PSASP电力系统分析综合程序简介

目目 录录 PSASP 电力系统分析综合程序简介 1 PSASP 图模一体化平台 7 0 版 3 PSASP 潮流计算程序 6 PSASP 暂态稳定计算程序 8 PSASP 短路计算程序 10 PSASP 电磁暂态仿真计算程序 12 PSASP 最优潮流和无功优化计算程序 14 PSASP 静态安全分析计算程序 16 PSASP 网损分析计算程序 17 PSASP 静态和动态等值计算程序 18 PSASP 用户自定义模型和程序接口 19 PSASP 直接法稳定计算程序 21 PSASP 小干扰稳定分析程序 22 PSASP 电压稳定分析程序 24 PSASP 继电保护整定计算程序 25 PSASP 线性 非线性参数优化程序 27 PSASP 谐波分析程序 28 PSASP 分布式离线计算平台 30 PSASP 电网风险评估系统 32 PSASP 暂态稳定极限自动求解程序 34 PSASP 负荷电流防冰融冰辅助决策系统 35 1 PSASP 电力系统分析综合程序简介电力系统分析综合程序简介 电力系统分析综合程序 Power System Analysis Software Package PSASP 是中国电力 科学研究院电力系统技术分公司 原电网数字仿真技术研究所 开发的一套用于进行电力 系统分析计算的软件包 其主要包括如下模块 PSASP 图模一体化平台 PSASP 潮流计算模块 LF PSASP 暂态稳定计算模块 ST PSASP 短路计算模块 SC PSASP 最优潮流和无功优化计算模块 OPF PSASP 静态安全分析模块 SA PSASP 网损分析模块 NL PSASP 静态和动态等值计算模块 EQ PSASP 用户自定义模型和程序接口模块 UD UPI PSASP 直接法稳定计算模块 DST PSASP 小干扰稳定分析模块 SST PSASP 电压稳定分析模块 VST PSASP 继电保护整定计算模块 RPS PSASP 线性 非线性参数优化模块 LPO NPO PSASP 谐波分析模块 HMA PSASP 分布式离线计算平台 PSASP 电网风险评估系统 PSASP 暂态稳定极限自动求解程序 PSASP 负荷电流防冰融冰辅助决策系统 PSASP 功能强大 使用方便 高度集成并开放 是具有我国自主知识产权的大型软件 包 其自 1973 年开发应用以来 经历了多次大跨越式的改进 并于 1985 年荣获首届国家 科技进步一等奖 PSASP 立足于易于应用 可扩展 跨平台 兼容性好 数据库通用 设 置灵活的设计理念和总体架构 以其高可靠性 强大的计算功能 友好的人机界面和开放 的平台赢得了众多用户的青睐 目前 PSASP 已拥有 600 多家用户 遍及全国各网 省 地 县电力调度运行 电力规划设计单位 高等院校 科研机构 大工业企业 配电系统 2 铁路系统等 市场占有率在 80 以上 依托多年的电力系统计算分析经验和技术优势 PSASP 在原有诸多功能的基础上 又 开发了分布式离线计算平台 电网风险评估系统 负荷电流防冰融冰辅助决策系统 暂态 稳定极限自动求解程序 PSASP 在线应用等多个产品 为提高我国电力系统仿真速度 分 析能力和智能化水平提供了有力支撑 3 PSASP 图模一体化平台 图模一体化平台 7 0 版 版 为了便于用户使用以及软件功能扩充 在电力系统分析综合程序 PSASP 7 0 版中设 计和开发了图模一体化支持平台 该平台具备多文档界面 MDI Multi Document Interface 可以方便地建立电网分析的各类数据 绘制所需要的各种图形 单线图 地理 位置接线图 厂站主接线图等 该平台服务于 PSASP 的各计算模块 在此之上可以进行各 种分析计算 输出计算结果 量测 实时数据库 基础数据库 单线图 地理图 过流保护 马达启动 电磁 机电混合仿真 继电保护整定 网络等值 电压稳定 直接法稳定 最有潮流和无功优化 谐波分析 参数优化 网损分析 静态安全分析 小扰动稳定 短路计算 暂稳计算 潮流计算 计算结果 报报表表图图形形曲曲线线其其他他格格式式 PMU SCADAEMS WAMS 数据录入 图模一体化平台 4 基本特点基本特点 功能强大 人机界面友好 使用操作方便 真正实现了图模一体化 具有良好的可扩 展性 兼容性和通用性 主要功能主要功能 PSASP 图模一体化支持平台的主要功能和特点包括 1 用户可以通过平台方便地建立电网数据 绘制电网图形 进行各种分析计算 人 机界面友好 操作方便 2 真正实现了图模一体化 可边绘图边建数据 也可根据已有数据进行图形自动快 速绘制 图形 数据自动对应 所见即所得 3 应用该平台可以绘制各种电网图形 包括单线图 地理位置接线图 厂站主接线 图等 图形独立于计算模块 并为各计算模块共享 可在图形上进行各种计算操作 并在图上显示各种计算结果 同一系统可对应多套单线图 地理位置接线图 厂站主接线图 多层子图嵌套 可定义各种厂站主接线模板 通过模板自动生成厂站主接线图及其数据 各种电网图形基于统一的图形组态定义 实现各类元件图元样式的灵活定义和扩展 4 具备安全的数据架构 进行了层次化的数据保护 