目錄
前言
第1章 概述
1.1 PSCAD簡介
1.1.1 PSCAD的發展
1.1.2 PSCAD的應用
1.2 PSCAD V4的新特性
1.2.1 值得注意的重點
1.2.2 新增及增強的特性
1.2.3 新的主元件庫
1.3 PSCAD V4的計算需求及範圍邊界
1.3.1 計算需求
1.3.2 範圍邊界
1.3.3 支持的Fortran編譯器
1.4 許可需求
1.4.1 使用認證許可運行PSCAD
1.4.2 使用基於硬體鎖的許可（許可位於PSCAD機器）
1.4.3 使用基於硬體鎖的許可（許可位於伺服器）
1.5 PSCAD V4.6新特性
1.5.1 兼容性
1.5.2 缺陷修復
1.5.3 PSCAD漏洞修復
1.5.4 EMTDC漏洞修復
1.5.5 Master Library漏洞修復
1.5.6 LCP漏洞修復
1.5.7 許可及實用工具漏洞修復
第2章 主要設置與基本操作
2.1 PSCAD的主工作界面
2.1.1 功能區控制條
2.1.2 Workspace窗口
2.1.3 輸出窗口
2.1.4 工作區
2.2 PSCAD的模擬流程及術語和定義
2.2.1 模擬流程
2.2.2 術語和定義
2.3 PSCAD的主要設置
2.3.1 系統設置 (System Settings）
2.3.2 應用選項 (Application Options）
2.3.3 工作區選項 (Workspace Options）
2.3.4 項目設置 (Project Settings）
2.3.5 畫布設置 (Canvas Settings）
2.4 PSCAD的基本操作
2.4.1 Workspace操作
2.4.2 Project操作
2.4.3 Simulation操作
2.4.4 打開和查看Project
2.4.5 項目的編譯和鏈接
2.4.6 元件和組件的操作
2.4.7 連接線的相關操作
2.4.8 拖放操作
2.4.9 電路方案（控制模板）
2.4.10 在線繪圖和控制
2.4.11 面板操作
2.4.12 項目調試和改進
2.4.13 其他操作
第3章 無源元件
3.1 概述
3.2 無源元件 (Passive)
3.2.1 RLC帶通濾波器 (Band Pass RLC Filter)
3.2.2 C型濾波器 (C-Type Filter)
3.2.3 RLC高通濾波器 (High Pass RLC Filter)
3.2.4 RLC串聯濾波器 (Series RLC Filter)
3.2.5 線對地/線間固定負載[Fixed Load(1 and 3-Phase, LG)
(1-Phase, L-L)
3.2.6 三相容性/感性/阻性負載 (Three-Phase Capacitive
Inductive/ Resistive Load)
3.2.7 運行可配置無源支路(Runtime Configurable Passive Branch)
3.2.8 可變RLC (Variable RLC)
3.2.9 可變串聯阻抗支路 (Variable Series Impedance Branch)
3.2.10 火花間隙 (Spark Gap)
3.2.11 飽和電抗器 (Saturable Reactor)
3.2.12 金屬氧化物避雷器 (Metal Oxide Surge Arrestor)
3.2.13 電容/電感/電阻 (Capacitor/Inductor/Resistor)
3.2.14 頻率相關等效網路 (Frequency-Dependent Network
Equivalent)
3.2.15 無源濾波器設計
第4章 電源及動力系統元件
4.1 電源
4.1.1 單相電壓源模型1 (Single Phase Voltage Source Model 1）
4.1.2 三相電壓源模型1 (Three-Phase Voltage Source Model 1）
4.1.3 單相電壓源模型2 (Single Phase Voltage Source Model 2）
4.1.4 三相電壓源模型2 (Three-Phase Voltage Source Model 2）
4.1.5 三相電壓源模型3 (Three-Phase Voltage Source Model 3）
4.1.6 電流源 (Current Source）
4.1.7 諧波電流注入 (Harmonic Current Injection）
4.1.8 光伏電源 (Photovoltaic Source）
4.1.9 最大功率點追蹤 (Maximum Power Point Tracker）
4.1.10 電池 (Battery）
4.2 變壓器
4.2.1 單相雙繞組變壓器 (1-Phase 2-Winding Transformer）
4.2.2 單相三繞組變壓器 (1-Phase 3-Winding Transformer）
