电力系统软件工程Word下载.docx
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③提供继电保护、自动装置设计和整定计算的依据。
④为调压计算、经济运行计算、短路和稳定计算提供必要的数据。
1.2网络结构分析
(1)网络接线方式分类及特点:
电力网的接线方式虽繁杂便一个不相同,但基本接线方式只有为数不多的几种。
通常按供电可靠性不同可分为无备用和有备用两类。
无备用:
变电站(用户)只能从一条线路区的电能。
有单回路放射式、干线式、链式。
这类接线简单、投资少、运行维护方便;
但供电可靠性较低,任一线路故障或检修时,都要终端部分用户供电,而且干线式、链式线路尝试,末端电压可能偏低。
有备用:
变电站(用户)可以从两条几两条以上的线路取得电能。
由双回路放射式、干线式、链式以及环形和两端电网络。
双回路放射式、干线式、链式接线简单,运行方便,供电可靠性和电压质量高,但设备费用显著增大。
环形接线供电可靠性高,投资少,但运行调度复杂;
故障或检修开环运行时,要检验某些线路是否过负荷,某些负荷点电压质量能否满足要求。
两端供电网络供电可靠性高,投资少,故障、检修时电压质量好,但运行调度复杂,而且必须有相对位置适宜的两个独立电源,才能采用这种接线。
在电力系统分析计算中,有时又将电力系统接线分为开式网络和闭式网络。
(2)简单辐射网络的潮流计算方法:
辐射形电力网的分析计算,根据已知条件的不同分两种,此部分内容可总结为“两类过程”和“一般步骤”。
两类过程:
1已知末端功率与电压:
即从末端逐级往上推算,直至求得各要求的量。
②已知末端功率、始端电压:
末端可理解成一负荷点,始端为电源点或电压中枢点。
采用迭代法。
一般步骤:
1假设末端电压为线路额定电压,利用第一种方法求得始端功率及全网功率分布。
②用求得的线路始端功率和已知的线路始端电压,计算线路末端电压和全网功率分布。
③用第②步求得的线路末端电压计算线路始端功率和全网功率分布,如求得的各线路功率与前一次相同计算的结果相差小于允许值,就可以认为本步求得的线路电压和全网功率分布为最终计算结果。
否则,返回第二步重新进行计算。
(3)简单闭式网络的潮流计算
闭式网络包括环网和双端供电网,环网在电源点分裂,即可等效为双端供电网,故下面针对双端供电网潮流计算进行介绍。
①由已知系统接线图做系统主干网的简化等值电路;
②求运算功率或运算负荷;
③在简化的等值电路上,由运算功率和运算负荷求初步功率分布(即不计损耗时的功率分布)。
④据初步功率分布,确定功率分点(即电压最低点);
在功率分点将两端供电网拆开成两个开式网。
如果有功功率分点与无功功率分点不在同一点,通常网络电压最低点在无功分点处,此时可在无功分点上将两端供电网拆成两个开式网。
⑤在两个开式网上,分别根据已知条件的具体情况,选用“两类过程”之一,计算网络的功率和电压分布。
(4)复杂闭式网的潮流计算
复杂闭式网潮流计算的最初两步与简单闭式网相同。
电路理论中的任何网络简化法都可在此用来简化网络,如:
串并联变换、等值电源发,负荷移植法,星网变换法等。
但复杂网络用手工计算太大,如果网络结点再增加的话手工计算就很难实现。
因此常用计算机来实现。
计算机通过网络数学模型把电力网络中物理现象的分析归结为某种形式的数学问题,电力网络的状态可以用一组代数方程来描述,如节点电压方程、回路电流方程、割集电压方程等。
其中最常用的是节点电压方程和由其导出的节点功率平衡方程。
潮流计算用的数值计算方法为一般迭代法和牛顿迭代法。
第二章 PSASP潮流计算
2.1、PSASP潮流计算概述
潮流计算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,确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。
通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。
待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角,以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
PSASP潮流计算的流程和结构如下图所示:
图1.19节点系统
以一个图所示9节点系统为例,计算其在常规、规划两种运行方式下的潮流。
规划运行方式即在常规运行方式下,其中接于一条母线(STNB-230)处的负荷增加,对原有电网进行改造后的运行方式,具体方法为:
在母线GEN3-230和STNB-230之间增加一回输电线,增加发电机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。
图1.2新增或改造的元件
2.2、数据准备
1.指定数据目录及基准容量
双击PSASP图标,弹出PSASP封面后,按任意键,即进入PSASP主画面,如图2.1所示:
图2.1PSASP主画面
在该画面中,要完成的工作如下:
(1)指定数据目录
第一次可通过“创建数据目录”按钮,建立新目录,如:
C:
\CLJS。
以后可通过“选择数据目录”按钮,选择该目录。
(2)给定系统基准容量
系统基准容量项中,键入该系统基准容量,如100MVA。
建立了数据之后,该数不要轻易改动。
2.录入系统潮流计算数据
基础数据(系统参数)表2-2所示:
表2-2潮流计算数据(系统参数)
a、母线数据
母线名
基准电压(kV)
所属区域
电压上限
电压下限
发电1
16.500
2
18.150
14.850
发电2
18.000
1
19.800
16.200
发电3
13.800
15.180
12.420
GEN1-230
230.000
GEN2-230
GEN3-230
STNA-230
STNB-230
STNC-230
b、交流线数据
编号
所属数据组
I侧母线名
J侧母线名
单位
R1
X1
B1/2
常规
p.u.