保证了电网数据和图形的安全 性和一致性 5 采用实时数据库为图形界面显示和分析计算提供快速数据访问途径 保证了 PSASP7 0 版图形显示和分析计算的高效性 并可与在线数据接口 便于 PSASP 的在线应用 6 具有良好的可扩展性 基于该平台的应用软件 计算模块 的接入为 即插即用 式 便于 PSASP 程序模块定制剪裁及功能扩充 适应用户需求不断发展的需要 7 具备网络拓扑和网络校验功能 可对各计算模块需要的计算数据进行必要的数据 校验和网络拓扑计算 8 兼容 PSASP 各种版本的数据 提供 BPA IEEE 等数据格式的转换接口 9 通过与实际厂站中物理元件的对应 实现 PSASP 与在线数据接口 平台可接入 SCADA EMS 等实际量测信息 实现 PSASP 在线分析计算 10 除 PSASP 之外 该平台还可作为在线动态安全评估 DSA 调度员培训模拟 5 DTS 等系统的运行支持平台 11 使用标准 Qt 图形库支持 保证了程序的多平台兼容性 可运行于 Windows Linux UNIX 操作系统下 12 向 AutoCAD MatLab Excel 等通用软件开放 6 PSASP 潮流计算程序潮流计算程序 潮流计算是电力系统分析最基本也是最重要的计算 除它自身的重要作用之外 在电 力系统分析综合程序 PSASP 中 潮流计算还是网损计算 静态安全分析 暂态稳定计算 小干扰稳定计算 短路计算 静态和动态等值计算的基础 基本特点基本特点 计算功能强大 图形显示直观 使用操作方便 具有灵活的调节控制功能和用户自定 义建模功能 结果输出多样化 主要功能主要功能 PSASP 潮流计算的主要功能和特点包括 1 强大的计算功能 可计算交直流混合电力系统 可考虑负荷静态特性 除可考虑一般的 PQ 节点和 PV 节点外 还可对该节点的电压值和无功功率加以限制 可通过调节指定的发电机的出力 控制某个 或某些 断面有功功率的交换值 潮流计算前能自动进行全网的拓扑分析 提供潮流数据检查功能 包括检查全网拓扑结构 各元件带电状态并可对发电 负 荷按区域和全网进行统计 几个孤立的电网可以同时计算 2 强大的图形功能 可在单线图上方便地修改潮流方式 可在单线图和地理位置接线图上显示潮流初始数据 可在单线图和地理位置接线图上显示潮流计算结果 无需用户绘制 可自动通过电网元件浏览器对潮流结果进行图示化输出 可自动统计全网的总发电 总负荷和总损耗 并在图上显示 图面显示内容可由用户定制 3 程序中提供多种控制调节功能 用某一母线的电压或无功功率去控制同一母线或另一母线的电压值 用某一母线的电压或无功功率去控制某一线路的无功功率 用注入某一母线的有功功率去控制某一线路的有功功率 7 用某一线路的电抗 jX 值去控制某母线电压或某线路的有功功率或无功功率 用某一变压器的变比 Tk 值去控制某母线的电压或某线路的无功功率 可模拟移相器的功能 4 通过用户自定义建模方法 用户可建立各种模型实现多种功能 系统调度自动化中自动发电控制 AGC 联络线 一条或多条 功率控制 可控硅控制的静止补偿器 自动投切的电容器和电抗器 可控硅控制移相器 可控串补等电力电子控制设备及其它灵活交流输电系统 FACTS 元件的模拟 各种负荷特性的模拟 5 提供多种潮流计算方法 包括 PQ 分解法 牛顿法 功率式 最佳乘子法 非线性规划法 牛顿法 电流式 以及 PQ 分解转牛顿法 6 多样化的结果输出方式 输出范围可选 可指定全网 区域 分区 厂站或某些母线和支路的集合 报表内容和格式可选 在输出的目标确定之后 可进入具体报表项目的选择 其中 除常用的固定表格外 还设有用户自制的方式 即由用户决定表格的项目和次序等 可以 Excel 报表和文件形式输出 可以图示化或表格的方式 显示某一区域 分区或厂站与其他区域 分区或厂站的 连接图 标出它们之间的功率交换 同时可继续追踪其他区域 分区或厂站 可以图示化或表格的方式 输出电力系统各元件的潮流计算结果 同时可追踪显示 与此元件相连元件的潮流结果 可通过报表和曲线的形式输出计算所涉及的用户自定义模型变量 8 PSASP 暂态稳定计算程序暂态稳定计算程序 暂态稳定计算的目的在于确定系统受到大干扰 如发生短路故障 负荷瞬间发生较大 的突变 切除大容量的发电 输电或变电设备等 以后 各发电机组是否能维持同步运行 并在此基础上完成对系统暂态稳定的分析 主要应用范围包括 复杂和严重事故的事后分 析 通过再现事故后系统的动态响应 了解稳定破坏的原因 并研究正确的反事故措施 在规划设计阶段 考核系统承受极端严重故障的能力 即超出正常设计标准的严重故障 以研究减少这类严重故障发生的频率和防止发生恶性事故的措施 对电力系统电压稳定性 进行分析评估 从系统承受故障的能力 如 N 1 N 2 事故仿真 故障临界切除时间和系 统传输功率极限等方面进行计算分析 对动态元件的配置及其对暂态稳定的影响进行考虑 例如 电气制动 快速调整汽门 切机 单相重合闸等的研究 基本特点基本特点 计算功能强大 模型种类丰富 故障和扰动方式设置灵活多样 并具有灵活的用户自 定义模型功能 使用操作方便 主要功能主要功能 PSASP 暂态稳定计算的主要功能和特点包括 