利用PSASP进行潮流计算.docx
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利用PSASP进行潮流计算
1设计目的1
2关于PSASP1
2.1软件简介1
2.2PSASP软件的体系结构1
3关于牛顿—拉夫逊算法2
3.1牛顿—拉夫逊算法简介2
3.2牛顿—拉夫逊法计算潮流3
4九节点电力系统的单线图及元件数据5
4.1单线图5
4.2元件数据6
5潮流计算结果8
6结论12
7参考文献12
1设计目的
电力系统潮流计算就是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。
潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布,用以检查系统个元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率的分布和分配是否合理以及功率损耗。
通过电力系统分析仿真软件PSASP7.0对任务书中所给出的9节点系统进行潮流计算,并导出结果。
2关于PSASP
2.1软件简介
PSASP是电力系统分析综合程序(PowerSystemAnalysisSoftwarePackage的简称。
PSASP是一套由电科院开发的具有我国自主知识产权,便捷高效、高度集成的开放软件。
它基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持,可以进行电力系统的各种分析计算,例如:
潮流计算、短路电流计算、网损分析、静态安全分析等。
并可以输出各种计算结果。
2.2PSASP软件的体系结构
PSASP的体系分为三层,第一层为公用数据和模型的资源库;第二层为基于资源库的应用程序包;第三层为计算结果库和分析工具。
在使用PSASP时,用户首先利用电网基础数据库、模型库、用户程序库讲模型数据输入到PSASP中;然后使用应用程序包对输入的模型数据进行潮流计算、网损分析等计算;最后将计算结果输出到结果库并可以将结果用报表、图形、曲线等形式输出出来。
PSASP软件的特点
1、有公用数据库作支持,可以共用基础数据。
2、有固定模型库和用户自定义模型库作支持。
3、有文本和图形两种方式计算。
4、有多种形式的结果分析输出。
5、有多种常用软件接口。
fn(x1(0),x2(0),...,xn(0))+
f1
x1
Dx1+f1
x2
Dx2+...+f
0
xn
xn
0
=yn
6、有能力计算大规模的交直流混合电力系统。
3关于牛顿—拉夫逊算法
3.1牛顿—拉夫逊算法简介
牛顿—拉夫逊法(Newton-Raphson法)是求解非线性代数方程的计算方法中一种有效
的计算方法。
在使用这个此算法进行迭代的过程中,非线性问题通线性化而得到逐步化简。
牛顿—拉夫逊法早在20世纪50年代末就已经被应用于求解电力系统潮流问题。
设有非线性方程组
可写成
再将上式2-1用泰勒级数展开可得
取第一式为例
f1(x1+x1,x2+x2,,xn+xn)
=y1
数。
如近似解x(0)与精确解相差不大,则x的高次方可略去,从而也可略去,由此可
以得到一组线性方程组,常称为修正方程组。
它可以用矩阵的形式表示
式中:
J称为函数f的雅可比矩阵;x为由x组成的列向量;f则称不平衡量的列向量。
将x(0)代入,可得f、J中的各元素。
然后用任何一种解线性代数方程的方法,可求得x(0),从而求得经第一次迭代后x的新值x=x(0)+x(0)。
再将求得的x
(1)代入,又可求得f、J中各元素的新值,从而解得x
(1)以及x
(2)=x
(1)+x
(1)。
如此循环不已,最后可获得对初始式子足够精确的解。
运用这种方法计算时,初值要选择比较接近他们的精确解,否则迭代过程可能不收敛
3.2牛顿—拉夫逊法计算潮流
形成了雅可比矩阵后并建立了修正方程式,运用牛顿—拉夫逊法计算潮流的核心问题已
解决,已有可能列出基本计算步骤并编制流程图。
显然,其修正方程式有两中不同表示方式,
但牛顿—拉夫逊法潮流计算的基本步骤却大体上一致,如下几步:
1、形成节点导纳矩阵Y;
2、设各节点电压的初值e(0),f(0);
3、将各节点电压初始值代入式(2—9)中,求修正方程式中的不平衡量P(0),Q(0)和
4、将各节点电压的初值代入雅可比矩阵表达式中,求修正方程式的系数矩阵;
5、解修正方程式,求各节点电压的变化量,即修正量e(0)、f(0);
6、计算各节点电压的新值,即修正后的值
ei=ei(0)+ei(0);fi=fi(0)+fi(0);(3-7)
7、运用各节点电压新值顺次进行下一次迭代;
8、计算平衡点功率和线路功率。
其中平衡点功率为
~•n
Ss=UsYisUi=Ps+jQs(3-8)
i=1
线路功率为
从而,线路上损耗的功率为
Sij=Sij+Sji=Pij+jQij(3-11)
4九节点电力系统的单线图及元件数据
4.1单线图
由PSASP软件可导出单线图,如图4-1所示,
图4-1
4.2元件数据