4.2.3 單相四繞組變壓器 (1-Phase 4-Winding Transformer）
4.2.4 三相雙繞組變壓器 (3-Phase 2-Winding Transformer）
4.2.5 三相三繞組變壓器 (3-Phase 3-Winding Transformer）
4.2.6 三相四繞組變壓器 (3-Phase 4-Winding Transformer）
4.2.7 單相自耦變壓器 (1-Phase Auto Transformer）
4.2.8 單相三繞組自耦變壓器 (1-Phase 3-Winding Auto
Transformer）
4.2.9 三相Y/Y自耦變壓器 (3-Phase Star-Star Auto Transformer）
4.2.10 帶第三繞組的三相Y/Y自耦變壓器 (3-Phase Star-Star
Auto Transformer with Tertiary）
4.2.11 單相雙繞組UMEC變壓器 (1-Phase 2-Winding
UMEC Transformer）
4.2.12 單相三繞組UMEC變壓器 (1-Phase 3-Winding UMEC
Transfor mer）
4.2.13 3/5鐵心柱UMEC變壓器 (3/5 Limb UMEC Transformer）
4.3 動力系統
4.3.1 雙繞組直流電動機（Two Winding DC Machine）
4.3.2 繞線式感應電動機 (Wound Rotor Induction Machine）
4.3.3 同步電動機 (Synchronous Machine）
4.3.4 永磁同步電動機 (Permanent Magnet Synchronous Machine）
4.3.5 交流勵磁機 (AC Exciters）
4.3.6 直流勵磁機 (DC Exciters）
4.3.7 靜止勵磁機 (Static Exciters）
4.3.8 水輪機調速器 (Hydro Governors）
4.3.9 熱工（蒸汽機）調速器 [Thermal (Steam） Governors
4.3.10 電力系統穩定器 (Power System Stabilizers）
4.3.11 水輪機 (Hydro Turbines）
4.3.12 汽輪機 [Thermal (Steam） Turbines
4.3.13 風機調速器（Wind Governor）
4.3.14 風源 (Wind Source）
4.3.15 風力機 (Wind Turbine）
4.3.16 內燃機 (Internal Combustion Engine）
4.3.17 多質量扭轉軸介面
第5章 輸配電線路元件
5.1 斷路器
5.1.1 單相斷路器 (Single-Phase Breaker）
5.1.2 三相斷路器 (Three-Phase Breaker）
5.1.3 斷路器定時控制邏輯 (Timed Breaker Logic）
5.1.4 統計斷路器 (Statistical Breaker）
5.2 故障
5.2.1 單相故障（Single Phase Fault）
5.2.2 三相故障 (Three-Phase Fault）
5.2.3 故障定時控制邏輯（Timed Fault Logic）
5.3 架空輸電線路
5.3.1 概述
5.3.2 架空線系統的創建
5.3.3 架空線配置 (Overhead Line Configuration）
5.3.4 架空線介面（Overhead Line Interface）
5.3.5 Bergeron模型 (Bergeron Model）
5.3.6 頻率相關模態域模型 [Frequency Dependent (Mode）
Model
5.3.7 頻率相關相域模型 [Frequency Dependent (Phase）Model
5.3.8 手動數據輸入 (Manual Data Entry）
5.3.9 架空線塔模型 (Overhead Line Towers）
5.3.10 通用塔 (Universal Tower）
5.3.11 變電站母線（Substation Bus Work）
5.3.12 地平面 (Ground Plane）
5.3.13 附加選項 (Additional Options）
5.3.14 線路常量文件
5.3.15 LCP明細輸出查看器
5.3.16 線路段互耦合
5.3.17 輸電段的多實例化
5.3.18 單一電路的PI線路段 [PI-Sections (Single Circuit）
5.3.19 兩電路的PI線路段 [PI-Section (Double Circuit）
5.3.20 三線互耦合線路 [Mutually Coupled Wires (Three Lines）
5.3.21 兩線互耦合線路 [Mutually Coupled Wires (Two Lines）
