前言
电力系统是非常复杂的。其数学表达式的定义比航天飞行器及行星运动轨迹的定义更要错
综复杂和具有挑战性。比起计算机.家电和包括工业生产过程在内的一些大型复杂机器,电力系
统是世界上最大的机器。EMTDC 是具有复杂电力电子、控制器及非线性网络建模能力的电网的
模拟分析程序。对于一个好的技术人员来说它是一个很好的工具。当在 PSCAD 的图形用户界面
下运行时,PSCAD/EMTDC 结合成的强大功能,使复杂的部分电力系统可视化。
从 20 世纪 70 年代中期起,EMTDC 就成了一种暂态模拟工具。它的原始灵感来源于赫曼.
多摩博士 1969 年 4 月发表于电力系统学报上的 IEEE 论文。来自世界各地的用户需求促成它现
在的发展。
20 世纪 70 年代暂态仿真发生了巨大的变化。早期版本的 EMTDC 在曼尼托巴水电站的
IBM 打孔计算机上运行。每天只有一两个问题可以被提交并运行,与今天取得的成就相比等编
码和程序开发相当缓慢。随着计算机的发展,功能强大的文件处理系统可被用在文本编辑等。
今天,功能强大的个人计算机已可以更深入细致的进行仿真,这是二十年前所不能想到的。
用户要求 EMTDC 仿真的效率和简便。所以曼尼托巴高压直流输电研究所开发了 PSCAD
图形用户界面以方便 EMTDC 仿真的研究。PSCAD/EMTDC 在 20 世纪 90 年代最初创立并使用
在 unix 工作站。不久,作为电力系统和电力电子控制器的模拟器,它取得了极大的成功 。
PSCAD 也成为了 RTDS-时实数字仿真或混合数字仿真的图形用户界面。
Dennis Woodford 博士于 1976 年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了 EMTDC 的初版,是一
种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件, PSCAD 是其用户界面,PSCAD 的开发成功,使得
用户能更方便地使用 EMTDC 进行电力系统分析,使电力系统复杂部分可视化成为可能,而且
软件可以作为实时数字仿真器的前置端。可模拟任意大小的交直流系统。操作环境为: UNIX
OS, Windows95, 98, NT;Fortran 编辑器;浏览器和 TCP/IP 协议。随着我国电力事业的发展,无论
是理论研究还是现场工作,都广泛的用到了 PSCAD.但目前使用的 PSCAD 软件多为英文版,这为广
大的工作者带来诸多不便,所以本人参考众多文献及原版的英文说明,编写了中文版的使用指南,希
望能方便大家学习和工作之用.
1
前言..............................................................................................................................................................1
第一章 导言................................................................................................................................................5
1.关于本指南.......................................................................................................................................5
2.什么是 PSCAD/EMTDC..................................................................................................................5
3.使用 PSCAD/EMTDC 的主要特色和典型研究.............................................................................5
4.目前最新版本:PSCAD4.2.0 版.....................................................................................................6
第二章 安装和设置.....................................................................................................................................7
2.1 计算机设置....................................................................................................................................7
2.1.1 硬件和软件要求.................................................................................................................7
2.1.2 FORTRAN 语言编译器......................................................................................................7
2.1.3 TCP/IP 网络议定书............................................................................................................7
2.1.4 LICENSING 许可证...........................................................................................................7
2.2 PSCAD 的安装..............................................................................................................................8
2.3 License 设置................................................................................................................................10
2.4 卸载..............................................................................................................................................13
第三章 PSCAD 工作环境.........................................................................................................................14
3.1 TERMINOLOGY AND DEFINITIONS (术语和定义).............................................................14
3.1.1Components(元件)........................................................................................................14
3.1.2 Modules(模块)..................................................................................................................15
3.1.3 Projects(工程)..............................................................................................................15
3.2 各工作区介绍..............................................................................................................................15
3.2.1 Title Menu and Main Tool Bar(标题栏,菜单栏和主工具栏).................................15
3.2.2 Menu Bar and Menu Items(菜单栏和菜单项)...........................................................15
3.2.3 Toolbar Buttons(工具栏按钮).....................................................................................16
3.2.4 Workspace(工作空间窗口).........................................................................................16
3.2.5 The Master Library(主库)............................................................................................17
3.2.6 THE OUTPUT WINDOW(输出窗口)........................................................................18
3.2.7 THE DESIGN EDITOR(设计编辑器)........................................................................19
3.3 例子程序......................................................................................................................................20
第四章 基本操作和特征...........................................................................................................................22
4.1 PROJECT(工程).....................................................................................................................22
4.1.1 Creating a New Project(创建一个新的工程).............................................................22
4.1.2 Loading a Project(加载工程)......................................................................................22
4.1.3 Opening the Project Main Page(打开工程主页)........................................................23
4.1.4 Setting the Active Project(设置激活工程)..................................................................24
4.1.5 Saving Project Changes(保存工程的修改)................................................................24
4.1.6 Project Settings(编辑工程属性).................................................................................25
4.2 Workspace Settings(工作区设置)..........................................................................................26
4.3.1 元件...................................................................................................................................26
4.3.2 Editing Component Properties(编辑元件属性)..........................................................28
4.3.3 模块...................................................................................................................................29
4.3.4 CREATING A NEW COPONENT OR MODULE(创建一个新元件或模块)..........30
4.4 常用工具栏..................................................................................................................................32
2
4.5 SETTING GLOBAL CONSTANTS(设置全局常量)...........................................................34
第五章 在线绘图和控制...........................................................................................................................36
5.1 图框..............................................................................................................................................36
5.1.1 添加图框...........................................................................................................................36
5.1.2 移动和改变图框大小.......................................................................................................36
5.1.3 剪切/复制/粘贴图框......................................................................................................37
5.1.4 改变图框的属性...............................................................................................................37
5.1.5 改变水平坐标轴属性.......................................................................................................38
