pscad 电压不平衡

在 PSCAD/EMTDC 中处理电压不平衡问题，主要涉及以下几个方面：

原因分析 (仿真中出现不平衡)：
- 电源设置不平衡： 最常见的源头。在 Three-Phase Source 或 Three-Phase Programmable Source 模块中：
  - 幅值不平衡： 将 A, B, C 三相的 Source Voltage RMS (kV) 设置为不同的值。
  - 相位角不平衡： 将 A, B, C 三相的 Phase Angle (Deg) 设置为非 0, -120, 120 的值（例如，设置 B 相为 -110 度，C 相为 130 度）。
  - 频率不一致： 极罕见，但理论上如果你给三相设置了不同的 Source Frequency (Hz) 也会导致不平衡。
- 不对称负载：
  - 在某一相或两相上连接较大的单相负载（如电阻、电感、电机），而其他相负载较轻或没有负载。
  - 使用 Three-Phase RLC Branch 模块时，将 R, L, C 参数设置为三相不对称的值。
- 系统故障：
  - 使用 Fault 模块模拟单相接地故障 (SLG)、两相短路故障 (LL)、两相接地故障 (LLG) 或三相故障但过渡电阻不对称。这些故障会直接导致故障点电压严重不平衡，并可能影响整个系统。
- 线路参数不对称：
  - 使用 PI Section Line 或 Bergeron Line 等线路模型时，如果设置了不对称的 R, L, C 参数（例如，因老化或外部因素导致的线路参数不一致）。
  - 输电线路换位未正确模拟（通常 PSCAD 标准线路模型默认是换位的，但如果你自定义不对称参数则另当别论）。
- 变压器连接组别：
  - 某些变压器连接方式（如 Dyn11, YNd1 等）本身在特定条件下（如负载不平衡）可能导致二次侧电压不平衡，但一次侧对称电源下二次侧通常是平衡的。主要影响在于是否能流通零序电流。如果需要模拟变压器导致的不平衡，需要仔细配置其连接和参数。
- 元件故障或建模错误：
  - 某个元件（如发电机、补偿装置）模型参数设置错误或内部故障模拟导致输出不平衡。
  - 电路连接错误（如某相虚接）。
如何在 PSCAD 中实现电压不平衡（主动设置）： 如果你想主动模拟一个电压不平衡的电源或场景：
- 修改三相电源参数：
  1. 双击你的 Three-Phase Source 组件。
  2. 在参数选项卡 (Configuration 或 Parameters) 下，找到 Source Voltage RMS (kV) 和 Phase Angle (Deg) 的设置。
  3. 取消 Link Phase Angles 或 Balance Voltages 之类的选项（如果存在）。
  4. 为 A, B, C 三相分别输入不同的电压幅值和/或非对称的相位角。
    - 例如： Source Voltage RMS: A=230kV, B=225kV, C=235kV; Phase Angle: A=0°, B= -115°, C=125°。
- 添加不平衡负载：
  1. 在你想制造不平衡的母线上。
  2. 使用 Resistor, Inductor, RL Branch 等单相元件。
  3. 将较大的负载只连接到某一相（如 A 相）或连接到两相之间（如 A-B 相）。
- 模拟故障：
  1. 在需要发生故障的线路或母线上放置 Fault 模块。
  2. 双击故障模块。
  3. 在 Fault Type 中选择 SLG (A-G, B-G, C-G)， LL (A-B, B-C, C-A)， LLG (A-B-G, etc.) 或 3LG。
  4. 设置 Fault Resistance (Ohms)（可以设置为 0 或一定值）。
  5. 设置 Fault Start Time (s) 和 Fault Duration (s) 来控制故障发生的时刻和持续时间。
如何测量和观察电压不平衡度：
- 使用测量仪表：
  - 在感兴趣的母线或节点上放置 Voltage Meter 或 Three-Phase V-I Meter。
  - 运行仿真。
  - 在输出图或 Meter 的显示窗中直接查看 A, B, C 三相的对地电压 (Va, Vb, Vc) 瞬时值、有效值 (RMS) 和相位角 (Phase)。明显的幅值或相位差就是不平衡的表现。
- 使用 RMS 测量模块：
  - 使用 RMS 模块（在 Measurements 库中）测量每相电压的有效值。
  - 将三个 RMS 模块的输出连接到 Graph 或 CSV Channel 记录，比较其大小。
- 使用矢量计 (Phasor Meter)：
  - 使用 Phasor Meter 模块（通常在 Measurements 或 Meters 库中）直接测量三相电压的幅值和相位（通常是相对于系统参考或指定基准的正序分量相位）。
  - 这是观察相角不平衡最直观的方法之一。
- 计算电压不平衡度 (Voltage Unbalance Factor - VUF)：
  - PSCAD 标准库没有直接计算 VUF 的模块。你需要根据定义自己搭建计算模块：
    - 方法 1 (常用)： VUF(%) = 100 * (V2 / V1)
      - V1 = 正序电压分量 (Positive Sequence Voltage)
      - V2 = 负序电压分量 (Negative Sequence Voltage)
    - 方法 2 (NEMA, IEC)： VUF(%) = 100 * MAX[ABS((Vab - Vavg)/Vavg), ABS((Vbc - Vavg)/Vavg), ABS((Vca - Vavg)/Vavg)] (其中 Vab, Vbc, Vca 是线电压有效值，Vavg 是三个线电压的平均值)。
  - 如何获得 V1 和 V2：
    1. 使用 Sequence Analyzer 模块（在 Passive 或 Measurements 库中可能找到，有时也称为 Fortescue 或 Symmetrical Components 模块）。
    2. 将三相电压瞬时值 (Va, Vb, Vc) 输入该模块。
    3. 该模块会输出正序 (V1)、负序 (V2)、零序 (V0) 分量的瞬时值或有效值（取决于模块设置）。
    4. 使用 RMS 模块测量 V1 和 V2 的有效值。
    5. 用一个 Divide 模块计算 V2 / V1。
    6. 用一个 Gain 模块乘以 100 得到百分比。
  - 输出计算结果： 将计算得到的 VUF(%) 连接到 Graph 可视化不平衡度随时间的变化。