培训对象：​

电气工程师、电力系统研究人员、设计人员、高校教师及研究生、新能源领域技术人员；

预备知识：​

具备基本的电力系统分析知识、初步了解电能质量概念、有PSCAD基础操作经验者为佳（若无，模块一会涵盖基础）；

课程大纲：

一、基础理论与PSCAD操作入门

巩固电能质量核心概念，熟练掌握PSCAD软件环境与基本建模流程。

模块1.1：电能质量基础与PSCAD简介

1.电能质量核心问题综述：

①稳态问题：谐波、电压偏差、频率偏差、三相不平衡。

②暂态问题：电压暂升/暂降、短时中断、暂态过电压、电压波动与闪变。

2.PSCAD/EMTDC概述：

①应用领域与优势：为什么PSCAD是电能质量仿真的利器？

②软件界面导览：工作区、组件库、输出窗口、项目管理。

③第一个实例：搭建简单电网模型并进行潮流、短路计算。

模块1.2：PSCAD建模核心技巧

1.基本元件库的使用： 电阻、电感、电容、变压器、传输线、电源。

2.信号与测量： 电压、电流探针的使用，标幺值系统设置。

3.控制系统的搭建： 传递函数、积分微分器、逻辑判断模块的使用。

4.仿真设置与调试：

①仿真步长、时长、求解器的选择与稳定性。

②常见错误分析与调试方法。

二、核心电能质量问题的仿真与分析

针对各类典型电能质量问题，学习其PSCAD建模方法、仿真流程和结果分析技巧。

模块2.1：谐波与间谐波仿真分析

1.谐波源建模：

①电力电子装置（如6脉冲/12脉冲整流器、PWM逆变器）作为主要谐波源。

②电弧炉、变压器励磁涌流等非线性负载的简化建模。

2.分析方法与指标计算：

①使用FFT模块进行谐波分析，设置参数（采样窗口、频率分辨率）。

②计算总谐波畸变率（THD）、单次谐波含有率（HR）。

3.治理措施仿真： 无源滤波器（单调谐、高通）、有源滤波器（APF）的设计与效果验证。

模块2.2：电压暂降、暂升与短时中断分析

1.扰动源建模：

①模拟电网故障（短路故障）引起的电压暂降。

②大型电机启动引起的电压跌落。

2.敏感设备免疫力评估：

①CBEMA/ITIC曲线原理及其在仿真中的实现。

②分析接触器、变频器等设备在电压扰动下的行为。

3.缓解措施仿真： 动态电压恢复器（DVR）、UPS的模型搭建与效果测试。

模块2.3：无功补偿与电压波动/闪变

1.波动性负荷建模： 电弧炉、轧钢机等负荷模型。

2.闪变测量： 使用PSCAD模拟IEC闪变仪的功能，评估闪变严重度（Pst）。

3.无功补偿装置仿真：

①静态无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）对电压稳定性的改善。

模块2.4：新能源接入的电能质量问题

1.分布式电源（光伏、风电）并网模型：

①逆变器并网接口，控制策略（PQ控制、V/f控制）。

2.典型问题仿真：

①背景谐波放大效应。

②电压波动（由于功率波动）。

③低电压穿越（LVRT）过程仿真。

三、高级技巧与综合案例实战

提升仿真效率与深度，通过综合案例将所学知识融会贯通。

模块3.1：PSCAD高级功能与技巧

1.自定义组件建模：

①使用F①rtran/C语言编写自定义元件，封装复杂模型。

2.批量仿真与参数扫描：

①利用Master Library或脚本进行多场景自动化仿真，提高效率。

3.与外部软件的数据交互： 导入外部数据（如实测波形），导出仿真数据至MATLAB/Python进行后处理。

模块3.2：综合课程设计/案例研究

1.案例一：工业厂区电能质量综合评估与治理

①场景： 包含整流负载、感应电机、电容补偿的工业配电系统。

②任务： 分析谐波、功率因数、电压稳定性，设计滤波补偿方案并验证。

2.案例二：风电场并网的电能质量问题研究

①场景： 包含多台双馈风机或直驱风机风电场。

②任务： 仿真分析并网点的电压波动、谐波发射、低电压穿越特性。

模块3.3：总结与研讨

 

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