电力系统程序分析实验指导书.docVIP

实验一 电力系统分析综合程序 PSASP 概述一、实验目的了解用 PSASP 进行电力系统各种计算的方法。二、PSASP 简介1 PSASP 是一套功能强大，使用方便的电力系统分析综合程序，是具有我国自 主知识产权的大型软件包。2 PSASP 的体系结构：报表、图形、曲线、其他工具潮流计算短路计算稳定分析静态安全分析电压稳定谐波分析等电网基础数据库固定模型库用户自定义模型库固定模型库第一层是：公用数据和模型资源库，第二层是应用程序包，第三层是计算结 果和分析工具。3 PSASP 的使用方法：（以短路计算为例）1).输入电网数据，形成电网基础数据库及元件公用参数数据库，（后者含励 磁调节器， 调速器，PSS 等的固定模型），也可使用用户自定义模型 UD。在此， 可将数据合理组织成若干数据组，以便下一步形成不同的计算方案。文本支持环境： 点击“数据”菜单项，执行“基础数据”和“公用参数”命令，可依次 输入各电网元件的参数。图形支持环境： 在“编辑模式下”，利用工具箱，输入电网接线图。作图时，若元件参数尚未输入，会自动弹出相关数据录入窗口，此时输入数据即可。 注意：两种环境下，均应先输入母线数据，再处理其他元件！ 2).方案定义：从基础数据库中抽取数据组，组合成不同方案，以确定电网的规模，结构 和运行方式。文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“方案定义”命令。图形支持环境： “运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“方案定义”命令。3）数据检查： 对确定的电网结构进行检查，检查网架结构的合理性，计算规模是否超出范围。文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“数据检查”命令。图形支持环境： “运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“数据检查”命令。4）作业定义： 给出计算控制信息，明确具体的计算任务。文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令。图形支持环境： “运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“短路”命令。5）执行计算：文本支持环境： 在上述“短路计算信息”窗口，完成作业定义之后，点击“计算”按钮即可。图形支持环境： “运行模式”下，a. 点击“视图”菜单项，执行“短路”命令，选择作业；b. 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令，执行计算；c. 点击“格式”菜单项，执行“短路结果”命令，确定计算结果在图 上的显示方式。6）报表输出结果： 用户可选择期望的输出范围，输出内容和输出方式。文本支持环境： 点击“结果”菜单项，执行“短路”命令。图形支持环境： “运行模式”下，点击“报表”菜单项，执行“短路”命令。实验二 基于 PSASP 的电力系统潮流计算实验一、实验目的掌握用 PSASP 进行电力系统潮流计算方法。二、实验内容以上为系统常规运行方式的单线图。由于母线 STNB-230 处负荷的增加，需 对原有电网进行改造，具体方法为：在母线 GEN3-230 和 STNB-230 之间增加一 回输电线，增加发电 3 的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下 图虚线所示：其基础数据如下：母线数据母线名基准电压区域号电压上限电压下限单相短路容量三相短路容量发电 116.5000218.150014.85000.000000.00000发电 218.0000119.800016.20000.000000.00000发电 313.8000115.180012.42000.000000.00000GEN1-230230.000020.00000.00000.000000.00000GEN2-230230.000010.00000.00000.000000.00000GEN3-230230.000010.00000.00000.000000.00000STNA-230230.000020.00000.00000.000000.00000STNB-230230.000020.00000.00000.000000.00000STNC-230230.000010.00000.00000.000000.00000交流线数据数据 组I 侧母线J 