1 电力系统模型的计算功能 可计算交直流混合电力系统 可考虑变电站 主接线 内部开关状态对系统网络结构的影响 系统元件模型 固定模型 种类丰富 包括各种同步机 风机 调节器 调速器 电力系统稳定器 负荷 静止无功补偿器 高压直流输电模型 2 复杂故障方式的计算功能 可同时考虑多处三相对称故障 包括三相短路 三相断线 串联电容保护三相击穿 等 可同时考虑多处不对称故障 包括单相短路 单相负荷投入 两相短路 两相接地 单相断线 两相断线 串联电容器不对称击穿等 在不对称故障下 可考虑输电线零序互感的影响 可进行短路电流计算及动态过程中的复杂故障短路电流计算 可做输电线工频暂态过电压及潜供电流计算分析 能给出三相不平衡方式下序电压 序电流 相电压 相电流的分布 9 3 扰动方式和稳定措施模拟的计算功能 可设置丰富的扰动方式 用以模拟电力系统的某些冲击和稳定措施 冲击负荷的模拟 负荷功率随机波动的模拟 励磁回路电压波动的模拟 励磁电压设定值变化的模拟 发电机出力跟踪调节的模拟 调速器汽门快速调整的模拟 调压器励磁电压快速调整的模拟 按不同准则 时间 角度 高频率 频率差 过电流 减少母线上的部分和全部机 组的出力 按不同准则 时间 低电压 低频率 频率差 线路过电流 异步电动机自身过电 流 切除母线上的部分和全部负荷 按不同准则 时间 低电压 低频率 角度差 零序过电流 正序过电流 开断线 路开关 风电场风速变化的模拟 可控串补 强补及旁路的设置 可控高抗的开环控制 振荡解列信号继电器的设置 4 通过用户自定义模型的方法 用户可建立各种模型以实现所需的计算功能 电力系统各种一次设备模型 如不同型号的同步电机 异步电机 静止无功补偿器 等 电力系统各种自动装置模型 如各种类型的调压器 调速器 电力系统稳定器 PSS 及各种继电保护和安全自动装置等 随不同工程而异的超高压直流输电线路及其控制系统模型 灵活交流输电系统 FACTS 装置模型 如可控硅串联补偿器 TCSC 静态同步补 偿器 STATCOM 等 5 灵活多样的输出方式 可进行不同模型 不同元件 不同变量的输出设置 并可自由选择图形 文本 表格 等输出形式 还可进行自动分析输出 10 11 PSASP 短路计算程序短路计算程序 短路计算的目的主要用于解决下列问题 电气主接线方案的比较与选择 或确定是否需要采取限制短路电流的措施 电气设备及载流导体的动热稳定校验和开关电器 管型避雷器等的开断能力的校验 接地装置的设计 继电保护装置的设计与整定 输电线对通讯线路的影响 故障分析 求解短路电流的一般方法是 利用对称分量法实现 ABC 系统与 120 系统参数转换 列 出正 负 零序网络方程 推导出故障点的边界条件方程 将网络方程与边界条件方程联 立求解 求出短路电流及其他分量 基本特点基本特点 计算功能强大 故障方式设置灵活 结果输出形式多样 主要功能主要功能 PSASP 短路计算的主要功能和特点包括 1 可进行交直流混合电力系统的短路电流计算 2 可进行简单故障方式下的短路电流计算 全网短路电流的扫描计算 指定区域各母线短路电流的扫描计算 指定母线或线路上任意点的短路电流的计算 3 可进行线路故障扫描计算 即按一定间隔在指定线路上设置相继发生的同种简单 故障 得到各故障点的电流 4 可进行复杂故障方式下的短路电流计算 即任意母线和线路上任意点的多种组合 方式的复杂故障计算 5 可计算故障点的短路电流和短路容量 6 可计算电网各节点的正 负 零序戴维南等值阻抗 7 计算时可考虑平行线路零序互感的影响 8 短路电流计算可基于给定的潮流方式 也可不基于潮流方式 前者考虑发电机电 势和负荷电流的影响 后者发电机取 E 1 0 p u 不计负荷影响 12 9 结果输出形式的多样化 可在图上直接输出短路计算结果 显示直观方便 输出的故障点可选 可从短路计算的作业中选择某一个或某几个故障点 输出范围可选 可指定全网 区域 电压等级或某些母线和支路集合 输出的内容可选 如母线的相电压 序电压 支路的相电流 序电流等 报表具体项目和格式可选 在输出内容确定后 可进入报表具体项目的选择 其中 除常用的固定表格外 还设有用户自制的方式 即由用户决定表格的项目和次序等 可以单独输出短路电流曲线 短路容量比较报表和戴维南等值阻抗报表 输出方式多样 可以是文件和 Excel 报表 对于线路故障扫描还可输出短路电流曲 线 13 PSASP 电磁暂态仿真计算程序电磁暂态仿真计算程序 电磁暂态计算 主要用于分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电压和过电流 以便根据所得到的暂态过电压和过电流对相关电力设备进行合理设计 确定已有设备能否 安全运行 并研究相应的限制和保护措施 此外 对于研究新型快速继电保护装置的动作 原理 故障点探测原理以及电磁干扰等问题 也常需要进行电磁暂态过程分析 由于电磁 暂态过程变化很快 一般需要考虑元件的电磁耦合 计及输电线路分布参数所引起的波过 程 有时甚至要考虑线路三相结构的不对称 线路参数的频率特性以及电晕等因素的影响 应用范畴应用范畴 电磁暂态计算可用于解决如下的电力系统分析计算问题 