5.4 地下電纜
5.4.1 地下電纜系統的創建
5.4.2 電纜配置 (Cable Configuration）
5.4.3 電纜介面 (Cable Interface）
5.4.4 同軸電纜 (Coaxial Cable）
5.4.5 管型電纜 (Pipe-Type Cable）
5.4.6 簡化的地纜 (Simplified Underground Cable）
5.5 高壓直流輸電和柔性交流輸電系統
5.5.1 電力電子開關 (Power Electronic Switch）
5.5.2 插補觸發脈衝 (Interpolated Firing Pulses）
5.5.3 6脈波換流橋 (6-Pulse Bridge）
5.5.4 通用電流控制 (Generic Current Control）
5.5.5 通用γ角控制 (Generic Gamma Control）
5.5.6 低壓限流 (Voltage Dependent Current Limits）
5.5.7 逆變器CCCM控制器 (CCCM Contoller for Inverter）
5.5.8 整流器CCCM控制器（CCCM Controller for Rectifier）
5.5.9 真實γ角測量（Apparent Gamma Measurement）
5.5.10 有效γ角測量 (Effective Gamma Measurement）
5.5.11 最小γ角測量 (Minimum Gamma Measurement）
5.5.12 靜止無功補償器 (Static VAR Compensator）
5.5.13 TCR/TSC電容投切邏輯控制(TCR/TSC Capacitor Switching Logic）
5.5.14 晶閘管投切電容器分配器(Thyristor Switched Capacitor Allocator）
5.5.15 TSC/ TCR非線性電納特性 (TSC/TCR Non-Linear Susceptance Characteristic）
5.5.16 空間矢量調製 [Space Vector Modulation (SVM）
5.5.17 滯環電流PWM發生器 (Hysteresis Current Control PWM Generator）
第6章 保護與監控元件
6.1 保護
6.1.1 耦合電容式電壓互感器 [Coupled CapacitorVoltage Transformer(CCVT)
6.1.2 電壓互感器 [Potential Transformer (PT/VT)
6.1.3 JA模型電流互感器 [Current Transformer (CT) - JA Model
6.1.4 Lucas模型電流互感器 (Current Transformer - Lucas Model)
6.1.5 JA模型的雙CT差分配置 (Two CT Differential Configuration- JA Model)
6.1.6 比相繼電器 (Block Average Phase Comparator Relay)
6.1.7 蘋果特性距離繼電器 (Distance Relay - Apple Characteristics)
6.1.8 透鏡特性距離繼電器 (Distance Relay-Lens Characteristics)
6.1.9 雙斜率電流差動繼電器 (Dual Slope Current Differential Relay)
6.1.10 反時限過電流保護 (Inverse Time Over Current Relay)
6.1.11 歐姆圓 (Mho Circle)
6.1.12 負序方向元件 (Negative Sequence Directional Element)
6.1.13 透鏡特性失步繼電器 (Out of Step Relay-Lens Characteristics)
6.1.14 歐姆圓特性
6.1.18 線間阻抗 (Line to Line Impedance)
6.1.19 過電流檢測 (Over-Current Detector)
6.1.20 相序濾波器 (Sequence Filter)
6.2 測量儀錶
6.2.1 諧波阻抗求解介面 (Interface to Harmonic Impedance Solution)
6.2.2 電流表 [Current Meter (Ammeter)
6.2.3 Doble狀態（Doble State）
6.2.4 頻率/相位/有效值測量表 (Frequency/Phase/RMS Meter)
6.2.5 多表計 (Multimeter)
6.2.6 相位差測量 (Phase Difference)
6.2.7 有功/無功功率測量表 (Real/Reactive Power Meter)
