?培訓(xùn)對(duì)象:?
電氣工程師、電力系統(tǒng)研究人員、設(shè)計(jì)人員、高校教師及研究生、新能源領(lǐng)域技術(shù)人員;
預(yù)備知識(shí):?
具備基本的電力系統(tǒng)分析知識(shí)、初步了解電能質(zhì)量概念、有PSCAD基礎(chǔ)操作經(jīng)驗(yàn)者為佳(若無,模塊一會(huì)涵蓋基礎(chǔ));
課程大綱:
一、基礎(chǔ)理論與PSCAD操作入門
鞏固電能質(zhì)量核心概念,熟練掌握PSCAD軟件環(huán)境與基本建模流程。
模塊1.1:電能質(zhì)量基礎(chǔ)與PSCAD簡(jiǎn)介
1.電能質(zhì)量核心問題綜述:
①穩(wěn)態(tài)問題:諧波、電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡。
②暫態(tài)問題:電壓暫升/暫降、短時(shí)中斷、暫態(tài)過電壓、電壓波動(dòng)與閃變。
2.PSCAD/EMTDC概述:
①應(yīng)用領(lǐng)域與優(yōu)勢(shì):為什么PSCAD是電能質(zhì)量仿真的利器?
②軟件界面導(dǎo)覽:工作區(qū)、組件庫(kù)、輸出窗口、項(xiàng)目管理。
③第一個(gè)實(shí)例:搭建簡(jiǎn)單電網(wǎng)模型并進(jìn)行潮流、短路計(jì)算。
模塊1.2:PSCAD建模核心技巧
1.基本元件庫(kù)的使用: 電阻、電感、電容、變壓器、傳輸線、電源。
2.信號(hào)與測(cè)量: 電壓、電流探針的使用,標(biāo)幺值系統(tǒng)設(shè)置。
3.控制系統(tǒng)的搭建: 傳遞函數(shù)、積分微分器、邏輯判斷模塊的使用。
4.仿真設(shè)置與調(diào)試:
①仿真步長(zhǎng)、時(shí)長(zhǎng)、求解器的選擇與穩(wěn)定性。
②常見錯(cuò)誤分析與調(diào)試方法。
二、核心電能質(zhì)量問題的仿真與分析
針對(duì)各類典型電能質(zhì)量問題,學(xué)習(xí)其PSCAD建模方法、仿真流程和結(jié)果分析技巧。
模塊2.1:諧波與間諧波仿真分析
1.諧波源建模:
①電力電子裝置(如6脈沖/12脈沖整流器、PWM逆變器)作為主要諧波源。
②電弧爐、變壓器勵(lì)磁涌流等非線性負(fù)載的簡(jiǎn)化建模。
2.分析方法與指標(biāo)計(jì)算:
①使用FFT模塊進(jìn)行諧波分析,設(shè)置參數(shù)(采樣窗口、頻率分辨率)。
②計(jì)算總諧波畸變率(THD)、單次諧波含有率(HR)。
3.治理措施仿真: 無源濾波器(單調(diào)諧、高通)、有源濾波器(APF)的設(shè)計(jì)與效果驗(yàn)證。
1.擾動(dòng)源建模:
①模擬電網(wǎng)故障(短路故障)引起的電壓暫降。
②大型電機(jī)啟動(dòng)引起的電壓跌落。
2.敏感設(shè)備免疫力評(píng)估:
①CBEMA/ITIC曲線原理及其在仿真中的實(shí)現(xiàn)。
②分析接觸器、變頻器等設(shè)備在電壓擾動(dòng)下的行為。
3.緩解措施仿真: 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)、UPS的模型搭建與效果測(cè)試。
模塊2.3:無功補(bǔ)償與電壓波動(dòng)/閃變
1.波動(dòng)性負(fù)荷建模: 電弧爐、軋鋼機(jī)等負(fù)荷模型。
2.閃變測(cè)量: 使用PSCAD模擬IEC閃變儀的功能,評(píng)估閃變嚴(yán)重度(Pst)。
3.無功補(bǔ)償裝置仿真:
①靜態(tài)無功補(bǔ)償器(SVC)、靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)對(duì)電壓穩(wěn)定性的改善。
模塊2.4:新能源接入的電能質(zhì)量問題
1.分布式電源(光伏、風(fēng)電)并網(wǎng)模型:
①逆變器并網(wǎng)接口,控制策略(PQ控制、V/f控制)。
2.典型問題仿真:
①背景諧波放大效應(yīng)。
②電壓波動(dòng)(由于功率波動(dòng))。
③低電壓穿越(LVRT)過程仿真。
三、高級(jí)技巧與綜合案例實(shí)戰(zhàn)
提升仿真效率與深度,通過綜合案例將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。
模塊3.1:PSCAD高級(jí)功能與技巧
1.自定義組件建模:
①使用F①rtran/C語言編寫自定義元件,封裝復(fù)雜模型。
2.批量仿真與參數(shù)掃描:
①利用Master Library或腳本進(jìn)行多場(chǎng)景自動(dòng)化仿真,提高效率。
3.與外部軟件的數(shù)據(jù)交互: 導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)(如實(shí)測(cè)波形),導(dǎo)出仿真數(shù)據(jù)至MATLAB/Python進(jìn)行后處理。
模塊3.2:綜合課程設(shè)計(jì)/案例研究
1.案例一:工業(yè)廠區(qū)電能質(zhì)量綜合評(píng)估與治理
①場(chǎng)景: 包含整流負(fù)載、感應(yīng)電機(jī)、電容補(bǔ)償?shù)墓I(yè)配電系統(tǒng)。
②任務(wù): 分析諧波、功率因數(shù)、電壓穩(wěn)定性,設(shè)計(jì)濾波補(bǔ)償方案并驗(yàn)證。
2.案例二:風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的電能質(zhì)量問題研究
①場(chǎng)景: 包含多臺(tái)雙饋風(fēng)機(jī)或直驅(qū)風(fēng)機(jī)風(fēng)電場(chǎng)。
②任務(wù): 仿真分析并網(wǎng)點(diǎn)的電壓波動(dòng)、諧波發(fā)射、低電壓穿越特性。
模塊3.3:總結(jié)與研討
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