侧母线编号所属 区 域单位正序电 阻正 序电抗正 序充 电电 纳 的 1/2零序 电 阻零序 电抗零 序充 电电 纳 的 1/2常规GEN1-230STNA-2301I 侧标么0.010.0850.0880.00.2550.0常规STNA-230GEN2-2302I 侧标么0.0320.1610.1530.00.4830.0常规GEN2-230STNC-2303I 侧标么0.00850.0720.07450.00.2160.0常规STNC-230GEN3-2304I 侧标么0.01190.10080.10450.00.30240.0常规GEN3-230STNB-2305I 侧标么0.0390.170.1790.00.510.0常规STNB-230GEN1-2306I 侧标么0.0170.0920.0790.00.2760.0新建GEN3-230STNB-23011I 侧标么0.0390.170.1790.00.510.0变压器数据数据组I侧母线J侧母线编号连接方式单位正序电阻正序电抗零序电阻零序电抗常规发电1GEN1-2307三角形/星形标么0.0000.057600.0000.0576接地0常规发电2GEN2-2308三角形/星形标么0.0000.062500.0000.0625接地0常规发电3GEN3-2309三角形/星形标么0.0000.058600.0000.0586接地0新建发电3GEN3-2309三角形/星形标么0.0000.045000.0000.0450接地0续上表激磁电激磁电变比I侧主J侧主J侧抽J侧抽J侧最J侧最导纳抽头电抽头电头级差头位置大抽头小抽头压压电压电压0.0000.0001.0016.5230.01.259253.00207.000.0000.0001.0018.0230.02.53241.50218.500.0000.0001.0013.8230.02.53241.50218.500.0000.0001.0013.8230.02.53241.50218.50发电数据数据组母线名母线类型单位额定容量 (MVA)有功发电无功发电母线电压幅值母线电压 相角无功上限无功下限有功上限常规发电1V标么100.00.000.01.0400.00.00.00.0常规发电2PV标么100.01.631.01.0250.00.00.00.0常规发电3PV标么100.00.851.01.0250.00.00.00.0新建发电3PV标么100.01.301.01.0250.00.00.00.0续上表有功上限d轴暂态电抗Xdd轴次暂态电抗Xd负序电抗X2转子惯性时间常数Tj(s)0.00.06080.06080.060847.280.00.11980.11980.119812.80.00.18130.18130.18136.020.00.18130.18130.18136.02负荷数据数据 组母线名编号母线 类 型单位有功负荷无功负荷母线电压 幅值母线电压 相角无功上限无功下限有功上限有功上限常规STNA-230300PQ标么1.2500.5000.0000.000.000.000.000.00常规STNB-230301PQ标么0.9000.3000.0000.000.000.000.000.00常规STNC-230302PQ标么1.0000.3500.0000.000.000.000.000.00新建STNB-230301PQ标么1.5000.3000.0000.000.000.000.000.00区域定义数据区域名区域号区域-11区域-22方案定义方案名数据组构成说明常规方式常规常规运行方式规划方式常规+新建规划运行方式潮流作业计算潮流作业号方案名计算方法允许误差迭代次数上限电压上限电压下限1常规方式牛顿法功率式0.0001501.100.902规划方式PQ分解法0.0001501.150.95三、实验步骤（1） 点击 “电力系统分析综合程序（PSASP）”；（2） 点击“创建”，创建文件如D：PSASP学号；（3） 点击“图形支持环境”；（4） 点击“编辑模式”，可进行绘图和参数录入：a、先绘制出所有母线，输入母线数据； b、再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入该元件数据； c、区域数据定义；（5） 关闭“编辑模式”窗口；（6） 点击“运行模式”；（7） 点击“作业”选项，执行“方案定义”命令（例如方案为1，数据组选择BASIC）， 点击“确定”；（8） 点击“作业”菜单项，执行“潮流”命令，定义作业；（9） 点击“视图”菜单项，执行“潮流数据”命令，作业选择；（10）点击“计算”菜单项，执行“潮流”命令；（11）点击“报表”菜单项，执行“潮流”命令。