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本書以PSCAD V5為基礎(chǔ)，詳細(xì)講解了PSCAD軟件的主要設(shè)置和基本操作，對(duì)主元件庫元件進(jìn)行了詳細(xì)介紹，說明了自定義元件方法。在此基礎(chǔ)上介紹了仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)出、調(diào)用外部C語言、Fortran語言源代碼程序、與MATLAB 接口、多重運(yùn)行、并行與高性能計(jì)算等高級(jí)功能及其應(yīng)用，對(duì)EMTDC特性也進(jìn)行了簡要說明。*后結(jié)合當(dāng)前研究熱點(diǎn)，給出了應(yīng)用PSCAD開展新能源發(fā)電、高壓直流輸電及電能質(zhì)量及電力電子技術(shù)仿真等領(lǐng)域研究的仿真實(shí)例，方便讀者加深對(duì)該軟件應(yīng)用的理解。
本書適用范圍廣泛，不僅適合廣大初學(xué)者，也可以作為電力科研人員的參考工具書，還可以作為大中專院校電力相關(guān)專業(yè)的教材或社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)用書。

PSCAD/EMTDC是加拿大馬尼托巴高壓直流研究中心推出的一款電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真軟件，仿真模型直觀，元件模塊庫豐富，主要進(jìn)行一般的交流電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)研究，進(jìn)行簡單和復(fù)雜電力系統(tǒng)故障建模及故障仿真，分析電力系統(tǒng)故障電磁暫態(tài)過程。PSCAD/EMTDC具有很好的可移植性，可與多種常見軟件連接，例如EMTP、MATLAB等，因而在電力系統(tǒng)分析中應(yīng)用范圍越來越廣。
PSCAD/EMTDC V5是目前的新版本，相比其先前版本PSCAD X4是一個(gè)重大的升級(jí)，包含了眾多新特性和功能。新版本盡力保持與PSCAD X4產(chǎn)品工作環(huán)境的相似，以減少用戶熟悉新版本的時(shí)間，但加入了以下多個(gè)新的特性和功能：改進(jìn)了元件參數(shù)編輯器，提供了增強(qiáng)的元件參數(shù)對(duì)話框，改進(jìn)了元件向?qū)姘�，�?duì)廣受歡迎的參數(shù)網(wǎng)格特性進(jìn)行了改進(jìn)；提供了新的全局替換參數(shù)面板支持全局替換；啟用了并行多重運(yùn)行 (PMR)、Communication Fabric (ComFab)、協(xié)同仿真接口和集群啟動(dòng)系統(tǒng) (CLS)，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)并行和高性能計(jì)算的支持；提供了基于Python腳本的自動(dòng)化功能，實(shí)現(xiàn)了初步的PSCAD開發(fā)和運(yùn)行自動(dòng)化。
《PSCAD X4電路設(shè)計(jì)與仿真從入門到精通》和《PSCAD V4.6電路設(shè)計(jì)與仿真從入門到精通》為使用PSCAD開展電力系統(tǒng)仿真研究提供了詳細(xì)、全面、專業(yè)的指導(dǎo)，一經(jīng)出版均得到了廣泛的好評(píng)。PSCAD V5具有相當(dāng)多的改進(jìn)和新特性，針對(duì)這一情況，編者結(jié)合以上兩本書和PSCAD V5編寫了本書。
本書主要對(duì)全新的軟件界面、設(shè)置和操作進(jìn)行了詳細(xì)說明，包括多個(gè)新的面板操作、項(xiàng)目調(diào)試、資源分支等；對(duì)新增元件進(jìn)行了介紹，主要包括MMC相關(guān)元件、單相感應(yīng)電機(jī)、z域元件庫、受控電流電壓源、瞬態(tài)恢復(fù)電壓包絡(luò)發(fā)生器、多個(gè)控制系統(tǒng)元件等；介紹了并行和高性能計(jì)算部分的新性能和基于Python的應(yīng)用程序自動(dòng)化方法。
本書適用范圍廣泛，不僅適合廣大初學(xué)者，也可以作為電力科研人員的參考工具書，還可以作為大中專院校電力相關(guān)專業(yè)的教材或社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)用書。
本書由三維書屋工作室策劃，主要由武漢大學(xué)樂健副教授、武漢工程大學(xué)廖小兵老師、武漢東湖學(xué)院毛濤老師、國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司吳敏和河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院的胡仁喜博士編寫，其中樂健執(zhí)筆了第1、2章、第12、13章，廖小兵執(zhí)筆了第3~6章，毛濤執(zhí)筆了第7~9章，吳敏執(zhí)筆了第10、11章。趙聯(lián)港、綦淦、崔建勇、金銳、朗紅科參加了部分編寫工作。
由于時(shí)間倉促，書中難免有疏漏和不妥之處，請(qǐng)廣大讀者登錄QQ群561069957或聯(lián)系714491436@qq.com批評(píng)指正。
編者

目錄
前言
第1章概述1
1.1 PSCAD 簡介1
1.1.1 PSCAD的發(fā)展2
1.1.2 PSCAD的應(yīng)用3
1.2 PSCAD V5的新特性4
