電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

目 錄\l“_TOC_250003“PSASP簡介 1\l“_TOC_250002“試驗(yàn)工程 6\l“_TOC_250001“試驗(yàn)一簡潔電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 6試驗(yàn)二簡單電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 8\l“_TOC_250000“試驗(yàn)三電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度計(jì)算 10I10PSASP簡介PSASP(PowerSystemAnalysisSoftwarePackage)是由中國電力科學(xué)爭論院研發(fā)的一套功能強(qiáng)大、使用便利的電力系統(tǒng)分析綜合程序。主要用于電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)分析系統(tǒng)事故、尋求反事故措施；科研人員爭論設(shè)備、元件投入系統(tǒng)等問題以及高等院校用于教學(xué)和爭論?；陔娋W(wǎng)根底數(shù)據(jù)庫、固定模型庫以及用戶自定義模型庫的支持，PSASP可進(jìn)展電力系統(tǒng)(輸電、供電和配電系統(tǒng))的各種穩(wěn)態(tài)分析、故障分析及機(jī)電暫態(tài)分析計(jì)算。PSASP的三層體系構(gòu)造PSASP是一個(gè)資源共享、高度集成和開放的大型軟件包，其構(gòu)造分為三層，如以下圖所示：第一層是公用數(shù)據(jù)和摸型的的資源庫，其中包括：電網(wǎng)根底數(shù)據(jù)庫：包括發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、變壓器、交直流線等電網(wǎng)根本元件，供給了各種分析計(jì)算的根本數(shù)據(jù)支持。PSS、直流輸電、靜止無功補(bǔ)償器等模型，供給了電力系統(tǒng)常用的模型支持。用戶自定義模型庫：由用戶自定義(UD)方式建立的各種元件模型構(gòu)成，用以擴(kuò)大PSASP的模型功能支持。(UPI)方式實(shí)現(xiàn)的一些模型和功能程序構(gòu)成，用以支持PSASP運(yùn)行。其次層是基于資源庫的應(yīng)用程序包，在電網(wǎng)根底數(shù)據(jù)庫、固定模型庫以及用戶自定義模型庫的支持下，可進(jìn)展各種計(jì)算分析。其中包括：穩(wěn)態(tài)分析：潮流計(jì)算、網(wǎng)損分析、最優(yōu)潮流和無功優(yōu)化、靜態(tài)安全分析、諧波分析、靜態(tài)等值等；故障分析：短路計(jì)算、簡單故障計(jì)算、繼電保護(hù)整定計(jì)算等；機(jī)電暫態(tài)分析：暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算、直接法暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算、電壓穩(wěn)定計(jì)算、小干擾穩(wěn)定計(jì)算、動態(tài)等值、馬達(dá)起動、掌握系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化與協(xié)調(diào)、電-機(jī)電暫態(tài)分析的次同步諧振計(jì)算等。第三層是計(jì)算結(jié)果庫和分析工具，執(zhí)行各種分析計(jì)算后，即生成相應(yīng)的結(jié)果數(shù)據(jù)庫，以便進(jìn)一步承受不同的手段進(jìn)展分析。