文章编号:1000-3673(2000)01-0065-02
电磁暂态分析软件包PSCAD/EM TDC
几何画板实验报告林良真，叶 林
AN INTRODUC TION TO PS CAD/EMTDC
LIN Liang-zhen,YE Lin
(Institute of electrical Engineering,Chinese Academ y of Sciences,Beijing100080,China)
摘要:PSCAD/EM TD C3.0是由加拿大M anitoba大学高压直流输电研究中心在1999年新推出的电力系统分析软件包。文章介绍了其结构和功能。 关键词:P SCA D/EM T DC；电力系统分析；软件
中图分类号:T M769 文献标识码:A
1 引言
程序EM TDC(Electro-M ag netic Transient in DC Sy stem)是目前世界上被广泛使用的一种电力系统分析软件。为了研究高压直流输电系统,Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局(Manitoba Hydro)开发完成了EM TDC的初版，随后在曼尼托巴大学(University of Manitoba)创建高压直流输电研究中心(Manitoba HVDC Research Center)，多年来该直流输电研究中心在Dennis Woodford的领导下不断完善了EM TDC的元件模型库和功能，使之发展为既可以研究交直流电力系统问题，又能够完成电力电子仿真及非线性控制的多功能工具(v ersatile tool)。特别是PSCAD图形界面(GU I)的开发成功，使得用户能更方便地使用EM TDC以进行电力系统仿真计算，而且软件可以作为实时数字仿真器(RTDS,real tim e digital simu-lator)的前置端(front end)。现在新版的PSC AD/ EM TDC不但有工作站版(适用于Unix Wo rksta-tions)，而且有微机版(PC版)，其大规模的计算容量、完整而准确的元件模型库、稳定高效的计算内核、友好的界面和良好的开放性等特点，已经被世界各国的科研机构、学校和电气工程师所广泛使用。2 PS CAD/EMTDC的主程序结构 PSC AD/EM TDC的主程序结构如图1所示。
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新建项目文件
构造电气主接线图
输入元件参数
FORTRAN90编译器
编译、连接
结果输出
到文件
屏幕显
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图1 EMTDC主程序结构
Fig.1 Main program structure of EMTDC
3 PS CAD/EMTDC的功能
PSC AD/EM TDC软件包的主要功能是进行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；另外,PSCAD/EM TDC软件包可以广泛应用于高压直流输电、FAC TS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。
PSC AD/EM TDC有以下元件模型库:
集中参数电阻R、电感L、电容C;
随时间变化的电阻R、电感L、电容C;
电压源、电流源、多相谐波源;
单相或三相(耦合或理想)变压器(双绕组和三绕组);
第24卷第1期2000年1月
电 网 技 术
Pow er System Tech nology
乐透型c735V ol.24No.1
J a n. 2000
DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2000.01.019
多相(换位)分布参数线路模型和电缆模型;
多相PI型等值线路;
单相和多相逻辑控制断路器，用来模拟网络连接的改变及各种类型的短路故障;
dct变换>城市街道办事处组织条例旋转电机，不但可以模拟三相同步电动机、三相感应电动机，而且模拟汽轮机、水轮机的调速器及交/直流励磁器的动态特性;
继电器模型，模拟继电保护特性;
高压直流输电(HVDC)及灵活交流输电(FACTS)模型库，包括二极管、晶闸管、GTO、IGBT 及避雷器模型库，可以进行电力电子仿真、模拟FAC TS元件(如SV C)和HV DC特性;
测量元件库，包括单相电压表、电流表、三相电压表(RM S)、瞬时有功功率/无功功率表、频率表及相位(差)表;
控制系统模型库，包含91种交/直流控制、数字/模拟控制模型;
逻辑电路库，包含7种常用逻辑控制单元;
控制面板，包括滑动触头(slider)、开关(switch)、按钮(button)及调节控制盘(dial)，运行中可以在线控制参数值。
PSCAD/EM TDC配有图形输入程序PSCAD TM，目前最新版是3.0.1版。PSCAD(pow er sy stem com puter aided desig n)是一个32位程序，可以在Window s95/98N T下运行。PSCAD是EM T-DC的前处理程序，用户在面板上可以构造电气连接图，输入各个元件的参数值，运行时则通过FO R-TRAN编译器进行编译、连接，运行的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，并能与M ATLAB接口。此外, PSCAD/EM TDC还具有强大的自定义功能及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。
4 PSCAD/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PSCAD/EM TDC3保持了工作站版的全部功能，能在PC机Windows95/98/N T下运行。PC机应该具有100M Hz以上的奔腾微处理器, 64MB内存，至少100M B硬盘空间和网卡。
表1 PSCAD/EMTDC3版有3种版本
商业版教育版个人版
节点数不限<200<16
硬件锁加密加密不加密
价格/美元80002000免费
尽管个人版的PSCAD/EM TDC是免费软件，但是它不是随处共享的软件。曼尼托巴高压直流输电研究中心将它放在如下网址:http:∥w u-manitoba.ca/～hv dc，若想得到个人版，必须先在网上填写免费使用申请表，提交后用户会得一个有效的用户名和密码，凭着此用户名和密码，用户可以下载全功能的个人版PSCAD/EM TDC3.0(ZIP格式压缩文件，约5.5M)及相应FORTRAN编译器(ZIP 格式压缩文件，约10M)。解压缩安装后，就可以开始学习使用,PSCAD/EM TDC3.0有超文本格式的帮助文件，帮助初级用户如何入门(How to start)，但是要想深入掌握它，还需要从大量的实践中积累调试经验。建议用户加入PSCAD/EM TDC用户协会(User's Group)，它是一个独立的非盈利(non-profit)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/EM TDC的体会，交换最新技术资料等。协会由曼尼托巴大学电机及计算机系Ani Gole教授负责协调，若想加入用户协会可以在网上填写申请表。协会的用户间的联系通过发往em tdcug@ee.umanitoba.ca信箱，它会自动将用户的信息转发给全世界所有用户协会的注册会员。
我国大陆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相继从Univ ersity of Manitoba 引进了新版PSCAD/EM TDC软件包。而且中国电科院系统所取得了PSCAD/EM TDC大陆代理权。
收稿日期:1999-09-27。
作者简介:
林良真(1935-)，男，研究员，博士生导师，政府特殊津贴获得者，国际低温工程委员会(ICEC)委员，国家超导技术专家委员会委员，中国电工技术学会理事，研究方向为电力系统自动化及超导电力应用;
叶 林(1968-)，男，博士研究生,IEEE学生会员，研究方向为电力系统自动化及超导电力应用。
66Power System T echnolog y V o l.23N o.
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