电力系统的故障分析 故障或操作引起的暂态过电压 过电流分析 高压直流输电系统的动态特性仿真 由串联电容补偿 直流输电等引起的次同步振荡现象分析 PSS 等控制器参数设计 直流输电系统 HVDC 和灵活交流输电系统 FACTS 控制器设计 主要功能主要功能 PSASP 电磁暂态计算的主要功能包括 1 可模拟电力系统的各种暂态过程 包括操作暂态 谐振暂态 故障暂态等 2 具有分网并行计算功能 实现了一定规模电磁暂态网络的实时或超实时仿真 3 可通过 A D 和 D A 转换接口接入物理模型或实际控制装置 进行电力系统的仿真研 究或装置试验 可接入的装置包括 继电保护设备 安全自动装置 PSS 装置 发电机励 磁装置 FACTS 控制装置 HVDC 控制装置等 主要特点主要特点 PSASP 电磁暂态计算 包括其图形界面 的主要特点有 网络分割方式灵活 可以采用 点的分裂 方式 也可以采用 线的分割 方式 或 者二者结合使用 电磁暂态仿真采用带阻尼的隐式梯形积分法 避免开关动作后发生数值振荡 采用了一种适合直流输电系统电磁暂态仿真的网络并行技术及交直流分割算法 可实现具有双极 12 脉冲换流器和交直流滤波装置的整流和逆变站 直流控制器 直流输电线路的直流输电系统的电磁暂态实时仿真 可共享机电暂态的数据 大大减少了电磁暂态数据录入的工作量 14 采用图形方式创建系统模型电路图和控制系统图形 对话框方式录入参数 方便 易用 元件可用单线图显示 也可用多线图显示 元件显示样式可由用户定制 电路图可分层次显示并具有 多层嵌套 的结构 结构清晰 提供多种结果显示手段 包括程序运行过程中的结果监视及结果的事后回放 支持多文档 多视窗结构 可以同时打开多个图形窗口 同时处理与各种元件库 用户工程对应的不同窗口 不同窗口之间在合理条件下可以互相拷贝图形对象 实现资源共享 一个工程对应一个文件 不同用户之间数据交换方便 15 PSASP 最优潮流和无功优化计算程序最优潮流和无功优化计算程序 最优潮流 Optimal Power Flow OPF 是最优化技术在电力系统中的一种应用 是保证电 力系统经济和安全运行的一种潮流计算方法 它把电网的经济调度 质量控制和安全运行 协调起来 对电力系统的规划和运行有着重要意 PSASP 中最优潮流的主要功能是在满足 电力系统各节点正常的功率平衡及各种安全约束的条件下 求以网损 煤耗或发电费用 无功补偿经济效益为目标函数最优的潮流分配 基本特点基本特点 计算功能强大 目标函数 优化方式 约束条件选择多样化 可进行分区优化调整 结果输出灵活多样 显示直观方便 主要功能主要功能 PSASP 最优潮流计算的主要功能和特点包括 1 可进行电力系统有功优化 无功优化及有功和无功混合优化计算 2 可提供多种目标函数 电力系统网损最小 煤耗或发电费用最小 无功补偿经济效益最大 3 可对多种控制变量进行优化 发电机的有功功率 PG 发电机的无功功率 QG 发电机机端电压 V 负荷的无功补偿 QC 可调变压器的变比 TK 4 可考虑多种安全约束 母线电压的限制 可调变压器的变比的限制 发电机的有功功率 无功功率的限制 负荷的无功补偿容量的限制 5 系统的缓冲点 Slack bus 可设置多个 6 具有分区优化调整的功能 即对指定区域内的调整变量进行优化 指定区域外的 16 节点作为 V 节点且为固定值 以提高收敛性 7 提供多种计算方法 包括梯度法 牛顿法 内点法 8 优化潮流报表的灵活编辑 输出范围可选 可指定全网 区域 电压等级或某些母线和支路的集合 输出的目标和对象可选 如有关母线 包括发电机和负荷 有关交流线 有关变压 器等 以便进一步细选 报表的内容和格式可选 在输出的目标确定之后 可进入具体报表项目的选择 其 中除常用的固定表格外 还设有用户自制的方式 即由用户决定表格的项目和次序等 可以固定格式报表 Excel 报表和文件形式输出 9 优化潮流结果的图示化输出 可将某母线及其所连的线路 变压器等自动画出连接关系图 并在图上标出相应结 果数据 同时可在该图基础上继续追踪 扩展 可以某一区域为中心自动画出与其他区域的连接图 标出区域间的功率交换 功率 损耗等 同时可在该图基础上继续追踪其他区域 10 优化调整报表输出 可输出目标函数 母线电压及控制变量 包括变压器 发电机 无功补偿负荷点 优化前后的对照表 便于用户查看和分析优化效果 可以固定格式报表 Excel 报表和文件形式输出 11 迭代过程报表输出 如果最优潮流计算不收敛 可输出迭代过程详细情况 便于分析不收敛原因 17 PSASP 静态安全分析计算程序静态安全分析计算程序 静态安全分析是根据给定的电网结构 参数和发电机 负荷等元件的运行条件及给定 的切除方案 确定切除某些元件是否危及系统的安全 即系统中所有母线电压是否在允许 的范围内 系统中所有发电机的出力是否在允许的范围内 系统中所有线路变压器是否过 载等等 基本特点基本特点 计算功能强大 切除方案定义简单 灵活 图形化显示直观 方便 结果输出内容和 形式多样化 主要功能主要功能 PSASP 静态安全分析计算的主要功能和特点包括 1 可选择进行全网 某区域网或某电压等级网的 N 1 计算 