九节点电力系统中各元件数据如下面各表所示
表4-1两绕组变压器数据报表
数据组
变压器
的名称
有效标
记
I侧节
点名
J侧节点
名
编号
I侧连
接方式
J侧连
接方式
单位
X1
Gm
Bm
Tk
BASIC
T2w_1
1
发电2
GEN2-230
8
D
YG
1
0.0625
0
0
1
BASIC
T2w_2
1
发电3
GEN3-230
9
D
YG
1
0.0586
0
0
1
BASIC
T2w_3
1
发电1
GEN1-230
7
D
YG
1
0.0576
0
0
1
BASIC
T2w_4
1
发电2
GEN2-230
10
D
YG
1
0.0625
0
0
1
BASIC
T2w_5
1
发电2
GEN2-230
0
D
YG
1
0.0625
0
0
1
Vi0(kV)
最高档
位2
最低档
位2
主抽头
档位2
Vjstep
Vj0(kV)
Vjpos
零序连
接方式
R0
X0
物理参
数组号
18
1
5
3
2.5
230
3
NO
####
99999
0
13.8
1
5
3
2.5
0
3
NO
####
99999
0
16.5
1
17
9
1.25
230
9
NO
####
99999
0
18
1
5
3
2.5
230
3
NO
####
99999
0
18
1
5
3
2.5
230
3
NO
####
99999
0
表4-2发电机数据报表
数据组
发电机名称
有效标记
发电机
节点
节点类型
单位
P
Q
电压幅值
Sn(MVA)
Pn(MW)
Xd'
Xd''
X2
Tj
BASIC
Gen1
1
发电2
-1
1
1.63
1
1.025
100
172.8
0
0
0
0
BASIC
Gen2
1
发电3
-1
1
0.85
1
1.025
100
115.2
0
0
0
0
BASIC
Gen3
1
发电1
0
1
0
0
1.04
100
222.75
0
0
0
0
表4-3负荷数据报表
数据组
负荷名称
有效标
记
负荷节点名
负荷编
节点类
型
单位
P
Q
电压幅
值
BASIC
Load1
1
STNC-230
302
1
1
1.05
0.4
1
BASIC
Load2
1
STNA-230
300
1
1
1.15
0.55
1
BASIC
Load3
1
STNB-230
301
1
1
0.95
0.25
1
表4-4交流线数据报表
数据
组
线路
名称
有效标记
I侧节点名
J侧节点名
编
I侧开关状态
J侧开关状态
单位
R1
X1
B1/2
R0
X0
所属
区域
BASIC
AC1
1
GEN2-230
STNC-230
3
1
1
1
0.0085
0.072
0.0745
99999
99999
1
BASIC
AC2
1
STNC-230
GEN3-230
4
1
1
1
0.0119
0.1008
0.1045
99999
99999
1
BASIC
AC3
1
STNA-230
GEN2-230
2
1
1
1
0.032
0.161
0.153
99999
99999
1
BASIC
AC4
1
GEN3-230
STNB-230
5
1
1
1
0.039
0.17
0.179
99999
99999
1
BASIC
AC5
1
GEN1-230
STNA-230
1
1
1
1
0.01
0.085
0.088
99999
99999
1
BASIC
AC6
1
STNB-230
GEN1-230
6
1
1
1
0.017
0.092
0.079
99999
99999
1
BASIC
AC7
1
STNA-230
GEN2-230
11
1
1
1
0.032
0.161
0.153
99999
99999
1
BASIC
AC8
1
GEN1-230
STNA-230
12
1
1
1
0.01
0.085
0.088
99999
99999
1
BASIC
AC9
1
GEN2-230
STNC-230
11
1
1
1
0.0085
0.072
0.0745
99999
99999
1
BASIC
AC10
1
STNB-230
GEN1-230
12
1
1
1
0.017
0.092
0.079
99999
99999
1
表4-5母线数据报表
母线名
所属分
区
厂站名
基准电
压
电压上
限
电压下
限
发电2
1
发电2
18
19.8
16.2
GEN2-230
1
发电2
230
0
0
STNC-230
1
发电2
230
0
0
GEN3-230
1
发电3
230
0
0
发电3
1
发电3
13.8
15.18
12.42
STNA-230
2
发电1
230
0
0
STNB-230
2
发电1
230
0
0
GEN1-230
2
发电1
230
0
0
发电1
2
发电1
16.5
18.15
14.85
表4-6节点数据报表
母线名
节点名
物理母线标记
基准电压
厂
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