PSASP計(jì)算流程PSASP計(jì)算的流程和構(gòu)造如以下圖所示：文本方式 圖形方式數(shù)據(jù)錄入和編輯文本方式圖形方式數(shù)據(jù)錄入和編輯文本方式圖形方式電網(wǎng)根底數(shù)據(jù)庫用戶自定義模型庫方案定義(電網(wǎng)構(gòu)造)計(jì)算作業(yè)的定義(潮流、短路、暫穩(wěn)…)文本方式圖形方式執(zhí)行計(jì)算計(jì)算結(jié)果庫文本方式結(jié)果的編輯和輸出圖形方式圖中，虛線以上是各種計(jì)算(潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、短路等)的公共局部，即根底數(shù)據(jù)預(yù)備。可通過文本和圖形兩種方式建立和編輯，最終生成可供各種計(jì)算分析的電網(wǎng)根底數(shù)據(jù)庫。虛線以下為各種計(jì)算特有的局部。其中需要用戶參與的有兩局部：其一是計(jì)算作業(yè)的定義。確定電網(wǎng)的構(gòu)造，運(yùn)行方式及計(jì)算的掌握(計(jì)算方法，迭代誤差、掌握功能的投入等)。這里有文本和圖形兩種方式支持。其二是計(jì)算結(jié)果的編輯和輸出。即選擇輸出的范圍和內(nèi)容，這里有文本和圖形兩種方式：文本方式是生成報(bào)表、報(bào)表文件和簡潔圖示；圖形方式是在單線圖上直接標(biāo)識。三、PSASP的電網(wǎng)根底數(shù)據(jù)庫電網(wǎng)數(shù)據(jù)分類PSASP中依據(jù)物理特性和計(jì)算需要將數(shù)據(jù)分為四類：根底數(shù)據(jù)：基于物理特性的電力系統(tǒng)元件庫及元件公用參數(shù)庫，是電力系統(tǒng)分析計(jì)算的根底數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，且與執(zhí)行什么計(jì)算無關(guān)。計(jì)算數(shù)據(jù)：依據(jù)不同計(jì)算的需要，與計(jì)算親熱相關(guān)的數(shù)據(jù)。如：暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算所需的掌握信息，故障信息，這局部數(shù)據(jù)多是些臨時(shí)性的掌握信息數(shù)據(jù)，需要不斷地調(diào)整和修改。結(jié)果數(shù)據(jù)：各種計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與執(zhí)行什么計(jì)算相關(guān)。用戶自定義模型數(shù)據(jù)：作為擴(kuò)大PSASP功能的用戶自定義(UD)模型及其參數(shù)庫。這局部雖與執(zhí)行什么計(jì)算有關(guān)，如有潮流計(jì)算的UD模型和暫穩(wěn)計(jì)算的UD模型之分，但它一次建好，可為多個(gè)電網(wǎng)所使用，因此是格外穩(wěn)定的。根底數(shù)據(jù)的內(nèi)容電網(wǎng)根底數(shù)據(jù)庫是支持PSASP各種計(jì)算的公用數(shù)據(jù)庫，分為根本元件庫和元件公用參數(shù)庫，由這兩個(gè)庫共同完成電力系統(tǒng)各元件的數(shù)據(jù)描述。每個(gè)數(shù)據(jù)庫按元件不同又設(shè)置了假設(shè)干個(gè)數(shù)據(jù)表。根本元件數(shù)據(jù)庫該庫主要存放輸電線、變壓器，一次設(shè)備(發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、直流、靜補(bǔ))和二次裝置(調(diào)壓器、調(diào)速器，PSS等)等系統(tǒng)元件的數(shù)據(jù)。元件公用參數(shù)數(shù)據(jù)庫(PSS)、負(fù)荷、靜補(bǔ)、直流等存在著不同的記錄中含有一樣數(shù)據(jù)的狀況。因此，把一樣的數(shù)據(jù)抽出來，作為公用參數(shù)庫，這樣系統(tǒng)各種元件(如發(fā)電機(jī))的參數(shù)，只需填寫一個(gè)參數(shù)組號，就可共享參數(shù)庫中的相應(yīng)參數(shù)，從而可進(jìn)一步削減數(shù)據(jù)的冗余度。