以及对指定切除方案的 计算 2 切除方案信息的给定简单 方便 灵活 一个方案可以是交流线 变压器 发电 机或负荷中的某个元件 也可是其中多个元件的任意组合 并可在切机 切负荷的情况下进 行自动发电分配 3 以 PSASP 潮流计算为基础 其基本数据包括所基于潮流的全部数据和发电机及其 调速器的部分数据 4 图形化显示直观 方便 可在单线图上显示潮流初始数据 5 结果输出的内容和形式多种多样 既可分别输出每个切除方案的多种信息 如各 种物理量的越限信息等 也可对所有切除方案作各种形式的统计 如可按一个物理量 一 个范围 一个母线 一个交流线或一个变压器 输出 还可任意选择想要输出的元件及变 量 6 可选择不同的计算方法 包括 PQ 分解法 牛顿法 功率式 最佳乘子法 非线 性规划法 牛顿法 电流式 PQ 分解转牛顿法 18 PSASP 网损分析计算程序网损分析计算程序 网损分析计算的主要任务是根据给定的电网结构 参数以及典型日 24 小时的负荷水 平 发电机出力 电容电抗器投切 变压器档位设置 开关刀闸状态及支路投切等条件 确定电网中各元件的损耗水平 并根据电网运行所关心的电量关口 按照规定的方式进行 系统网损计算结果的统计 基本特点基本特点 计算功能强大 优化计算方法和流程具有较高计算可靠性和速度 网损计算灵活精确 结果输出内容和形式多样化 主要功能主要功能 PSASP 网络损耗分析程序的主要功能和特点包括 1 分析计算严格按照 电力网电能损耗计算导则 要求进行 2 以 PSASP 潮流计算为基础 基础运行方式可直接取自已有潮流作业数据 3 优化的计算方法和流程具有较高计算可靠性和速度 可自动处理不收敛的网损分 析作业 4 可导出网损分析中某一小时数据至潮流作业 以便进行详细分析 5 可以计算交直流混合系统网损 6 可采用有名值 标幺值或百分值录入典型日 24 小时负荷和发电数据 7 可考虑典型日 24 小时并联 串联电容电抗器投入容量 变压器分接头档位 开关 刀闸状态 支路投切情况及大气温度变化 网损计算灵活精确 8 灵活的电量关口设置 9 可计算全天 24 小时的总网损 也可计算其中某一小时的网损 10 典型日 24 小时发电和负荷数据输入的同时 可显示相应的变化趋势曲线 11 灵活的结果输出方式 可选择以表格 Excel 报表 曲线和上报文件等格式 自 动输出包括各种汇总结果及多种网损分析结果 12 可选择不同的计算方法 包括 PQ 分解法 牛顿法 功率式 最佳乘子法 非 线性规划法 牛顿法 电流式 PQ 分解转牛顿法 19 PSASP 静态和动态等值计算程序静态和动态等值计算程序 等值计算用于对大规模电力系统进行化简 把不需要进行详细分析的部分进行等值简 化 从而缩小整个系统的规模 通过对大系统的有效等值 用对等值系统的研究取代对原 系统的研究 在保证必要精度的条件下 可极大地节省人力和物力 基本特点基本特点 计算稳定 准确 可进行稳态和 或暂态条件的等值计算 容错性高 结果输出方式灵 活 主要功能主要功能 PSASP 等值计算的主要功能和特点包括 1 配有两种等值方法 其一是常规的 Ward 静态等值法 可用于系统的稳态计算 其二是 EPRI E 等值法 该 方法机理清楚 简单实用 可用于稳态和暂态稳定计算 2 等值结果的输出方式多样 可以网络图的方式提供等值结果 可直观地查看等值网的结构及其参数 可以文本文件形式输出等值计算结果 3 可直接生成基础数据库 一个方式 等值作业 的等值结果 可按给定的数据组名自动形成基础数据库中各元 件数据 可在基础数据库中直接浏览等值结果 4 可直接进行等值简化网各种计算 可通过方案定义 在等值前原方案定义的基础上再追加该给定的数据组 直接进行等 值简化网的各种计算 同时可在单线图上标出研究系统 保留部分 的各种计算结果 20 PSASP 用户自定义模型和程序接口用户自定义模型和程序接口 随着电力系统和电力电子技术的发展 新型系统元件的不断投入和系统控制技术的日 益进步 要求在电力系统计算中能够模拟若干新型元件和各种控制功能 而通过在程序内 部增加固定模型的做法已经越来越不能满足电力系统发展的需要 为此 PSASP 设计了用 户自定义 User Definition UD 建模方法 即在无须了解程序内部结构和编程设计的条件下 用户可按自己计算分析的需要 用工程技术人员熟悉的概念和容易掌握的方法 设计各种 模型 使其在原则上可以灵活模拟任何系统元件 自动装置和控制功能 从而使 PSASP 在 功能上产生了本质的飞跃 另外 PSASP 还开发了用户程序接口 User Program Interface UPI 功能 PSASP UPI 使 PSASP 和用户程序的执行模块 通过接口文件传递数据 交替运行 共同完成一个计算任 务 这使得用户在开发新程序时 能够充分利用 PSASP 的资源 不但可大大减少开发的工 作量 缩短开发周期 而且能提高新程序的可靠性 PSASP 也因此变成一个开放的软件包 一方面其资源可为其他程序共享 另一方面也为 PSASP 自身的开拓和发展创造了非常有利 的条件 基本特点基本特点 用户可自行建立各种元件及控制装置的模型 建模 模型调用操作简单方便 