电力系统稳态分析实验指导书

目 录\l“_TOC_250003“PSASP简介 1\l“_TOC_250002“试验工程 6\l“_TOC_250001“试验一简洁电力系统潮流计算 6试验二简单电力系统潮流计算 8\l“_TOC_250000“试验三电力系统优化调度计算 10I10PSASP简介PSASP(PowerSystemAnalysisSoftwarePackage)是由中国电力科学争论院研发的一套功能强大、使用便利的电力系统分析综合程序。主要用于电力系统规划设分析系统事故、寻求反事故措施；科研人员争论设备、元件投入系统等问题以及高等院校用于教学和争论。基于电网根底数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP可进展电力系统(输电、供电和配电系统)的各种稳态分析、故障分析及机电暂态分析计算。PSASP的三层体系构造PSASP是一个资源共享、高度集成和开放的大型软件包，其构造分为三层，如以下图所示：第一层是公用数据和摸型的的资源库，其中包括：电网根底数据库：包括发电机、负荷、变压器、交直流线等电网根本元件，供给了各种分析计算的根本数据支持。PSS、直流输电、静止无功补偿器等模型，供给了电力系统常用的模型支持。用户自定义模型库：由用户自定义(UD)方式建立的各种元件模型构成，用以扩大PSASP的模型功能支持。(UPI)方式实现的一些模型和功能程序构成，用以支持PSASP运行。其次层是基于资源库的应用程序包，在电网根底数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持下，可进展各种计算分析。其中包括：稳态分析：潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等；故障分析：短路计算、简单故障计算、继电保护整定计算等；机电暂态分析：暂态稳定计算、直接法暂态稳定计算、电压稳定计算、小干扰稳定计算、动态等值、马达起动、掌握系统参数优化与协调、电-机电暂态分析的次同步谐振计算等。第三层是计算结果库和分析工具，执行各种分析计算后，即生成相应的结果数据库，以便进一步承受不同的手段进展分析。PSASP计算流程PSASP计算的流程和构造如以下图所示：文本方式 图形方式数据录入和编辑文本方式图形方式数据录入和编辑文本方式图形方式电网根底数据库用户自定义模型库方案定义(电网构造)计算作业的定义(潮流、短路、暂稳…)文本方式图形方式执行计算计算结果库文本方式结果的编辑和输出图形方式图中，虚线以上是各种计算(潮流、暂态稳定、短路等)的公共局部，即根底数据预备。可通过文本和图形两种方式建立和编辑，最终生成可供各种计算分析的电网根底数据库。虚线以下为各种计算特有的局部。其中需要用户参与的有两局部：其一是计算作业的定义。确定电网的构造，运行方式及计算的掌握(计算方法，迭代误差、掌握功能的投入等)。这里有文本和图形两种方式支持。其二是计算结果的编辑和输出。即选择输出的范围和内容，这里有文本和图形两种方式：文本方式是生成报表、报表文件和简洁图示；图形方式是在单线图上直接标识。三、PSASP的电网根底数据库电网数据分类PSASP中依据物理特性和计算需要将数据分为四类：根底数据：基于物理特性的电力系统元件库及元件公用参数库，是电力系统分析计算的根底数据，这些数据比较稳定，且与执行什么计算无关。计算数据：依据不同计算的需要，与计算亲热相关的数据。如：暂态稳定计算所需的掌握信息，故障信息，这局部数据多是些临时性的掌握信息数据，需要不断地调整和修改。结果数据：各种计算结果的数据，这些数据与执行什么计算相关。用户自定义模型数据：作为扩大PSASP功能的用户自定义(UD)模型及其参数库。这局部虽与执行什么计算有关，如有潮流计算的UD模型和暂稳计算的UD模型之分，但它一次建好，可为多个电网所使用，因此是格外稳定的。根底数据的内容电网根底数据库是支持PSASP各种计算的公用数据库，分为根本元件库和元件公用参数库，由这两个库共同完成电力系统各元件的数据描述。每个数据库按元件不同又设置了假设干个数据表。根本元件数据库该库主要存放输电线、变压器，一次设备(发电机、负荷、直流、静补)和二次装置(调压器、调速器，PSS等)等系统元件的数据。元件公用参数数据库(PSS)、负荷、静补、直流等存在着不同的记录中含有一样数据的状况。因此，把一样的数据抽出来，作为公用参数库，这样系统各种元件(如发电机)的参数，只需填写一个参数组号，就可共享参数库中的相应参数，从而可进一步削减数据的冗余度。四、PSASP的使用方法〔以短路计算为例〕输入电网数据，形成电网根底数据库及元件公用参数数据库，〔后者含励磁调整器，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假设干数据组，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“根底数据”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，假设元件参数尚未输入，会自动弹出相关数据录入窗口，此时输入数据即可。留意：两种环境下，均应先输入母线数据，再处理其他元件！！！方案定义从根底数据库中抽取数据组，组合成不同方案，以确定电网的规模、构造和运行方式。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”“作业”“方案定义”命令。数据检查文本支持环境：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”“作业”“数据检查”命令。作业定义给出计算掌握信息，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。执行计算“短路计算信息”“计算”按钮即可。图形支持环境：运行模式”下，点击“视图”菜单项，执行“短路”命令，选择作业；点击“计算”菜单项，执行“短路”命令，执行计算；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。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。试验工程试验一简洁电力系统潮流计算一、试验目的：PSASP的电力系统的潮流计算。二、试验设备：计算机〔PSASP运行环境：Windows软件狗通过对如下图的电力系统的分析完成以下工作：PSASP把握在文本和图形环境下进展系统建模的方法。试验算例：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节点。计算系统的潮流分布。A C G