1.2.1值得注意的重點(diǎn)4
1.2.2 新增的及增強(qiáng)的特性5
1.2.3 新的主元件庫7
1.3 PSCAD V5的計(jì)算需求及范圍邊界8
1.3.1 計(jì)算需求8
1.3.2 范圍邊界9
1.3.3支持的Fortran編譯器10
1.4部署和許可管理10
1.4.1 認(rèn)證許可10
1.4.2 基于硬件鎖的許可本地許可10
1.4.3基于硬件鎖的許可網(wǎng)絡(luò)許可11
1.5 PSCAD V5漏洞修復(fù)11
1.5.1兼容性升級(jí)11
1.5.2 PSCAD漏洞修復(fù)11
1.5.3 EMTDC/Master Library漏洞修復(fù)14
1.5.4 LCP漏洞修復(fù)15
第2章主要設(shè)置與基本操作16
2.1 PSCAD V5的仿真流程及術(shù)語和定義16
2.1.1 仿真流程16
2.1.2 術(shù)語和定義17
2.2 PSCAD V5的主要設(shè)置18
2.2.1 應(yīng)用程序設(shè)置 (Application options)18
2.2.2 項(xiàng)目設(shè)置 (Project settings)29
2.2.3 畫布設(shè)置 (Canvas Settings)36
2.3 PSCAD V5工作環(huán)境37
2.3.1 功能區(qū)控制條37
2.3.2 定義編輯器42
2.3.3 Workspace面板43
2.3.4 Build Messages和Runtime Messages面板49
2.3.5 Search和Search Results面板50
2.3.6 Birds Eye View面板52
2.3.7 Bookmarks面板52
2.3.8 Component Parameters面板53
2.3.9 Layers面板53
2.3.10 Make File和Map File面板56
2.3.11 Message Log面板56
2.3.12 Parameter Grid面板57
2.3.13 Start Page和Support Request面板58
2.4 PSCAD V5的基本操作59
2.4.1 Workspace操作59
2.4.2 Project操作60
2.4.3 Simulation操作62
2.4.4 打開和瀏覽Project64
2.4.5 項(xiàng)目編譯和鏈接66
2.4.6 元件和組件的操作67
2.4.7 連接線相關(guān)操作71
2.4.8 拖放操作74
2.4.9 電路方案（控制模板）75
2.4.10 在線繪圖和控制77
2.4.11 項(xiàng)目調(diào)試和改進(jìn)107
2.4.12 智能粘貼114
2.4.13 選擇特性115
2.4.14 拓?fù)浔?16
2.4.15 工具提示120
第3章無源元件122
3.1 概述122
3.2 無源元件 (Passive)123
3.2.1 RLC帶通濾波器 (Band Pass RLC Filter)123
3.2.2 C型濾波器 (C-Type Filter)124
3.2.3 RLC高通濾波器 (High Pass RLC Filter)125
3.2.4 RLC串聯(lián)濾波器 (Series RLC Filter)125
3.2.5 單相線間固定負(fù)載 (Single Phase L-L Fixed Load)125
3.2.6 單/三相線地固定負(fù)載 (Single/Three Phase L-G Fixed Load)126
3.2.7 三相容性/感性/阻性負(fù)載 (Three-Phase Capacitive/Inductive/ Resistive Load)128
3.2.8 運(yùn)行可配置無源支路(Runtime Configurable Passive Branch)128
3.2.9 可變RLC (Variable RLC)129
3.2.10 可變串聯(lián)阻抗支路 (Variable Series Impedance Branch)130
3.2.11 火花間隙 (Spark Gap)130
3.2.12 飽和電抗器 (Saturable Reactor)130
3.2.13 金屬氧化物避雷器 (Metal Oxide Surge Arrestor)132
3.2.14 電容/電感/電阻 (Capacitor/Inductor/Resistor)134
3.2.15 頻率相關(guān)等效網(wǎng)絡(luò) (Frequency-Dependent Network
Equivalent)134
3.2.16 磁滯電抗器 (Hysteresis Reactor)139
3.2.17 標(biāo)幺值阻抗支路 (PU Impedance Branch)140
3.2.18 獨(dú)立可配置三角形聯(lián)結(jié)負(fù)載 (Individually Configurable, Delta-Connected Load)140
3.2.19 獨(dú)立可配置星形聯(lián)結(jié)負(fù)載 (Individually Configurable, Y-Connected Load)141
3.2.20 獨(dú)立可配置三角形聯(lián)結(jié)三支路負(fù)載 (Individually
onfigurable, Delta-Connected, 3-Branch Load)141
3.2.21 獨(dú)立可配置星形聯(lián)結(jié)三支路負(fù)載 (Individually Configurable, Y-Connected, 3-Branch Load)142
3.2.22 無源濾波器設(shè)計(jì)142
