电力系统分析仿真实验.docx

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电力系统分析仿真实验

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：

固定模型库

用户自定义模型库

固定模型库

电网基础数据库

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

报表、图形、曲线、其他工具

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1

16.5000

2

18.1500

14.8500

0.00000

0.00000

发电2

18.0000

1

19.8000

16.2000

0.00000

0.00000

发电3

13.8000

1

15.1800

12.4200

0.00000

0.00000

GEN1-230

230.0000

2

0.0000

0.0000

0.00000

0.00000

GEN2-230

230.0000

1

0.0000

0.0000

0.00000

0.00000

GEN3-230

230.0000

1

0.0000

0.0000

0.00000

0.00000

STNA-230

230.0000

2

0.0000

0.0000

0.00000

0.00000

STNB-230

230.0000

2

0.0000

0.0000

0.00000

0.00000

STNC-230

230.0000

1

0.0000

0.0000

0.00000

0.00000

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

GEN1-230

STNA-230

1

I侧

标么

0.01

0.085

0.088

0.0

0.255

0.0

常规

STNA-230

GEN2-230

2

I侧

标么

0.032

0.161

0.153

0.0

0.483

0.0

常规

GEN2-230

STNC-230

3

I侧

标么

0.0085

0.072

0.0745

0.0

0.216

0.0

常规

STNC-230

GEN3-230

4

I侧

标么

0.0119

0.1008

0.1045

0.0

0.3024

0.0

常规

GEN3-230

STNB-230

5

I侧

标么

0.039

0.17

0.179

0.0

0.51

0.0

常规

STNB-230

GEN1-230

6

I侧

标么

0.017

0.092

0.079

0.0

0.276

0.0

新建

GEN3-230

STNB-230

11

I侧

标么

0.039

0.17

0.179

0.0

0.51

0.0

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1

GEN1-230

7

三角形/星形接地

标么

0.000

0.05760

0.000

0.05760

常规

发电2

GEN2-230

8

三角形/星形接地

标么

0.000

0.06250

0.000

0.06250

常规

发电3

GEN3-230

9

三角形/星形接地

标么

0.000

0.05860

0.000

0.05860

新建

发电3

GEN3-230

9

三角形/星形接地

标么

0.000

0.04500

0.000

0.04500

续上表:

激磁电导

激磁电纳

变比

I侧主抽头电压

J侧主抽头电压

J侧抽头级差

J侧抽头位置

J侧最大抽头电压

J侧最小抽头电压

0.000

0.000

1.00

16.5

230.0

1.25

9

253.00

207.00

0.000

0.000

1.00

18.0

230.0

2.5

3

241.50

218.50

0.000

0.000

1.00

13.8

230.0

2.5

3

241.50

218.50

0.000

0.000

1.00

13.8

230.0

2.5

3

241.50

218.50

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1

Vθ

标么

100.0

0.00

0.0

1.040

0.0

0.0

0.0

0.0

常规

发电2

PV

标么

100.0

1.63

1.0

1.025

0.0

0.0

0.0

0.0

常规

发电3

PV

标么

100.0

0.85

1.0

1.025

0.0

0.0

0.0

0.0

新建

发电3

PV

标么

100.0

1.30

1.0

1.025

0.0

0.0

0.0

0.0

续上表:

有功上限

d轴暂态电抗Xd’

d轴次暂态电抗Xd’’

负序电抗X2

转子惯性时间常数Tj（s）

0.0

0.0608

0.0608

0.0608

47.28

0.0

0.1198

0.1198

0.1198

12.8

0.0

0.1813

0.1813

0.1813

6.02

0.0

0.1813

0.1813

0.1813

6.02

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-230

300

PQ

标么

1.250

0.500

0.000

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

常规

STNB-230

301

PQ

标么

0.900

0.300

0.000

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

常规

STNC-230

302

PQ

标么

1.000

0.350

0.000

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

新建

STNB-230

301

PQ

标么

1.500

0.300

0.000

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

区域定义数据:

区域名

区域号

区域-1

1

区域-2

2

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

潮流计算作业定义:

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

0.0001

50

1.10

0.90

2

规划方式

PQ分解法

0.0001

50

1.15

0.95

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；

（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、绘制出所有母线，输入母线数据；

b、添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入该元件数据；

（5）关闭“编辑模式”窗口；

（6）点击“运行模式”：

（7）点击“作业”菜单项，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“格式”菜单项，进行元件参数格式选择；

（12）点击“报表”菜单项，执行“潮流”命令,计算结果输出有图示、报表输出两种方。

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、实验结果

1、查看作业号1的计算结果

潮流计算摘要信息报表

PSASP（LoadFlow）EPRI,China

计算日期：

2012/03/29时间：

15:

17:

46

作业号：

1

作业描述：

计算方法：

Newton（PowerEquation）

基准容量：

100.0000

允许误差：

0.000100

本系统上限

母线：

910000

发电机：

33000

负荷：

36000

交流线：

610000

直流线：

010

两绕组变压器：

37000

三绕组变压器：

02000

移相变压器：

0200

UD模型调用次数：

0200

UP调用个数：

010

结果综述报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：

15:

17:

46

单位：

kA\kV\MW\Mvar

区域名

区域号

总有功发电

总无功发电

cosθg

总有功负荷

总无功负荷

cosθl

总有功损耗

总无功损耗

区域-1

1

248

-4.206

1

100

35

0.944

1.917

-44.282

区域-2

2

71.641

27.046

0.936

215

80

0.937

2.724

-47.878

全网

319.641

22.84

0.997

315

115

0.939

4.641

-92.16

全网母线（发电、负荷）结果报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：

15:

17:

46

单位：

kA\kV\MW\Mvar

母线名

电压幅值

电压相角

GEN1-230

235.93133

-2.2168

GEN2-230

235.92696

3.7197

GEN3-230

237.44118

1.9667

STNA-230

228.9951

-3.9888

STNB-230

232.9105

-3.6874

STNC-230

233.653

0.7275

发电1

17.16

0

发电2

18.45

9.28

发电3

14.145

4.6648

全网交流线结果报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：

15:

17:

46

单位：

kA\kV\MW\Mvar

I侧母线名

J侧母线名

编号

I侧有功

I侧无功

I侧充电功率

J侧有功

J侧无功

J侧充电功率

GEN1-230

STNA-230

1

40.937

22.893

9.26

40.68

38.687

8.723

GEN2-230

STNC-230

3

76.38

-0.797

7.839

75.905

10.704

7.689

GEN3-230

STNB-230

5

60.817

-18.075

19.077

59.463

13.457

18.356

STNA-230

GEN2-230

2

-84.32

-11.313

15.167

-86.62

8.381

16.099

STNB-230

GEN1-230

6

-30.537

-16.543

8.101

-30.704

-1.03

8.313

STNC-230

GEN3-230

4

-24.095

-24.296

10.785

-24.183

-3.12

11.137

全网两绕组变压器结果报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：

15:

17:

46

单位：

kA\kV\MW\Mvar

I侧母线名

J侧母线名

编号

I侧有功

I侧无功

J侧有功

J侧无功

GEN1-230

发电1

7

-71.641

-23.923

-71.641

-27.046

发电2

GEN2-230

8

163

6.654

163

-9.178

发电3

GEN3-230

9

85

-10.86

85

-14.955

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

潮流计算摘要信息报表

PSASP（LoadFlow）EPRI,China

计算日期：

2012/03/29时间：

15:

27:

48

作业号：

1

作业描述：

计算方法：

PQDecoupled

基准容量：

100.0000

允许误差：

0.000100

本系统上限

母线：

910000

发电机：

33000

负荷：

36000

交流线：

610000

直流线：

010

两绕组变压器：

37000

三绕组变压器：

02000

移相变压器：

0200

UD模型调用次数：

0200

UP调用个数：

010

结果综述报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：

15:

27:

48

单位：

kA\kV\MW\Mvar

区域名

区域号

总有功发电

总无功发电

cosθg

总有功负荷

总无功负荷

cosθl

总有功损耗

总无功损耗

区域-1

1

248

-4.201

1

100

35

0.944

1.916

-44.281

区域-2

2

71.641

27.049

0.936

215

80

0.937

2.724

-47.878

全网

319.641

22.848

0.997

315

115

0.939

4.64

-92.159

全网母线（发电、负荷）结果报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：

15:

27:

48

单位：

kA\kV\MW\Mvar

母线名

电压幅值

电压相角

GEN1-230

235.93088

-2.2168

GEN2-230

235.92655

3.7197

GEN3-230

237.44093

1.9667

STNA-230

228.99422

-3.9888

STNB-230

232.90964

-3.6874

STNC-230

233.65245

0.7275

发电1

17.16

0

发电2

18.45

9.28

发电3

14.145

4.6647

全网交流线结果报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：

15:

27:

48

单位：

kA\kV\MW\Mvar

I侧母线名

J侧母线名

编号

I侧有功

I侧无功

I侧充电功率

J侧有功

J侧无功

J侧充电功率

GEN1-230

STNA-230

1

40.937

22.895

9.26

40.68

38.689

8.723

GEN2-230

STNC-230

3

76.38

-0.796

7.839

75.905

10.705

7.688

GEN3-230

STNB-230

5

60.816

-18.073

19.077

59.463

13.458

18.356

STNA-230

GEN2-230

2

-84.32

-11.314

15.166

-86.62

8.379

16.099

STNB-230

GEN1-230

6

-30.537

-16.545

8.101

-30.704

-1.032

8.313

STNC-230

GEN3-230

4

-24.095

-24.297

10.785

-24.183

-3.121

11.137

全网两绕组变压器结果报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：

15:

27:

48

单位：

kA\kV\MW\Mvar

I侧母线名

J侧母线名

编号

I侧有功

I侧无功

J侧有功

J侧无功

GEN1-230

发电1

7

-71.641

-23.927

-71.641

-27.049

发电2

GEN2-230

8

163

6.657

163

-9.175

发电3

GEN3-230

9

85

-10.858

85

-14.953

PQ分解法与牛顿法结果比较：

将牛顿法的计算结果与PQ分解法的结果进行比较可以发现，两种方法的最终计算结果相差很小，这说明PQ分解法虽然简化了计算过程，但是不会降低计算结果的精度。

其原因在于，PQ分解法是极坐标形式的牛顿—拉夫逊潮流计算的一种简化算法，由于这些简化只涉及修正方程的系数矩阵，并未改变节点功率平衡方程和收敛判据，因而不会降低计算结果的精度。

3、选图示化输出查看结果

图1区域1潮流计算结果

图2区域2潮流计算结果

图3母线GEN1-230潮流计算结果

图4母线GEN2-230潮流计算结果

图5母线GEN3-230潮流计算结果

图6母线STNA-230潮流计算结果

图7母线STNB-230潮流计算结果

图8母线STNC-230潮流计算结果

图9发电1潮流计算结果

图10发电2潮流计算结果

图11发电3潮流计算结果

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”。

图12修改后发电2潮流计算结果

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”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）进行潮流计算。

点击“数据回存”，给定数据组名为“发电2大”。

通过以上两步可以知道：

仅点击“数据修改”按钮，修改数据，然后进行潮流计算，此时数据只参与本次运算，并不改变数据组内的数据，对以后运算也不产生影响。

若要保存修改后的数据，需要在数据修改完后点击“数据回存”，便会生成新的数据组，可以用于以后的运算。

7、浏览“基础数据—发电机及其调节器数据”。

8、将潮流作业1的全部内容复制为作业3。

9、查看潮流作业3的数据。

10、“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

潮流计算摘要信息报表

PSASP（LoadFlow）EPRI,China

计算日期：

2012/03/29时间：

15:

45:

27

作业号：

3

作业描述：

计算方法：

Newton（PowerEquation）

基准容量：

100.0000

允许误差：

0.000100

本系统上限

母线：

910000

发电机：

33000

负荷：

36000

交流线：

610000

直流线：

010

两绕组变压器：

37000

三绕组变压器：

02000

移相变压器：

0200

UD模型调用次数：

0200

UP调用个数：

010

结果综述报表

作业号：

1计算日期：

2012/03/29时间：