PSCAD中电力电子开关的性能.pdf

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1、一、关于输出电气量标么化的问题：Outputchanel中的单位栏中，选择pu对输出的是否为标么值没有影响，这里填写单位pu只能在图中显示出单位为pu单位，没有进行标么值的转化过程。若想取得标么值输出，有两个方法：方法一，在Outputchanel中的ScaleFactor中填入所需转化的标么值的基准值倒数，因为这一因子是乘以输出结果，所得到的就是标么值输出了。方法二，采用multimeter组件，这一组件可以对输出的电压和有功功率取标么值，前提填写了对应的基准值。建议在使用过程中注意标么值的使用范围。目前已知发电机参数中，填写的是以自身容量为基准的标

2、么值。在将实际系统参数转化为仿真参数的时候需注意这一问题。二、RMS两种输出格式的差别：RMS电压有两种输出格式，即模拟化和数字化，模拟化输出曲线叠加的有波纹，适合于对变化速度要求快的场合。而数字化输出的曲线没有波纹，输出很平滑，适合于控制环节使用。两者各有用途。以下开始分析PSCAD中电力电子元件的分析：1.PowerElectronicSwitch（电力电子器件）电力电子开关可以实现四种器件功能：二极管、晶闸管、GTO和IGBT。本组件代表了两状态电阻性开关并联一个可选的RC缓冲环节，如下所示：晶闸管、GTO和IGBT模型需要输入门极触发脉冲，可用

3、于高频开关和脉宽调制电力电子电路中。可使用“插值点的触发脉冲”组件实现插值触发脉冲。在仿真中，尤其是电压源转换或其它FACTS设备中，必须注意观测到的损耗是符合实际的。在自换相的导通和关断（包括正向强制导通）期间，为了计算开关动作的确切时刻，自动采用了插值算法。但是要注意的是，使用门极信号的设备导通和关断时除非在输入参数中选择了“插值”，则不会自动采用插值算法。缓冲环节与电力电子器件并联，主要作用是缓解电压或电流的陡变，保护电力电子器件，其中电容和电阻的数值默认的为电阻5000Ω、电容0.05μF。缓冲器RC时间常数应反映于仿真的时间步长中，若RC时间

4、常数小于仿真的时间步长，则RC可以不取任何值。2.Diode（二极管）二极管的导通和关断状态由它两端电压和流经的电流所决定。正向电压、正向电流时导通。二极管固有导通电阻很小和关断电阻很大。当其正向偏置且正向电压超过了输入参数“ForwardVoltageDrop”时二极管导通。电流过零时二极管关断，直到再次偏置之前一直保持关断。二极管的V－I特性曲线如下所示：为了计算器件动作的准确时刻，导通和关断事件都采用了插值算法。因此，导通发生在正向电压正好达到“ForwardVoltageDrop”的时刻，而关断发生在电流正好到零的时刻。注意：反向恢复时间（即在

5、关断后，恢复到允许一定的反向电流流过器件的时间）。如果导通电阻为零或小于开关阈值，则器件的导通状态就被视为理想短路。3.Thyristor（晶闸管）晶闸管通常由门极收触发后保持导通，而根据器件自身的电压和电流情况决定何时关断。为了产生门极触发脉冲，需要外部的控制信号晶闸管导通电阻很小，关断电阻很大。其状态会在以下情况下发生改变：1.器件两端的正向偏置电压大于或等于输入参数“ForwardVoltageDrop”，且门极信号从0变为1。2.器件两端的正向偏置电压大于或等于输入参数“ForwardVoltageDrop”，且门极信号预置为1（即触发角为0°

6、，作为二极管使用）3.正向偏置电压大于或等于输入参数“ForwardBreak-OverVoltage”。4.关断时刻在器件电流的过零点（电压反向，电流未反向时，晶闸管还保持导通；电压正向，而电流反向时，晶闸管关断）。晶闸管的V-I特性如下所示:在自换相的导通和关断（包括正向强制导通）期间，为了计算开关动作的确切时刻，自动采用了插值算法。但需要注意的是，是否插值计算到来的门极信号，用户有选择权。本组件还模拟了息弧时间。因此，输入参数“MinimumExtinctionTime”所定义的时间还未过去，而正向偏置电压又大于了输入参数“ForwardVolt

7、ageDrop”，则晶闸管会重新导通。即使没有门极触发信号，这种情况也会发生。注意：二极管的反向恢复时间（即在关断后，恢复到允许一定的反向电流流过器件的时间）假定为零。如果导通电阻为零或小于开关阈值，则器件的导通状态就被视为理想短路。4.GTO/IGBTGTO和IGBT模型本质上相同。GTO/IGBT通常由门极触发导通和关断。为了产生门极触发脉冲需要有外部的控制信号。GTO/IGBT的特性与晶闸管非常相似，除了GTO/IGBT能在门极脉冲为0时关断器件，而不管器件是否受到了正向偏置电压。GTO/IGBT模型的V－I特性如下所示：在自换相的导通和关断（包

8、括正向强制导通）期间，为了计算开关动作的确切时刻，自动采用了插值算法。但需要注意的是，是否插值