BPA潮流计算实验指导书

PSD-BPA电力系统分析程序实验1潮流计算一、实验目的1了解并掌握电力系统计算机算法的相关原理。2了解和掌握PSD-BPA电力系统分析程序稳态分析方法（即潮流计算）。3了解并掌握PSD-BPA电力系统分析程序单线图和地理接线图的使用。二、实验背景随着科学技术的飞速发展，电力系统也在不断地发展，电网通过互联变得越来越复杂，同时也使系统稳定问题越来越突出。无论是电力系统规划、设计还是运行，对其安全稳定进行分析都是极其重要的。PSD-BPA软件包主要由潮流和暂稳程序构成，具有计算规模大、计算速度快、数值稳定性好、功能强等特点，已在我国电力系统规划、调度、生产运行及科研部门得到了广泛应用。 本实验课程基于PSD-BPA平台，结合电力系统分析计算机算法课程，旨在引导学生将理论知识和实际工程相结合，掌握电力系统稳态、暂态分析的原理、分析步骤以及结论分析。清晰认知电力系统分析的意义。三、原理和说明1. 程序算法PSD-BPA电力系统分析程序稳态分析主要是潮流计算，软件中潮流程序的计算方法有P_Q分解法，牛顿_拉夫逊法，改进的牛顿拉夫逊算法。采用什么算法以及迭代的最大步数可以由用户指定。注：采用P-Q分解法和牛顿拉夫逊法相结合，以提高潮流计算的收敛性能，程序通常先采用P-Q分解法进行初始迭代，然后再转入牛顿拉夫逊法求解潮流。2. 程序主要功能可进行交流系统潮流计算，也可进行包括双端和多端直流系统的交直流混合潮流计算。除了潮流计算功能外，该软件还具有自动电压控制、联络线功率控制、系统事故分析（N-1开断模拟）、网络等值、灵敏度分析、节点PV、QV和PQ曲线、确定系统极限输送水平、负荷静特性模型、灵活多样的分析报告、详细的检错功能等功能。3. 输入、输出相关文件*.dat 潮流计算数据文件*.bse 潮流计算二进制结果文件（可用于潮流计算的输入或稳定计算）*.pfo 潮流计算结果文件*.map 供单线图格式潮流图及地理接线图格式潮流图程序使用的二进制结果文件*.pff，*.pfd 中间文件（正常计算结束后将自动删除。不正常时，将留在硬盘上，可随时删除）pwrflo.dis 储存一个潮流作业计算时屏幕显示的信息。pfcard.def 定义潮流程序卡片格式文件，用户可更改及调整该文件。该文件安装时放在与潮流程序相同的目录中。打开TextEdit应用程序时先读入该文件。4. 程序常用控制语句常用的控制语句主要包括：(1) 指定潮流文件开始的一级控制语句“(POWERFLOW, CASEID=方式名, PROJECT=工程名)”(2) 指定计算方法和最大迭代次数的控制语句“/SOL_ITER, DECOUPLED=PQ法次数, NEWTON=牛拉法次数”；(3) 指定计算结果输出的控制语句“/P_OUTPUT_LIST, ”；(4) 指定计算结果输出顺序的控制语句“/RPT_SORT= ”；(5) 指定计算结果分析列表的控制语句“/P_ANALYSIS, LEVEL= ？”；(6) 指定潮流结果二进制文件名的控制语句“/NEW_BASE, FILE = 文件名”；(7) 指定潮流图和地理接线图使用的结果文件控制语句“/PF_MAP，FILE=文件名”；(8) 指定网络数据的控制语句“/NETWORK_DATA”；(9) 指定潮流数据文件结束的控制语句“(END)”；5. 程序常用卡片BPA网络数据，以卡片形式输入，数据必须严格按规定的格式录入，否则软件无法识别。潮流计算中，常用的卡片有B卡：节点参数、L/E卡：线路参数、T/R卡：变压器参数。交流数据节点通常填写B卡，可以表示发电机端点、线路连接点、变压器端点、负荷节点等，其中可以填写值包括负荷、发电机有功无功出力、无功补偿、电压值等变量；可选的节点类型：PQ节点、PV节点、V节点；根据不同的节点填写不同的节点类型和数据，必须填写类型、节点名、基准电压。图1 B卡节点数据卡格式对称线路卡一般填写L卡，该卡用于模拟对称的型支路。图2 L卡对称线路数据卡变压器支路通常填写T、TP卡，本卡模拟的是两绕组变压器和移相器。三绕组变压器先按常规方法化为三台两绕组变压器后再用此卡模拟。变压器和移相器抽头可以是固定的，也可以是可调的。如为可调的，则要附加填写R卡。图3 T变压器数据卡注：不同卡片规定的格式中，各字段所代表的意义具体见PSD-BPA潮流程序说明书6. 计算结果介绍（PFO文件）潮流计算结果文件内容主要分下述几个方面：1） 程序控制语句列表。2） 输入、输出文件及输出的内容列表。3） 错误信息。如为致命性错误，则中断计算。4） 误差控制参数列表。5） 迭代过程。6） 计算结果输出：详细计算结果列表：按节点、与该节点相联接支路顺序，并根据用户的要求（通过控制语句控制）可按照字母、分区或区域排序输出潮流计算结果。分析报告列表：并根据用户的要求（通过控制语句控制），输出各种潮流分析报告。7） 错误信息统计。7. 算例IEEE 9节点例题：图1 IEEE9节点系统接线图节点参数、线路参数及变压器参数分别见表1表3。表1 IEEE 9节点算例节点参数表2 IEEE 9节点算例线路参数表3 IEEE 9节点算例变压器参数注：表1-表3中功率基准值为100MVA；电阻、电感值为标幺值。对应于上述系统及数据的潮流计算数据（IEEE90.DAT）见例1。例1：(POWERFLOW,CASEID=IEEE9,PROJECT=IEEE_9BUS_TEST_SYSTEM) /SOL_ITER,DECOUPLED=2,NEWTON=15,OPITM=0 ./P_INPUT_LIST,ZONES=ALL /P_OUTPUT_LIST,ZONES=ALL/RPT_SORT=ZONE/NEW_BASE,FILE=IEEE90.BSE /PF_MAP,FILE = IEEE90.MAP /NETWORK_DATABS GEN1 16.501 999. 999. 1.04 B GEN1 230.01 B STATIONA 230.01 125. 50.0 0. B STATIONB 230.01 90. 30.0 0. B STATIONC 230.01 100. 35.0 0. 000 B GEN2 230.01 BE GEN2 18.001 163. 999 10 25 B GEN3 230.01BE GEN3 13.801 85. 999. 1025 .L - transmission lines - L GEN1 230. STATIONA230. .0100 .0850 .0440 L GEN1 230. STATIONA230.2 .0100 .0850 .0440 L GEN1230. STATIONB230. .0170 .0920 .0395 L STATIONA230. GEN2230. .0320 .1610 .0765 L STATIONB230. GEN3230. .0390 .1700 .0895 L GEN2230. STATIONC230. .0085 .0720 .03725 L STATIONC230. GEN3230. .0119 .1008 .05225 .T- transformers - T GEN116.5 GEN1230. .0576 16.5 230. T GEN218.0 GEN2230. .0625 18.0 230. T GEN313.8 GEN3230. .0586 13.8 230. (END)四、实验项目和方法，1、在PSD-BPA平台上，建立IEEE9节点系统潮流计算模型，并分析结果。2、在PSD-BPA单线图程序上，建立IEEE9节