SLDDBSLDB四、试验方法PSASP五、试验步骤：在断开计算机电源的状况下，结实安装好软件狗，启动计算机，取S 100MVA；3〕选择“文本支持环境”B原始数据输入：选择菜单“数据”→“根底数据”，按如下挨次输入：1〕母线：定义“母线名”和“基准电压2〕复；4〕发电机及其调整器：选择母线名及母线类型5〕负荷：选择母线名及母线类型，输入“负荷号”，在“负荷功率”中输PQ数据。对输入的原始数据。Newton(PowerEquation)法计算一次潮流；选择菜单“计算”1按要求输出结果：选择菜单“结果”→“潮流”→“报表输出选择输出内容，输出方式优先选择“Excel按要求记录试验数据。关闭计算机主机及显示器。计算。六、试验报告记录试验数据用手算的方法计算该网络与试验结果进展比较。七、试验留意事项：不得删除或更改计算机中除上述名目以外的内容试验二简单电力系统的潮流计算一、试验目的：把握电力系统分析综合程序PSASP的使用方法，并用PSASP进展较二、试验设备：计算机〔PSASP〕Windows软件狗三、试验内容：通过对如图二所示的电力系统分析完成以下工作：PSASP把握在文本和图形两种环境下进展系统建模的方法。把握电力系统单线图的绘制及数据编辑的方法。把握牛顿-拉夫逊潮流计算方法和P-Q调整？把握各种调压措施及适用条件。仿真算例：如图二所示的电力系统中，变压器两侧电压等级分别为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、试验方法PSASP五、试验步骤：数据输入方案定义数据检查作业定义执行计算输出结果六、试验报告〔转变参数来调整电压自行设计表格〕七、试验留意事项：不得删除或更改计算机中除上述名目以外的内容。试验三电力系统优化调度计算一、试验目的：PSASP力系统模型，在负荷的状况下实现有功发电的最优安排，调整潮流实现网损最小。二、试验设备：计算机〔PSASP〕Windows软件狗三、试验内容：通过对如图三所示的电力系统分析完成以下工作：PSASP把握在文本和图形两种环境下进展系统建模的方法。把握电力系统单线图的绘制及数据编辑的方法。把握潮流计算方法和最优潮流求解方法。潮流求解。数据分析。仿真算例：如图三所示的电力系统中〔经典三机九节点系统〔SB=100MVA，VB=Vav〕1/21/20.0880000.153000根本数据如下：1母线数据母线名基准电压电压上限电压下限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沟通线数据数据组 I侧母线J侧母线编号单位正序电阻正序电抗常规 GEN1-230STNA-2301I侧标么0.0100000.085000常规 STNA-230GEN2-2302I侧标么0.0320230.161000数据组 母线名母线数据组 母线名母线类型单位量额定功率有功发电〔MW〕电母线电 母线电压幅值 压相角0.0745000.1045000.1790000.079000常规GEN2-230STNC-2303I侧标么0.0085000.072023常规STNC-230GEN3-2304I侧标么0.0119000.100800常规GEN3-230STNB-2305I侧标么0.0390000.170000常规STNB-230GEN1-2306I侧标么0.0170000.0920233两绕组变压器数据数据组 I侧线母线 J侧母线编号连接方式单位正序电阻正序电抗常规 发电1 GEN1-2307三角形/星形接地标么0.0000.05760常规 发电2 GEN2-2308三角形/星形接地标么0.0000.06250常规 发电3 GEN3-2309三角形/星形接地标么0.0000.05860激磁电导激磁激磁电导激磁电纳变比0.0000.0001.000.0000.0001.000.00040.000发电机数据1.00〔MVA〕常规1Vθ标么100.0222.750.0000.001.04000.00常规2PV标么100.0172.81.6300.001.02500.00常规3PV标么100.0115.20.8500.001.02500.00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常规STNA-230300PQ标么1.2500.500常规STNB-230301PQ标么0.9000.300常规STNC-230302PQ标么1.0000.350四、试验方法PSASP五、试验步骤：称定义为常规方式，完成根本潮流数据计算。出力限制和费用函数如下所示，计算按根本潮流计算所需的费用。发电机名发电机母线名掌握类型P_MAXP_MIN1GEN1P可调2.50.12GEN2P可调3.00.13GEN3P可调2.70.1F5001.1P 0.095P21 G1 G1F355P 0.1225P 22 G2 G2F6001.2P 0.085P 1 G3 G11当中的常规方式下的根本潮流，目标函数选择自定义方式，点击进去选择有功费用最小，权系数选择1，方法选择牛顿法，计算因子当中的缓冲因子设为0.13。掌握变量为可控发电机，按上述的表格和公式将三台发电P可调。执行计算，得到发电机组的有功出力优化安排。输出结果，对优化前后的数据进展比照分析。目标函数为网损最小的最优潮流计算2、3、4，分别计算发电机无功可调，变压对网损的影响最大。留意：算法选择内点法即可。调整参数如下表所示：发电机名发电机母线名掌握类型Q_MAXQ_MIN1GEN1Q