输出结果有图示、报表两种方 法。四、实验注意事项（1）本系统文件请存入D：PSASP学号潮流下；（2）严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。五、实验报告1、需要完成的计算任务：（1）查看潮流作业号1、2的计算结果 不分区单位：有名值 输出范围：全网输出对象：摘要信息、结果综述、母线、交流线、两绕组变压器数据 输出方式：输出至文件 D：PSASP学号作业号（2）改用 PQ 分解法重复计算作业 1，查看计算结果，与牛顿法结果做比较（3）选图示化输出查看结果（4）在作业 1 基础上，点击“数据修改”按钮，修改数据(母线“发电 2” PG=1.8) 进行潮流计算，通过“图示化输出”查看母线“发电 2”结果，另存为 D：PSASP 学号作业号。（5）在作业 1 基础上，点击“刷新”按钮，再点击“数据修改”按钮，查看“发电2”是否 PG=1.63？(6) 在作业1基础上，点击“数据修改”按钮，修改数据(母线“发电2” PG=1.8)。 点击“数据回存”，给定数据组名为“发电2大”。浏览“基础数据发电 机及其调节器数据”,“发电2大”数据是否存在？（7）在“运行模式”中，点击“作业|作业复制”，将潮流作业1的全部内容复制 为作业3。（8）查看潮流作业3。学会“数据修改”中的“列替换”等功能 。 在作业3基础上，将光标指向“负荷有功PL”列，点击“列替换”按钮；“替换 范围”选“全部 ”；“替换为”选“原数值倍数”，倍数为1.1；“替换条 件”选“无条件”； 点击“替换”按钮，完成列替换后计算潮流，查看计算结果。（9）学会“发电/负荷比例因子”的应用 选择作业3，点击“刷新”按钮刷新数据“区域-1”发电比例因子:有功1.1，无功1.1，负荷不变 计算潮流，查看计算结果。2、对计算结果进行分析，写出实验感想和小结。3、对牛顿法和PQ法的原理做比较性的说明。实验三 基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验一、实验目的了解电气元件的数学模型，掌握用PSASP进行电力系统暂态稳定计算方法。二、实验内容在实验二的基础上进行暂态稳定计算。 暂态计算需要负荷模型参数和发电机相关参数。负荷模型和发电机模型根据实验目的和仿真精度的不同，采用的模型也不同。其具体模型及相关参数说明可 参见PSASP基础数据库用户手册（负荷模型：P79-P86；发电机模型及其调节 器：P69-P74）。基于潮流作业1，线路6母线STNB-230侧A相瞬时故障暂态稳定计算 网络故障：0.1s线路6（STNB-230-GEN1-230）距I侧2%处A相接地，0.2s同时跳开两侧A相开关，0.8s重合A相成功。输出信息选择：输出发电机功角（发电1-发电2），母线电压STNB-230，并选 择监视。计算暂态稳定作业1，选择“直接方式输出”，查看计算结果，采用报表形式和 曲线形式输出计算结果。2、基于潮流作业1，母线STNB-230冲击负荷扰动计算： 将作业1的数据复制为作业2，并定义作业2为： 无网络故障；节点扰动：冲击负荷，母线STNB-230有功负荷扰动如下：时间（s）有功负荷（P）000.50.41.50.42.005.00计算暂态稳定，查看计算结果。 在输出计算结果的时候，选择“编辑方式输出”，将暂态稳定作业1的发电机功角（发电1-发电2）和母线STNB-230电压结合在一起输出；将暂态稳定作业1和作 业2的发电机功角（发电1-发电2）结合在一起输出。对暂态稳定计算作业1，在输出信息中选择自动分析功能，选择“自动分析输 出”，查看发电机功角、母线电压、母线频率的自动分析结果 。三、实验步骤（1)点击程序运行，选择实验用的数据存储文件 ；（2）在“编辑模式”窗口中对需要修改的数据进行修改；（3）点击“运行模式” ：a、点击“作业”菜单项，执行“暂态稳定”命令，定义作业； b、点击“视图”菜单项，执行“暂态稳定”命令，作业选择； c、点击“计算”菜单项，执行“暂态稳定 ”命令； d、点击“报表”菜单项，执行“暂态稳定”命令, 查看计算结果； e、点击发电机功角分析输出，选择输出变量，点击输出，点击确定。四、实验注意事项严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。五、实验结果检查计算结果应在实验报告上绘制图表（注意标上坐标），并从功角变化曲线判断系统的暂态稳定性。暂态稳定计算原理应在实验报告上做说明。实验四 基于 PSASP 的电力系统潮流和暂态计算一、 实验目的通过对 36 节点系统进行潮流计算和暂态计算，进一步加深对P