四、PSASP的使用方法〔以短路計(jì)算為例〕輸入電網(wǎng)數(shù)據(jù)，形成電網(wǎng)根底數(shù)據(jù)庫及元件公用參數(shù)數(shù)據(jù)庫，〔后者含勵(lì)磁調(diào)整器，調(diào)速器，PSS等的固定模型〕，也可使用用戶自定義模型UD。在此，可將數(shù)據(jù)合理組織成假設(shè)干數(shù)據(jù)組，以便下一步形成不同的計(jì)算方案。文本支持環(huán)境點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“根底數(shù)據(jù)”和“公用參數(shù)”命令，可依次輸入各電網(wǎng)元件的參數(shù)。圖形支持環(huán)境：在“編輯模式下”，利用工具箱，輸入電網(wǎng)接線圖。作圖時(shí)，假設(shè)元件參數(shù)尚未輸入，會自動彈出相關(guān)數(shù)據(jù)錄入窗口，此時(shí)輸入數(shù)據(jù)即可。留意：兩種環(huán)境下，均應(yīng)先輸入母線數(shù)據(jù)，再處理其他元件?。?！方案定義從根底數(shù)據(jù)庫中抽取數(shù)據(jù)組，組合成不同方案，以確定電網(wǎng)的規(guī)模、構(gòu)造和運(yùn)行方式。文本支持環(huán)境：點(diǎn)擊“計(jì)算”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“方案定義”命令。圖形支持環(huán)境：“運(yùn)行模式”“作業(yè)”“方案定義”命令。數(shù)據(jù)檢查文本支持環(huán)境：點(diǎn)擊“計(jì)算”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“數(shù)據(jù)檢查”命令。圖形支持環(huán)境：“運(yùn)行模式”“作業(yè)”“數(shù)據(jù)檢查”命令。作業(yè)定義給出計(jì)算掌握信息，明確具體的計(jì)算任務(wù)。文本支持環(huán)境：點(diǎn)擊“計(jì)算”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“短路”命令。圖形支持環(huán)境：“運(yùn)行模式”下，點(diǎn)擊“作業(yè)”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“短路”命令。執(zhí)行計(jì)算“短路計(jì)算信息”“計(jì)算”按鈕即可。圖形支持環(huán)境：運(yùn)行模式”下，點(diǎn)擊“視圖”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“短路”命令，選擇作業(yè)；點(diǎn)擊“計(jì)算”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“短路”命令，執(zhí)行計(jì)算；點(diǎn)擊“格式”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“短路結(jié)果”命令，確定計(jì)算結(jié)果在圖上的顯示方式。報(bào)表輸出結(jié)果用戶可選擇期望的輸出范圍，輸出內(nèi)容和輸出方式。文本支持環(huán)境：點(diǎn)擊“結(jié)果”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“短路”命令。圖形支持環(huán)境：“運(yùn)行模式”下，點(diǎn)擊“報(bào)表”菜單項(xiàng)，執(zhí)行“短路”命令。試驗(yàn)工程試驗(yàn)一簡潔電力系統(tǒng)潮流計(jì)算一、試驗(yàn)?zāi)康模篜SASP的電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算。二、試驗(yàn)設(shè)備：計(jì)算機(jī)〔PSASP運(yùn)行環(huán)境：Windows軟件狗通過對如下圖的電力系統(tǒng)的分析完成以下工作：PSASP把握在文本和圖形環(huán)境下進(jìn)展系統(tǒng)建模的方法。試驗(yàn)算例：P200kW,Vs