还可与 通过各种语言自由编程得到的用户程序接口 充分拓展了 PSASP 的功能 使 PSASP 变成开 放的软件包 主要功能主要功能 PSASP 用户自定义模型的主要功能和特点包括 1 基本功能框种类丰富 包括微分积分运算框 基本函数运算框 代数运算框 逻辑控制框 区域控制框 线 性 非线性框等多达 50 多种功能框 基本上可以搭建任何新型元件及控制装置的 UD 模型 2 输入输出变量选择多样化 包括反应母线 发电机 支路 直流线 负荷等元件的多种输入变量和输出控制变量 可实现灵活的 UD 控制功能 3 建模方式灵活 可在图形方式 文本方式 参数方式环境下进行建模 可进行模型的封装 使用简便 提高操作效率 21 4 可将自定义模型用于潮流计算和暂态稳定计算 模型调用简便 易操作 5 模型参数定义灵活 可任意设定 修改 增减模型的参数 并在调用时设定多组参数 充分发挥了模型调 用的灵活性 6 模型变量输出方式灵活多样 可自由定义模型变量的输出 并可选择以文本 曲线 Excel 表格的方式输出变量结果 PSASP 用户程序接口的主要功能和特点包括 1 用户可以不受用户自定义功能框的限制 利用各种语言通过自由编程 实现某些 模型和功能 2 在开发用户程序时 可以充分利用 PSASP 的数学模型和功能 从而大大减少新程 序开发的复杂性和工作量 提高用户程序的可靠性 3 提供了将用户程序中的某些指定量 整理成表格或绘出曲线的功能 从而方便用 户程序的调试和结果整理 4 具有用户自定义功能 5 提供若干接口变量 用于用户自定义模型之间 用户程序之间 用户自定义模型 和用户程序之间的装配组合 可实现积少成多 由简单组合复杂的资源积累和资源共享目 标 22 PSASP 直接法稳定计算程序直接法稳定计算程序 电力系统规模的扩大 互联部分的增多 使得事故的波及面随之扩大 因此保证大电 力系统的安全稳定运行问题显得尤为重要 为防止稳定破坏事故 需对可能发生的各种运 行方式进行大量的计算 暂态稳定传统的时域仿真法或称逐步积分法 Step by Step SBS 具 有计算准确 可考虑各种复杂模型等优点 但因计算量大 计算速度慢等不足已不能满足 现有安全稳定分析的需要 而直接法具有计算快速且能够提供稳定裕度指标等优点 可作 为传统 SBS 法的补充 从而显著提高暂态稳定计算分析的效率 直接法稳定计算程序 就是在现有 PSASP 的基础上 应用势能边界面 Potential Energy Boundary Surface PEBS 原理和梯形隐积分求最大势能的方法 进行系统暂态稳定的计算 该方法不仅计算简便 而且能考虑多种同步机模型 负荷模型以及直流输电 静止无功补 偿器 调压器 电力系统稳定器等多种设备 同时能给出各故障的临界切除时间和指定切 除时间下的稳定裕度 可方便地利用直接法进行大量故障筛选之后再用 SBS 法进行校验 使两者相辅相成 提高计算效率 基本特点基本特点 计算功能强大 可考虑各种模型 包括自定义模型 故障设置简便 输出方式灵活 图面显示直观 方便 主要功能主要功能 PSASP 直接法稳定计算的主要功能和特点包括 1 具有 PSASP 暂态稳定所能考虑的各种固定模型和用户自定义模型 其中把所有发 电机自动转为 0 型 1 型或 4 型 2 可选择在母线或线路上的三相短路 在持续故障轨迹下 求取系统的临界能量 3 可按全网 区域 电压等级等选择故障扫描范围 4 在给定故障切除时间的前提下 可求出各故障点的稳定裕度 在给定稳定裕度的 前提下 可求出与之对应的报警时间 5 可监视求取临界能量的计算过程 6 可选择全部或分别按临界切除时间 报警时间 稳定裕度给定的范围 列表排序 输出 7 可在系统单线图上自动标出各故障点的报警时间 稳定裕度等 23 PSASP 小干扰稳定分析程序小干扰稳定分析程序 电力系统小干扰稳定性既包括系统中同步发电机之间因同步力矩不足或电压崩溃造成 的非周期失去稳定 即通常所指的 静态稳定 也包括因系统动态过程阻尼不足造成的 周期性发散失去稳定 即通常所指的 动态稳定 PSASP 小干扰稳定计算程序可用于计算分析上述两种基本类型的电力系统小干扰稳定 性问题 其主要的计算用途包括 计算电力系统静态功角稳定性 求取输电系统非周期失步的静态功角稳定极限 计算电力系统静态电压稳定性 求取输电系统非周期电压失稳的静态电压稳定极限 计算互联电力系统因阻尼不足造成的低频振荡 研究采取增加系统阻尼的技术措施 如电力系统稳定器 PSS 的配置和参数整定 计算交 直流并列运行电力系统的小干扰稳定性 研究采用直流调制增加系统阻尼 的技术措施 如调制信号的选取和调制参数的整定 计算输电线因采用串联电容补偿产生的次同步谐振 SSR 问题 研究确定合理的补 偿度和抑制 SSR 的技术措施 研究分析各种 FACTS 装置和控制系统对电力系统小干扰稳定性的影响 研究 FACTS 装置包括可控串补装置 静止无功补偿装置以及新型发电机励磁调节 原动机调节装置的 合理配置 控制系统结构和参数整定 基本特点基本特点 模型处理能力强 突破系统规模的限制 分析手段方便实用 灵活多样 还可与暂态 稳定计算结果彼此校验 主要功能主要功能 