5.2 图..................................................................................................................................................38
5.2.1 在图框中添加图...............................................................................................................39
5.2.2 图表顺序...........................................................................................................................39
5.2.3 剪切/复制图/粘贴图.........................................................................................................39
5.2.4 复制信息到剪贴板...........................................................................................................40
5.2.5 模拟图...............................................................................................................................40
5.2.6 数字图...............................................................................................................................42
5.2.7 XY 绘图............................................................................................................................43
5.2.8 个性化设置.......................................................................................................................46
5.3 曲线..............................................................................................................................................46
5.3.1 在图中添加一条新曲线...................................................................................................46
5.3.2 曲线顺序...........................................................................................................................47
5.3.3 剪贴/复制/粘贴曲线.........................................................................................................47
5.3.4 改变曲线属性...................................................................................................................48
5.4 使输出通道的范围和图保持一致..............................................................................................49
5.5 动态采样调整..............................................................................................................................50
5.5.1 模拟图中调整和控制采样范围.......................................................................................50
5.5.2 在 XY 图中调整和控制采样范围...................................................................................51
5.6 标识..............................................................................................................................................52
5.6.1 显示/隐藏标识..................................................................................................................52
5.6.2 图框标识图例...................................................................................................................54
5.6.3 XY 图标识图例................................................................................................................54
5.6.4 切换激活曲线...................................................................................................................54
5.6.5 改变标识位置...................................................................................................................54
5.6.6 切换时间差值/频率差值..................................................................................................55
5.6.7 锁定/解锁标识..................................................................................................................55
5.6.8 设置标识...........................................................................................................................55
5.6.9 把标识当书签使用...........................................................................................................56
5.7 缩放特性......................................................................................................................................56
5.7.1 放大和缩小.......................................................................................................................56
5.7.2 缩放框...............................................................................................................................57
5.7.3 垂直缩放...........................................................................................................................57
5.7.4 水平缩放...........................................................................................................................57
5.7.5 缩放前/后..........................................................................................................................58
5.7.6 缩放全部...........................................................................................................................58
5.7.7 缩放界限...........................................................................................................................58
3
5.7.8 XY 图中动态缩放............................................................................................................59
5.8 实时控制和测量..........................................................................................................................59
5.8.1 控制面板...........................................................................................................................59
5.8.2 控制界面...........................................................................................................................60
5.8.3 测量器...............................................................................................................................63
第六章 如何进行一次仿真.......................................................................................................................66
6.1 PSCAD 使用方法演示:............................................................................................................66
6.2 控制或显示数据的获取..............................................................................................................66
6.3 进行仿真......................................................................................................................................67
第七章 帮助系统.......................................................................................................................................70
7.1 Accessing the Online Help System(访问在线帮助系统)......................................................70
7.2 Using Flyby Help Windows(使用浮动帮助窗口).................................................................71
4
第一章 导言
1.关于本指南
本指南的目的是为 PSCAD/EMTDC 用户提供一个基本的介绍,此手册包括以下几个章节。
·第一章:导言 回答问题例如什么是 PSCAD/EMTDC,如何从中受益。本版本的新特点及如何
找到更多信息。
·第二章:安装和设置 在 PSCAD 支持的平台上描述了安装过程,同时概述了其对硬件和软件的
要求。
·第三章:工作环境 本章主要介绍了 PSCAD 的工作环境及用户界面。
·第四章:基本操作 本章介绍了 PSCAD 的基本操作和特性,对于熟悉 PSCAD V4 将有很大帮助。
·第五章:绘图与控制 PSCAD 为用户提供了一些特殊的运行元件用于在线控制输入数据,并且
可以记录及显示 EMTDC 输出数据,比如图形框、图表、曲线和一些仪表。
·第六章:仿真运行 应用一个简单的分压电路的例子描述如何进行一次仿真。
2.什么是 PSCAD/EMTDC
PSCAD/EMTDC 是电力系统分析中的专业仿真工具。PSCAD 是用户仿真界面,EMTDC 是仿
真引擎。PSCAD/EMTDC 最适合瞬时发生仿真,即我们熟悉的电磁暂态。
PSCAD 图形界面大大提高了 EMTDC 的功能。它使用户用图形的方式创建一个电路进行仿真
分析结果,并在一个完全统一的图形环境中处理数据。
以下为使用 PSCAD/EMTDC 时的一些常用部件
• Resistors电阻, inductors电感, capacitors电容器
• 相互耦合绕组如transformers变压器
• transmission lines 传输线,cables电缆
• Current and voltage sources电流源和电压源
• Switches开关,breakers短路器
• Protection保护 和relaying继电器(保护和延时)
• Diodes二级管, thyristors晶闸管,GTOs可关断晶闸管
• Analog and digital control functions模拟和数字控制功能
• AC and DC machines交、直流发电机, exciters励磁机, governors调速器, stabilizers 稳定器和
inertial models惯性模式
• Meters 计数器和 measuring functions测量功能
• Generic DC and AC controls通用交流直流控制
• HVDC高压直流输电, SVC静止无功补偿器, 与其它 灵活控制器FACTS controllers
• Wind source, turbines and governors 风机,蜗轮机和调速器
3.使用 PSCAD/EMTDC 的主要特色和典型研究
主要特色:
·配有图形输入程序 PSCAD,
·实时曲线显示 PLOT
·与 MATLAB 接口。
·强大的自定义功能
·支持子网嵌套的功能
·用户可以根据自己需要创建具有特定功能的电路模块
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