态电抗：0.05p.u.

在PSCAD中，具体步骤如下：

打开PSCAD，创建一个新的仿真项目。

添加同步发电机模型：

//从“Machine”库中拖拽“SynchronousMachine”组件到工作区

设置参数：

//双击同步发电机组件，打开参数设置窗口

//设置额定功率

SynchronousMachine-RatedPower:100MVA

//设置额定电压

SynchronousMachine-RatedVoltage:13.8kV

//设置同步电抗

SynchronousMachine-SynchronousReactance:0.2p.u.

//设置暂态电抗

SynchronousMachine-TransientReactance:0.1p.u.

//设置稳态电抗

SynchronousMachine-Steady-StateReactance:0.05p.u.

连接电路：

//将同步发电机连接到电网

//例如，连接到一个13.8kV的母线

1.3负荷建模

负荷是电力系统中的主要耗电元件，其建模需要考虑负荷的类型（恒阻抗、恒功率、恒电流等）和负荷的动态特性。

1.3.1恒阻抗负荷建模

恒阻抗负荷是最简单的负荷模型，其阻抗值在仿真过程中保持不变。

例子：恒阻抗负荷建模

假设我们需要建模一个10MVA、13.8kV的恒阻抗负荷，其参数如下：

额定功率：10MVA

额定电压：13.8kV

阻抗：1Ω

在PSCAD中，具体步骤如下：

打开PSCAD，创建一个新的仿真项目。

添加负荷模型：

//从“Load”库中拖拽“ConstantImpedanceLoad”组件到工作区

设置参数：

//双击恒阻抗负荷组件，打开参数设置窗口

//设置额定功率

ConstantImpedanceLoad-RatedPower:10MVA

//设置额定电压

ConstantImpedanceLoad-RatedVoltage:13.8kV

//设置阻抗值

ConstantImpedanceLoad-Impedance:1Ω

连接电路：

//将负荷连接到电网

//例如，连接到一个13.8kV的母线

1.4传输线建模

传输线是电力系统中连接发电机和负荷的重要元件，其建模需要考虑线路的物理参数，如电阻、电抗、电容等。

1.4.1单相传输线建模

单相传输线模型相对简单，但可以用于初步的仿真分析。

例子：单相传输线建模

假设我们需要建模一条100km、500kV的单相传输线，其参数如下：

长度：100km

电压等级：500kV

电阻：0.05Ω/km

电抗：0.3Ω/km

电容：10nF/km

在PSCAD中，具体步骤如下：

打开PSCAD，创建一个新的仿真项目。

添加传输线模型：

//从“TransmissionLine”库中拖拽“SinglePhaseLine”组件到工作区

设置参数：

//双击单相传输线组件，打开参数设置窗口

//设置线路长度

SinglePhaseLine-Length:100km

//设置电阻

SinglePhaseLine-Resistance:0.05Ω/km

//设置电抗

SinglePhaseLine-Reactance:0.3