PSASP 小干扰稳定计算的主要功能及特点包括 1 强大的模型处理能力 PSASP 小干扰稳定计算程序在模型处理上与以往程序不同 不是对固定模型按其线性 化方程直接编写程序 而是由程序自动实现各种模型的线性化 形成其状态方程 这样就 突破了模型的限制 基本上可处理任意模型 包括固定模型和用户自定义 UD 模型 2 突破了系统规模的限制 PSASP 小干扰稳定计算程序提供了三种特征值计算方法 QR 法求解系统的全部特征值和特征向量 24 逆迭代转 Rayleigh 商迭代法求解系统的部分特征值和特征向量 同时迭代法求解系统的部分特征值和特征向量 上述后两种方法 应用了稀疏矩阵的技术 在系统规模上不受限制 3 提供了方便实用的分析手段 PSASP 小干扰稳定计算程序提供了一些分析手段 使之更加实用方便 包括 特征值分布及其单线图上显示的模态图 特征值和特征向量报表 线性系统频域响应曲线 包括幅频特性 相频特性 乃奎斯特 Nyquist 曲线 线性系统时域响应曲线 4 可与暂态稳定计算彼此校验 PSASP 小干扰稳定计算程序与 PSASP 暂态稳定程序公用一套计算数据 对于一个计算 方案 可方便地用上述两个程序进行计算 以彼此校验 25 PSASP 电压稳定分析程序电压稳定分析程序 PSASP 电压稳定计算程序属于小干扰电压稳定分析的范畴 即分析系统在遭受任何小 扰动后 负荷电压恢复至扰动前电压水平的能力 采用已有的 PSASP 暂态稳定程序 并考 虑感应电动机及高压直流 HVDC 输电线路两端换流站等具有快速响应特性的负荷 即可进 行暂态电压稳定分析 另外 PSASP 在现有程序的基础上 还将进一步开发中长期电压 功 角稳定程序 用于分析有载调压变压器的分接头和发电机励磁电流限制器等带有时延动作 特性的元件以及空调 热水器等响应比较缓慢的负荷等对系统稳定性的影响 基本特点基本特点 计算处理功能强大 结果输出内容 形式灵活 多样 可在单线图上进行电压稳定极 限计算以及模态分析 主要功能主要功能 PSASP 电压稳定计算的主要功能和特点包括 1 可考虑负荷 发电机及其励磁系统 有载调压变压器分接头 OLTC 等与电压稳定 性密切相关的动态元件特性 2 可求出对应于指定系统过渡方式的电压稳定极限 稳定裕度 3 常规潮流计算方法与两种改进病态潮流计算方法结合 可得到完整的 P V Q V 曲 线 4 可分别在系统初始稳态运行点和电压稳定极限点进行模态分析 确定系统的关键 节点和关键区域 5 可求出系统初始稳态运行点和电压稳定极限点处各节点的电压 功率 系统总功率 灵敏度 6 可通过 P V Q V 曲线监视系统电压稳定极限的计算过程 7 可在系统单线图上计算系统电压稳定极限 进行模态分析 26 PSASP 继电保护整定计算程序继电保护整定计算程序 电力系统继电保护装置的可靠运行涉及到继电保护装置的配置设计 安装制造 整定 计算 运行维护等诸多方面 其中合理的保护配置和正确地进行整定计算 对保证继电保 护装置的可靠运行具有十分重要的作用 PSASP 继电保护整定计算的流程和结构如下图所示 其中 电网基础数据为各种计算所共用 可以通过文本或图形方式建立 保护数据可以通过文本或图形方式建立 继电保护计算作业的内容包括 电网结构 保护选择 初始运行方式 计算控制等 继电保护整定计算中 程序会根据需要 自动进行图论 短路 分支系数和整定规 则等计算 输出整定计算结果时 可以直接生成继电保护定值单 定值单生成功能使用灵活 方便 定值单内容和格式可以与用户日常工作中已有的定值单相同 基本特点基本特点 严格遵从保护整定规程 计算过程标准化 简单化 计算结果准确 计算效率高 与 用户交互性良好 输出方式灵活多样 27 主要功能主要功能 PSASP 继电保护整定计算的主要功能和特点包括 1 根据保护整定规程内置整定规则 计算过程标准化 简单化 程序以 DL T 559 94 220 500kV 电网继电保护装置运行整定规程 DL T 584 95 3 110kV 电网继电保护装置运行整定规程 和 DL T684 1999 大型发电机变压器继电保护 整定计算导则 为准则 集成了百余条整定规则 只需要进行简单地设置就可以进行保护 整定计算 2 以 PSASP 短路计算为基础 可以进行任意方式的复杂故障计算 计算时可以考 虑平行线零序互感的影响 发电机电势和负荷的作用 以及运行方式的变化 3 采用图论计算方法 求取最佳保护整定计算顺序 尽量保证保护之间的配合 所 采用的图论算法计算效率较高 可适用于大型系统中继电保护的整定计算 4 允许用户定义继电保护整定和分支系数计算中所考虑的运行方式和故障方式 使 程序可以方便地考虑复杂运行和故障方式的变化 5 输出方式灵活多样 可以按用户要求输出计算书 定值单和定值简表 可在单线 图上装设保护 显示保护配置和保护定值 28 PSASP 线性线性 非线性参数优化程序非线性参数优化程序 电力系统发生低频振荡后 应采取一定的措施 如加装电力系统稳定器 PSS 在电力 系统规模较大的情况下 PSS 的参数整定是一个较为复杂的问题 PSASP 参数线性优化计算 程序则是根据小干扰线性化的系统状态方程式 