6.2.8 單相有效值測量表 (Single-Phase RMS Meter)
6.2.9 三相有效值測量表 (Three Phase RMS Voltmeter)
6.2.10 電壓表 (Voltmeters)
6.3 控制元件
6.3.1 帶增益的二階復極點 (2nd Order Complex Pole with Gain)
6.3.2 二階傳遞函數 (2nd Order Transfer Functions)
6.3.3 離散小波變換 (Discrete Wavelet Transform)
6.3.4 快速傅里葉變換 [Fast Fourier Transform (FFT)
6.3.5 XY傳遞函數 (XY Transfer Function)
6.3.6 XYZ傳遞函數 (XYZ Transfer Function)
6.3.7 XY表 (XY表)
6.3.8 頻率相關傳導函數 [Frequency-Dependent Transfer Function (FDTF)
6.3.9 自定義浪涌發生器 [Surge Generator (Custom)
6.3.10 標準浪涌發生器 [Surge Generator (CIGR?, IEC or IEEE Standard)
6.3.11 4/8通道復用器 (4 or 8 Channel Multiplexor)
6.3.12 6通道解碼器 (6 Channel Decoder)
6.3.13 abc/dq0變換 (abc to dq0 Transformation)
6.3.14 AM/FM/PM函數 (AM/FM/PM Function)
6.3.15 角度轉換 (Angle Resolver)
6.3.16 數組求積/求和 (Array Product/Sum)
6.3.17 數組點積 (Array Dot Product)
6.3.18 計數器 (Counter)
6.3.19 延遲函數 (Delay Function)
6.3.20 恆定時間常數微分 (Derivative with a Time Constant)
6.3.21 微分滯后 (Differential Lag or Forgetting Function)
6.3.22 斜降傳遞函數 (Down Ramp Transfer Function)
6.3.23 斜升傳遞函數 (Up Ramp Transfer Function)
6.3.24 邊沿檢測器 (Edge Detector)
6.3.25 通用傳遞函數 (Generic Transfer Function)
6.3.26 諧波畸變率計算 (Harmonic Distortion Calculator)
6.3.27 插補採樣器 (Interpolating Sampler)
6.3.28 超前滯后環節 (Lead-Lag)
6.3.29 限幅函數 (Limiting Function)
6.3.30 最大/最小值選取 (Maximum/Minimum Functions)
6.3.31 數組最大/最小值及位置 (Maximum/Minimum Array Value and Location)
6.3.32 求餘函數 (Mod Function)
6.3.33 求模函數 (Modulo Function)
6.3.34 N通道復用器 (N-Channel Multiplexer)
6.3.35
6.3.36 非線性傳遞特性 (Non-Linear Transfer Characteristic)
6.3.37 N階巴特沃斯/切比雪夫濾波器 (Nth Order Butterworth/Chebyshev Filter)
6.3.38 N階傳遞函數 (Nth Order Transfer Function)
6.3.39 極坐標/直角坐標變換 (Polar/Rectangular Coordinate Converter)
6.3.40 隨機數發生器 (Random Number Generator)
6.3.41 範圍比較器 (Range Comparator)
6.3.42 速率限制函數 (Rate Limiting Function)
6.3.43 實極點 (Real Pole)
6.3.44 採樣保持器 (Sample and Hold)
6.3.45 順序輸出 (Sequential Output)
6.3.46 鎖相環 (Phase Locked Loop)
6.3.47 定時器 (Timer)
6.3.48 雙輸入選擇器 (Two Input Selector)
6.3.49 變頻鋸齒波發生器 (Variable Frequency Sawtooth Generator)
6.3.50 壓控振蕩器 (Voltage Controlled Oscillator)