第4章電源及動(dòng)力系統(tǒng)元件145
4.1 電源145
4.1.1 單相電壓源模型1 (Single Phase Voltage Source Model 1)145
4.1.2 三相電壓源模型1 (Three-Phase Voltage Source Model 1)148
4.1.3 單相電壓源模型2 (Single Phase Voltage Source Model 2)151
4.1.4 三相電壓源模型2 (Three-Phase Voltage Source Model 2)152
4.1.5 三相電壓源模型3 (Three-Phase Voltage Source Model 3)154
4.1.6 單相電流源 (Single-Phase Current Source)155
4.1.7 三相電流源 (Three-Phase Current Source)156
4.1.8 諧波電流注入 (Harmonic Current Injection)156
4.1.9 諧波信號(hào)發(fā)生器 (Harmonic Signal Generator)158
4.1.10 光伏電源 (Photovoltaic Source)159
4.1.11 大功率點(diǎn)追蹤 (Maximum Power Point Tracker)161
4.1.12 電池 (Battery)162
4.1.13 受控源 (Dependent Source Models)164
4.1.14 比例電流源 (Current Scaler)165
4.1.15 理想比例變換器 (Ideal Ratio Changer)165
4.2 變壓器165
4.2.1 單相雙繞組變壓器 (1-Phase 2-Winding Transformer)166
4.2.2 單相三繞組變壓器 (1-Phase 3-Winding Transformer)169
4.2.3 單相四繞組變壓器 (1-Phase 4-Winding Transformer)169
4.2.4 單相N繞組變壓器 (1-Phase N-Winding Transformer)170
4.2.5 三相雙繞組變壓器 (3-Phase 2-Winding Transformer)170
4.2.6 三相三繞組變壓器 (3-Phase 3-Winding Transformer)172
4.2.7 三相四繞組變壓器 (3-Phase 4-Winding Transformer)172
4.2.8 單相自耦變壓器 (1-Phase Auto Transformer)172
4.2.9 單相三繞組自耦變壓器 (1-Phase 3-Winding Auto
Transformer)174
4.2.10 三相Y/Y自耦變壓器 (3-Phase Star-Star Auto Transformer)174
4.2.11 帶第三繞組的三相Y/Y自耦變壓器 (3-Phase Star-Star Auto Transformer with Tertiary)175
4.2.12 單相雙繞組UMEC變壓器 (1-Phase 2-Winding UMEC Transformer)176
4.2.13 單相三繞組UMEC變壓器 (1-Phase 3-Winding UMEC
Transformer)178
4.2.14 3/5鐵心柱UMEC變壓器 (3/5 Limb UMEC Transformer)178
4.2.15 基于對(duì)偶的三相雙繞組變壓器 (Duality-Based, 3-Phase 2-Winding Transformer)180
4.3 電機(jī)182
4.3.1 雙繞組直流電動(dòng)機(jī)（Two Winding DC Machine）182
4.3.2 繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī) (Wound Rotor Induction Machine)186
4.3.3 同步電動(dòng)機(jī) (Synchronous Machine)191
4.3.4 永磁同步電動(dòng)機(jī) (Permanent Magnet Synchronous Machine)200
4.3.5 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) (Single-Phase Induction Machine)201
4.3.6 交流勵(lì)磁機(jī) (AC Exciters)202
4.3.7 直流勵(lì)磁機(jī) (DC Exciters)211
4.3.8 靜止勵(lì)磁機(jī) (Static Exciters)215
4.3.9 水輪機(jī)調(diào)速器 (Hydro Governors)224
4.3.10 熱工（蒸汽機(jī)）調(diào)速器 [Thermal (Steam) Governors]226
4.3.11 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 (Power System Stabilizers)229
4.3.12 水輪機(jī) (Hydro Turbines)235
4.3.13 汽輪機(jī) [Thermal (Steam) Turbines]238
4.3.14 風(fēng)機(jī)調(diào)速器 (Wind Governor)239
4.3.15 風(fēng)源 (Wind Source)240
4.3.16 風(fēng)力機(jī) (Wind Turbine)242
4.3.17 內(nèi)燃機(jī) (Internal Combustion Engine)243
4.3.18 多質(zhì)量扭轉(zhuǎn)軸接口244