采用留数法进行控制器 如电力系统稳定 器 的参数整定 使该控制器能提供一定的附加阻尼 提高系统的动态稳定性 该程序还 可进行可控串补装置 TCSC 以及静止无功补偿器 SVC 的参数整定 随着电力系统的发展 各种新型调节控制装置 如调压器 调速器 电力系统稳定器 静止无功补偿器 可控串补 TCSC 等 不断投入运行 为改善系统的稳定性 需对各种调节 控制装置的参数进行优化配置和协调 PSASP 参数非线性优化计算程序则是采用基于时域 仿真的非线性优化方法 对各种调节控制装置的参数进行优化 以提高系统的暂态和动态 稳定性 基本特点基本特点 可进行 PSS TCSC SVC 等各种模型的参数整定和优化 可对一个模型的参数进行优化 也可对多个模型的参数进行协调 主要功能主要功能 PSASP 线性参数优化计算的主要功能和特点包括 1 线性参数优化计算是基于小干扰线性化平台完成的 2 可优化三种控制器的参数 即 PSS TCSC 控制器及 SVC 控制器 3 计算结果可选择以报表 文本或 Excel 表格的方式输出 PSASP 非线性参数优化计算的主要功能和特点包括 1 适用于 PSASP 包含的各种固定模型和用户自定义模型 2 基于 PSASP 基础数据库 数据基本为暂态稳定数据 3 既可对一个模型的参数优化 也可做多个模型的参数协调 29 PSASP 谐波分析程序谐波分析程序 电力系统谐波分析是根据给定的电网结构 参数以及负荷 谐波源滤波器等元件的运 行条件 通过谐波潮流计算确定系统中谐波电流的分布以及各部分的电压和电流波形的畸 变程度 或通过计算网络的频率相应判断系统是否临近谐波谐振状态以及怎样减小系统谐 振发生的可能性的计算 PSASP 谐波分析计算的流程和结构如下图所示 基本特点基本特点 计算功能强大 谐波源输入简单 方便 灵活 可进行多个谐波源的谐波潮流计算 分析模型种类丰富 计算结果准确 结果输出内容和形式多样 30 主要功能主要功能 PSASP 谐波分析计算的主要功能和特点包括 1 可选择全网任意一条母线或任意两条母线 选择任意频率段 频率间隔进行全网 的频率扫描计算 得到所选母线的输入端阻抗的频率扫描或两条母线的转移阻抗的频率扫 描 根据频率扫描可进一步确定系统的并联谐振频率和串联谐振频率 2 以 PSASP 潮流计算为基础 其基本数据包括基于潮流的全部数据和零序数据 以及谐波程序中输入的元件谐波模型数据和谐波源数据 3 可以进行全网单相谐波潮流计算 使用正序网进行各种频率的谐波潮流计算 或 三相对称谐波潮流计算 根据谐波次数分别使用正序 负序 零序网进行谐波潮流计算 4 可以进行全网三相不对称谐波潮流计算 5 谐波源的输入简单 方便 灵活 并可进行多个谐波源的谐波潮流计算 6 对交流线 变压器和负荷等元件定义了多种谐波分析模型 可根据实际情况进行 选取 使计算结果更加精确 7 定义了 9 种无源滤波器模型 可以根据电网实际情况进行方便的选择 并且根据 电力牵引负荷的实际需要 定义了单相滤波器模型 8 根据国家 电能质量公用电网谐波 国标 GB T14549 93 的标准 编制了谐波分 析指标 并可根据公共连接点供电容量 用户协议容量等具体实际数值计算用户实际的谐 波限值 9 结果输出的内容和形式多种多样 可分别输出每条母线的谐波电压和重要的谐波 度量数据 也可输出所有交流线 变压器的各次谐波电流等数据 31 PSASP 分布式离线计算平台分布式离线计算平台 PSASP 分布式离线计算平台是由若干计算机 节点 通过局域网或因特网连接的 计算机 群 和相应软件组成的电力系统分析计算系统 其是把大量的离线计算任务按一定的调度规 则分配到计算节点上 充分利用并行计算机群的计算效率和服务器的存储能力 并把历史 结果存放在服务器上 该平台支持多用户 并方便用户查询历史结果及查看其他用户提交 的计算及结果 节省计算时间 高效快速地完成用户提交的大批量离线计算任务 基本特点基本特点 离线分析速度快 作业定义简单 方便 快捷 大幅减轻计算工作量 计算过程中可 实时监控平台任务的执行情况 结果输出灵活多样 主要功能主要功能 PSASP 分布式离线计算平台的主要功能和特点包括 1 任务分解 电力系统计算可以分成暂稳计算 电压计算 小干扰计算等各种计算类型的任务 系 统可以对其进行调度到机群节点 CPU 上 独立运行 互不干扰 2 计算作业定义方便快捷 可定义包括多个暂稳作业的暂稳作业集 各暂稳作业可方便地选用各自任务的潮流或 32 基于多个潮流方式进行逐个扫描计算 还可对小干扰作业集进行方便的管理和设置 3 故障设置简单快捷 可方便的进行各种故障的批量设置 简化作业定义操作 4 数据分解 将不同的数据对象提交给同一类型的计算程序 5 功能流分解 可自动将一个任务的输出连接到下一个任务的输入 实现电网仿真到裕度分析 辅助 决策的自动过渡和转换 6 大幅提高离线分析速度 通过批量提交计算任务 可极大减轻方式计算人员电网 仿真计算工作量 7 计算过程的实时监控 在执行计算过程中 当有任务计算完毕时 平台会主动在界面上显示 使得用户可以 监视平台任务的执行情况 8 结果输出灵活多样 可以实时查看当前任务的计算结果以及历史数据的计算结果