6.3.51 異或相位差 (XOR Phase Difference)
6.3.52 二進位高電平延時 (Binary ON Delay)
6.3.53 滯環緩衝器 (Hysteresis Buffer)
6.3.54 脈衝發生器 (Impulse Generator)
6.3.55 積分器 (Integrator)
6.3.56 反相器 (Inverter)
6.3.57 觸發器 (Flip Flop)
6.3.58 單穩多諧振蕩器 (Monostable Multivibrator)
6.3.59 多輸入邏輯門 (Multiple Input Logic Gates)
6.3.60 PI控制器 (PI Controller)
6.3.61 移位寄存器 (Shift Register)
6.3.62 信號發生器 (Signal Generator)
6.3.63 單輸入比較器 (Single Input Comparator)
6.3.64 定時ON/OFF邏輯轉換 (Timed ON/OFF Logic Transition)
6.3.65 兩輸入比較器 (Two Input Comparator)
6.3.66 過零檢測器 (Zero Crossing Detector)
第7章 其他元件
7.1 I/O設備
7.1.1 當前運行次數和多重運行總次數 (Current Run Number/Total Number of Multiple Runs)
7.1.2 多重運行(Multiple Run)
7.1.3 多重運行附加記錄 (Multiple Run Additional Recording)
7.1.4 最優運行 (Optimum Run)
7.1.5 按鈕 (Push Button)
7.1.6 撥碼盤 (Rotary Switch)
7.1.7 兩狀態開關 (Two State Switch)
7.1.8 滑動塊 (Variable Real/Integer Input Slider)
7.1.9 輸出通道（Output Channel）
7.1.10 可變繪圖步長(Variable Plot Step)
7.1.11 矢量介面 (Vector Interface)
7.1.12 可編程暫停 (Programmable Pause)
7.1.13 可編程停止 (Programmable Stop)
7.2 Sequencer (定序器)
7.2.1 故障投入/切除 (Apply/Clear Fault)
7.2.2 斷開/閉合斷路器 (Close/Open Breaker)
7.2.3 變數設置 (Set Variable)
7.2.4 事件序列啟動 (Start of Sequence of Events)
7.2.5 事件等待 (Wait for an Event)
7.3 輔助元件
7.3.1 文件引用 (File Reference)
7.3.2 文件讀取器 (File Reader)
7.3.3 無線鏈接 (Wireless Radio Links)
7.3.4 錄波儀 (COMTRADE/RTP Recorder)
7.3.5 輸入/輸出 (Import/Export)
7.3.6 外部電氣節點 (XNode)
7.3.7 批註框 (Annotation Box)
7.3.8 便簽 (Sticky note)
7.3.9 常量 (Constants)
7.3.10 類型轉換 (Type Conversion)
7.3.11 數據標籤 (Data Label)
7.3.12 節點標籤 (Node Label)
7.3.13 節點環（Node Loop）
7.3.14 數據合併 (Data Merge)
7.3.15 數據信號數組分接 (Data Signal Array Tap)
7.3.16 母線 (Bus)
7.3.17 絞線 (Twist)
7.3.18 釘 (Pin)
7.3.19 強制進入DSDYN/DSOUT (Force to DSDYN/Force to DSOUT)
7.3.20 動態數據分接 (Dynamic Data Tap)
7.3.21 排序號 (Rank Number)
7.3.22 三相短接 (3-Phase Short)
7.3.23 3線/單線系統轉換器 [3-Phase to SLD Electrical Wire Converter (Breakout)
7.3.24 6線/兩3線轉換器 (6 to Twin 3-Phase Splitter)
7.3.25 反饋環選擇器 (Feedback Loop Selector)
第8章 用戶自定義模型
8.1 定義創建
8.2 管理及調用
8.2.1 創建用戶元件庫
8.2.2 定義的複製
8.2.3 實例化
8.2.4 定義參照
8.3 信號傳遞及引用方法
8.3.1 定義連接埠
8.3.2 採用無線連接
8.3.3 輸入參數連接
8.3.4 電氣連接