第5章輸配電線路元件248
5.1 斷路器248
5.1.1 單相斷路器 (Single-Phase Breaker)248
5.1.2 三相斷路器 (Three-Phase Breaker)250
5.1.3 斷路器定時(shí)控制邏輯 (Timed Breaker Logic)251
5.1.4 統(tǒng)計(jì)斷路器 (Statistical Breaker)252
5.2 故障253
5.2.1 單相故障 (Single Phase Fault)253
5.2.2 三相故障 (Three-Phase Fault)254
5.2.3 故障定時(shí)控制邏輯 (Timed Fault Logic)255
5.2.4 隔離開關(guān) (Isolation Switch)256
5.2.5 TRV包絡(luò)線發(fā)生器 (TRV Envelope Generator)256
5.3 架空輸電線路258
5.3.1 概述258
5.3.2 架空線系統(tǒng)的創(chuàng)建260
5.3.3 架空線配置 (Overhead Line Configuration)264
5.3.4 架空線接口 (Overhead Line Interface)267
5.3.5 Bergeron模型 (Bergeron Model)268
5.3.6 頻率相關(guān)相域模型 [Frequency Dependent (Phase) Model]269
5.3.7 手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入 (Manual Data Entry)271
5.3.8 架空線塔模型 (Overhead Line Towers)275
5.3.9 通用塔 (Universal Tower)278
5.3.10 變電站母線 (Substation Bus Work)280
5.3.11 地平面 (Ground Plane)281
5.3.12 附加選項(xiàng) (Additional Options)283
5.3.13 線路常量文件284
5.3.14 LCP明細(xì)輸出查看器290
5.3.15 線路段互耦合293
5.3.16 輸電段的多實(shí)例化300
5.3.17 故障移動(dòng)的串接線路設(shè)置301
5.3.18 單一電路PI線路段 [PI-Sections (Single Circuit)]302
5.3.19 兩電路PI線路段 [PI-Section (Double Circuit)]304
5.3.20 三線互耦合線路 [Mutually Coupled Wires (Three Lines)]306
5.3.21 兩線互耦合線路 [Mutually Coupled Wires (Two Lines)]306
5.4 地下電纜307
5.4.1 地下電纜系統(tǒng)的創(chuàng)建307
5.4.2 電纜配置 (Cable Configuration)309
5.4.3 電纜接口 (Cable Interface)310
5.4.4 同軸電纜截面 (Coax Cable Cross-Section)312
5.4.5 管型電纜 (Pipe-Type Cable)314
5.4.6 簡化地纜 (Simplified Underground Cable)315
5.5 高壓直流輸電和柔性交流輸電系統(tǒng)317
5.5.1 電力電子器件 (Power Electronic Switch)317
5.5.2 插補(bǔ)觸發(fā)脈沖 (Interpolated Firing Pulses)320
5.5.3 6脈波換流橋 (6-Pulse Bridge)324
5.5.4 通用電流控制 (Generic Current Control)328
5.5.5 通用角控制 (Generic Gamma Control)331
5.5.6 低壓限流 (Voltage Dependent Current Limits)333
5.5.7 逆變器CCCM控制器 (CCCM Controller for Inverter)334
5.5.8 整流器CCCM控制器 (CCCM Controller for Rectifier)335
5.5.9 真實(shí)角測量 (Apparent Gamma Measurement)335
5.5.10 有效角測量 (Effective Gamma Measurement)336
5.5.11 小角測量 (Minimum Gamma Measurement)336
5.5.12 靜止無功補(bǔ)償器 (Static VAR Compensator)336
5.5.13 TCR/TSC電容投切邏輯控制(TCR/TSC Capacitor Switching
Logic)341
5.5.14 晶閘管投切電容器分配器 (Thyristor Switched Capacitor Allocator)341
5.5.15 TSC/ TCR非線性電納特性 (TSC/TCR Non-Linear
Susceptance Characteristic)342
5.5.16 空間矢量調(diào)制 [Space Vector Modulation (SVM)]343
5.5.17 滯環(huán)電流PWM發(fā)生器 (Hysteresis Current Control PWM Generator)345
5.5.18 MMC載波信號(hào)發(fā)生器 (MMC Carrier Signal Generator)345
5.5.19 MMC全

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