10.5%,P0

42kW,I0

0.7%,kT

k ，NACl50kmr1BCl50kmr1

0.27/km,x10.45/km,x1

0.42/km；0.41/km；AB段：l40kmr1

0.27/km,x1

0.42/km

LDB

(25j18)MVA,S

LDD

(30j20)MVA；值PQ節(jié)點(diǎn)。計(jì)算系統(tǒng)的潮流分布。A C G

SLDDBSLDB四、試驗(yàn)方法PSASP五、試驗(yàn)步驟：在斷開計(jì)算機(jī)電源的狀況下，結(jié)實(shí)安裝好軟件狗，啟動計(jì)算機(jī)，取S 100MVA；3〕選擇“文本支持環(huán)境”B原始數(shù)據(jù)輸入：選擇菜單“數(shù)據(jù)”→“根底數(shù)據(jù)”，按如下挨次輸入：1〕母線：定義“母線名”和“基準(zhǔn)電壓2〕復(fù)；4〕發(fā)電機(jī)及其調(diào)整器：選擇母線名及母線類型5〕負(fù)荷：選擇母線名及母線類型，輸入“負(fù)荷號”，在“負(fù)荷功率”中輸PQ數(shù)據(jù)。對輸入的原始數(shù)據(jù)。Newton(PowerEquation)法計(jì)算一次潮流；選擇菜單“計(jì)算”1按要求輸出結(jié)果：選擇菜單“結(jié)果”→“潮流”→“報(bào)表輸出選擇輸出內(nèi)容，輸出方式優(yōu)先選擇“Excel按要求記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。關(guān)閉計(jì)算機(jī)主機(jī)及顯示器。計(jì)算。六、試驗(yàn)報(bào)告記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)用手算的方法計(jì)算該網(wǎng)絡(luò)與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展比較。七、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：不得刪除或更改計(jì)算機(jī)中除上述名目以外的內(nèi)容試驗(yàn)二簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算一、試驗(yàn)?zāi)康模喊盐针娏ο到y(tǒng)分析綜合程序PSASP的使用方法，并用PSASP進(jìn)展較二、試驗(yàn)設(shè)備：計(jì)算機(jī)〔PSASP〕Windows軟件狗三、試驗(yàn)內(nèi)容：通過對如圖二所示的電力系統(tǒng)分析完成以下工作：PSASP把握在文本和圖形兩種環(huán)境下進(jìn)展系統(tǒng)建模的方法。把握電力系統(tǒng)單線圖的繪制及數(shù)據(jù)編輯的方法。把握牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算方法和P-Q調(diào)整？把握各種調(diào)壓措施及適用條件。仿真算例：如圖二所示的電力系統(tǒng)中，變壓器兩側(cè)電壓等級分別為10kVA2TBZ =0.08+j0.323C2T11A2TBZ =0.08+j0.323C2T11DG2G1P=0.81:1.051.05:14Z =j0.03U=1.05Z =j0.015T24Z=0.04+j0.25Z0.1+j0.3T1U=1.051255S=0.3+j0.22S=0.3+j0.43ES=0.8+j0.31四、試驗(yàn)方法PSASP五、試驗(yàn)步驟：數(shù)據(jù)輸入方案定義數(shù)據(jù)檢查作業(yè)定義執(zhí)行計(jì)算輸出結(jié)果六、試驗(yàn)報(bào)告〔轉(zhuǎn)變參數(shù)來調(diào)整電壓自行設(shè)計(jì)表格〕七、試驗(yàn)留意事項(xiàng)：不得刪除或更改計(jì)算機(jī)中除上述名目以外的內(nèi)容。試驗(yàn)三電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度計(jì)算一、試驗(yàn)?zāi)康模篜SASP力系統(tǒng)模型，在負(fù)荷的狀況下實(shí)現(xiàn)有功發(fā)電的最優(yōu)安排，調(diào)整潮流實(shí)現(xiàn)網(wǎng)損最小。二、試驗(yàn)設(shè)備：計(jì)算機(jī)〔PSASP〕Windows軟件狗三、試驗(yàn)內(nèi)容：通過對如圖三所示的電力系統(tǒng)分析完成以下工作：PSASP把握在文本和圖形兩種環(huán)境下進(jìn)展系統(tǒng)建模的方法。把握電力系統(tǒng)單線圖的繪制及數(shù)據(jù)編輯的方法。把握潮流計(jì)算方法和最優(yōu)潮流求解方法。潮流求解。數(shù)據(jù)分析。