8.4 圖形外觀設計
8.5 輸入參數界面設計
8.5.1 類別頁面設計
8.5.2 參數域設計
8.5.3 全局替換參數
8.5.4 條件判斷設置
8.5.5 單位系統
8.5.6 元件屬性查看
8.5.7 元件參數導入/導出
8.6 代碼編製
8.6.1 代碼段的操作
8.6.2 代碼段說明及其應用
8.6.3 PSCAD定義腳本
8.7 組件設計的其他問題
8.7.1 多實例組件技術
8.7.2 組件層級複製與傳遞
8.7.3 組件比較
8.7.4 組件黑箱化
8.8 元件自定義實例
8.8.1 正弦/餘弦發送器
8.8.2 利用存儲數組的元件設計
8.8.3 多實例組件的設計
第9章 中高級操作
9.1 數據的輸入輸出介面方法
9.1.1 數據輸出介面方法
9.1.2 數據輸入介面方法
9.2 外部程序介面
9.2.1 調用外部Fortran子程序
9.2.2 Intel Visual Fortran編譯器下調用C源代碼程序
9.2.3 與MATLAB的介面
9.3 快照拍攝及啟動
9.3.1 快照拍攝
9.3.2 快照啟動方式
9.3.3 注意事項
9.4 多重運行
9.4.1 使用Current Run Number和Total Number of Multiple Runs
9.4.2 使用Multiple Run元件
9.4.3 使用Optimum Run元件
9.5 外部編譯器調試
9.6 模擬模型自動生成方法
9.6.1 模擬模型自動生成方法的原理
9.6.2 PSCAD項目文件結構
9.6.3 PSCAD項目文件編寫語法
9.6.4 模擬模型自動生成方法的應用示例
9.7 並行與高性能計算
9.7.1 電氣網路介面
9.7.2 並行計算
第10章 EMTDC及其高級特性
10.1 概述
10.1.2 典型的EMTDC研究
10.1.3 EMTDC與其他EMTP類型的程序
10.2 程序結構
10.2.1 EMTDC求解過程
10.2.2 系統動態部分
10.3 電氣網路求解
10.3.1 集總參數的R、 L和C元件的表示
10.3.2 等效支路縮減
10.3.3 簡單網路的形成
10.3.4 導納矩陣求逆
10.3.5 開關和非線性元件
10.3.6 互耦合鐵心
10.3.7 電氣網路中的子系統
10.4 高級特性
10.4.1 插補和開關
10.4.2 顫振檢測與移除
10.4.3 外插電源
10.4.4 理想支路
10.4.5 最優運行和多重運行
10.4.6 動態定維
10.5 用戶元件設計
10.5.1 EMTDC的Fortran指南
10.5.2 C語言方法和函數
10.5.3 EMTDC固有變數
10.5.4 向PSCAD發送模型消息
10.5.5 頭文件
10.5.6 電氣網路介面
第11章 PSCAD在新能源發電技術模擬中的應用
11.1 太陽能光伏發電
11.1.1 概述
11.1.2 陰影遮擋的影響模擬
11.1.3 最大功率追蹤
11.1.4 光伏併網模擬
11.2 風力發電
11.2.1 概述
11.2.2 定漿距和變槳距風力機
11.2.3 恆速和變速恆頻風力機
11.2.4 恆頻恆速風力發電模擬
11.2.5 恆頻恆速風力機併網模擬
11.2.6 恆頻恆速風力發電的PSS控制
11.2.7 雙饋風力發電模擬
第12章 PSCAD在高壓直流輸電系統模擬中的應用
12.1 常規高壓直流輸電系統模擬
12.1.1 概述
12.1.2 控制系統基本原理
12.1.3 模型介紹
12.1.4 整流側交流系統故障的模擬
12.1.5 逆變側交流系統故障的模擬
12.2 基於電壓源換流器的高壓直流輸電系統模擬
12.2.1 VSC-HVDC系統概述
12.2.2 VSC-HVDC系統工作原理
12.2.3 模型介紹
12.3 基於電壓源換流器的高壓直流輸電系統模擬
第13章 PSCAD在電能質量及電力電子技術模擬中的應用
13.1 6脈波換流器控制
13.1.1 直接輸入觸發角
13.1.2 6脈衝方式
13.1.3 6脈衝方式
13.1.4 6脈衝方式
13.2 相控交流開關
13.3 單相交流斬波調壓裝置
13.4 電流滯環控制的並聯有源電力濾波器
13.4.1 並聯有源電力濾波器原理
13.4.2 滯環電流比較控制策略
13.4.3 電流滯環控制的並聯有源電力濾波器應用實例
13.5 空間矢量控制的並聯有源電力濾波器
13.6 串聯有源電力濾波器
13.6.1 串聯有源電力濾波器(SAPF)工作原理
13.6.2 串聯有源電力濾波器應用實例
13.7 SVC系統
13.7.1 SVC工作原理和特性
13.7.2 SVC系統應用實例
13.8 STATCOM系統
13.8.1 STATCOM分類與工作原理
13.8.2 STATCOM 控制策略
13.8.3 應用實例
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