0.0100
0.0850
0.0880
0.0320
0.1530
3
0.0745
4
0.0119
0.1045
5
0.0390
0.1790
6
0.0170
0.0790
11
新建
c、两绕组变压器数据
Tk
7
dYn
0.000
0.0576
1.0
8
0.0625
9
0.0586
0.0450
d、发电机数据
母线类型
P
Q
电压幅值
电压相角
slack
1.040
0.00
PV
1.630
1.025
0.850
1.300
e、负荷数据
PQ
1.250
0.050
0.900
0.300
1.000
0.350
1.500
f、区域数据
区域名
区域号
区域-1
在PSASP主画面中,点击“图形支持环境”按钮,进入图形支持环境,再点击“编辑模式”按钮,即进入系统单线图编辑窗口,分别录入系统母线、交流线、变压器、发电机和负荷的数据,以下以变压器为例,如图2.2所示:
图2.2两绕组变压器数据
注意:
变压器是发I侧为标准侧,I、J侧互换后,变压器的等效π型等值电路不同,故其I、J侧不能互换。
2.3、潮流计算基础方案的定义
在做电力系统分析计算之前,PSASP要求首先确定潮流计算的基础方案,即定义待计算电网的规模、结构和运行方式,以便从已建立的电网基础数据库中抽取数据,建立潮流计算的基础电网模型。
现定义二个方案:
表2-3基础电网模型
方案名
数据组
方案解释
常规方式
常规运行方式
规划方式
常规+新建
规划运行方式
在文本环境窗口中点击“计算”下拉菜单中的“方案定义”或在图形支持的运行模式窗口中点击“作业”下拉菜单中的“方案定义”,弹出方案定义窗口如图2.3所示。
图2.3方案定义窗口
当键入新的方案名时,“已选项”框中没有内容,可从窗口下部左侧候选的数据组中加以选择。
在“已选项”框中可以删除已选的数据组和改变其次序。
“已选项”框中的最终内容和次序,即是新定义的方案内容。
2.4、潮流计算作业的定义和执行
潮流计算的基础方案给出了待计算电网的网络结构、参数和各节点发电、负荷等基本数据,再配以不同的计算控制信息(包括发电、负荷的按比例修改等),即可得到不同的潮流计算作业。
现定义二个潮流作业如表2-4所示:
表2-4二个潮流作业
作业
号
计算方法
允许误差
迭代次数上限
电压
上限
下限
牛拉法
1e-5
50
1.10
0.90
PQ分解法
1.15
0.95
在文本和图形环境下均可以定义不同的潮流计算作业,每一作业需给定一个作业号。
图2.4潮流计算信息
潮流作业的定义时要给定潮流作业号,选择该作业所对应的方案、给定电压的上下限、选择潮流计算的方法等。
点击作业页上的“刷新”按钮,按作业定义从基础数据库中重新抽取数据,以刷新该潮流作业计算数据;
点击“删除”按钮,可删除该潮流作业;
点击“编辑...”按钮,激活以下的数据栏,可进一步给出该潮流作业所包含的其它内容。
计算方法数据栏要选择计算方法及给定迭代时允许误差及迭代次数上限,在PSASP时,提供了5种计算方法:
①PQ分解法;
②牛顿法(功率式);
③最佳乘子法;
④牛顿法(电流式);
⑤PQ-牛顿法(功率式),在计算时可根据实际系统特性选择合适的算法。
数据修改:
当选择或定义了一个作业之后,便生成了该作业的计算数据。
可以仅对计算数据进行调整和修改,而不影响基础数据。
潮流计算的作业计算数据包括交流线、变压器、发电机、负荷和直流线的数据(参见作业数据的调整和修改)。
数据回存:
使用“数据回存”功能,可将计算数据所做的修改存回到基础数据中。
定义好潮流作业后,点击“计算”按钮,执行定义好的作业的潮流计算,在计算过程窗口中显示迭代过程。
关闭该窗口,返回潮流计算信息窗口。
一个潮流作业成功执行(指收敛)后,结果保存在潮流计算结果库中,查看时,可根据需要做进一步的编辑,在输出形式上有报表、图示和曲线等。
在文本支持窗口中,点击“结果|潮流”,弹出:
图2.5潮流计算结果
再点击“报表输出”按钮,进入:
图2.6报表输出
设置输出基本信息,选择输出范围,输出方式,选中对象,选择变量,点击“输出”按钮,所得报表如下:
图2.7PSASPforWindows
2.图示化输出
在文本支持窗口中,点击“结果|潮流|图示化输出”,弹出:
图2.8图示化选择
(1)母线支路图示化
在图示化选择窗口中,选中“母线支路图示化”,点击“确定”按钮,弹出母线支路选择窗口,在这窗口中设置基本信息,在对象中选择“母线”,再在母线信息栏中选定一个母线:
1,点击“确定”按钮退出后,即显示该母线结果图2.9所示:
图2.9母线结果
(2)区域图示化
在图示化选择窗口中,选中“区域图示化”,点击“确定”按钮,弹出区域选择窗口,设置基本信息,选择区域1,点击“确定”按钮退出后,即显示该区域结果图2.10所示:
图2.10区域结果
3.图形支持环境结果显示
在图形支持环境的运行模式下,选取菜单“视图|潮流结果”或都点击工具条“浏览结果”按钮,弹出作业选择窗口,选择某一曾经计算过的作业号后,点击“确定”按钮,即显示该作业的原计算结果如图2.11所示:
图2.11作业的原计算结果
结论
《电力系统综合程序》(PSASP)是近年来电力系统广泛应用的软件,极大的方便了大系统潮流计算的用户。
应用PSASP进行潮流计算时,首先建立元件数据库,如母线数据、交流线数据、变压器数据以及发电机和负荷数据等;
然后定义方案在一个数据组中,以确定网架结构;
再次是定义潮流作业;
最后执行潮流计算。
通过以上步骤对复杂电力网进行潮流计算。
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