仿真算例：如圖三所示的電力系統(tǒng)中〔經(jīng)典三機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)〔SB=100MVA，VB=Vav〕1/21/20.0880000.153000根本數(shù)據(jù)如下：1母線數(shù)據(jù)母線名基準(zhǔn)電壓電壓上限電壓下限116.500018.150014.8500218.00019.80016.2023313.800015.180012.4200GEN1-230230.0000.00000.0000GEN2-230230.0000.00000.0000GEN3-230230.0000.00000.0000STNA-230230.0000.00000.0000STNB-230230.0000.00000.0000STNC-230230.0000.00000.00002溝通線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)組 I側(cè)母線J側(cè)母線編號單位正序電阻正序電抗常規(guī) GEN1-230STNA-2301I側(cè)標(biāo)么0.0100000.085000常規(guī) STNA-230GEN2-2302I側(cè)標(biāo)么0.0320230.161000數(shù)據(jù)組 母線名母線數(shù)據(jù)組 母線名母線類型單位量額定功率有功發(fā)電〔MW〕電母線電 母線電壓幅值 壓相角0.0745000.1045000.1790000.079000常規(guī)GEN2-230STNC-2303I側(cè)標(biāo)么0.0085000.072023常規(guī)STNC-230GEN3-2304I側(cè)標(biāo)么0.0119000.100800常規(guī)GEN3-230STNB-2305I側(cè)標(biāo)么0.0390000.170000常規(guī)STNB-230GEN1-2306I側(cè)標(biāo)么0.0170000.0920233兩繞組變壓器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)組 I側(cè)線母線 J側(cè)母線編號連接方式單位正序電阻正序電抗常規(guī) 發(fā)電1 GEN1-2307三角形/星形接地標(biāo)么0.0000.05760常規(guī) 發(fā)電2 GEN2-2308三角形/星形接地標(biāo)么0.0000.06250常規(guī) 發(fā)電3 GEN3-2309三角形/星形接地標(biāo)么0.0000.05860激磁電導(dǎo)激磁激磁電導(dǎo)激磁電納變比0.0000.0001.000.0000.0001.000.00040.000發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)1.00〔MVA〕常規(guī)1Vθ標(biāo)么100.0222.750.0000.001.04000.00常規(guī)2PV標(biāo)么100.0172.81.6300.001.02500.00常規(guī)3PV標(biāo)么100.0115.20.8500.001.02500.00負(fù)荷數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)組母線名編號母線類型單位有功負(fù)荷無功負(fù)荷常規(guī)STNA-230300PQ標(biāo)么1.2500.500常規(guī)STNB-230301PQ標(biāo)么0.9000.300常規(guī)STNC-230302PQ標(biāo)么1.0000.350四、試驗(yàn)方法PSASP五、試驗(yàn)步驟：稱定義為常規(guī)方式，完成根本潮流數(shù)據(jù)計(jì)算。出力限制和費(fèi)用函數(shù)如下所示，計(jì)算按根本潮流計(jì)算所需的費(fèi)用。發(fā)電機(jī)名發(fā)電機(jī)母線名掌握類型P_MAXP_MIN1GEN1P可調(diào)2.50.12GEN2P可調(diào)3.00.13GEN3P可調(diào)2.70.1F5001.1P 0.095P21 G1 G1F355P 0.1225P 22 G2 G2F6001.2P 0.085P 1 G3 G11當(dāng)中的常規(guī)方式下的根本潮流，目標(biāo)函數(shù)選擇自定義方式，點(diǎn)擊進(jìn)去選擇有功費(fèi)用最小，權(quán)系數(shù)選擇1，方法選擇牛頓法，計(jì)算因子當(dāng)中的緩沖因子設(shè)為0.13。掌握變量為可控發(fā)電機(jī)，按上述的表格和公式將三臺發(fā)電P可調(diào)。執(zhí)行計(jì)算，得到發(fā)電機(jī)組的有功出力優(yōu)化安排。輸出結(jié)果，對優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)進(jìn)展比照分析。目標(biāo)函數(shù)為網(wǎng)損最小的最優(yōu)潮流計(jì)算2、3、4，分別計(jì)算發(fā)電機(jī)無功可調(diào)，變壓對網(wǎng)損的影響最大。留意：算法選擇內(nèi)點(diǎn)法即可。調(diào)整參數(shù)如下表所示：發(fā)電機(jī)名發(fā)電機(jī)母線名掌握類型Q_MAXQ_MIN1GEN1Q