武大电力系统分析实验报告.doc

电力系统分析上机实验实验报告实验一 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。² 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。² 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。² 文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“方案定义”命令。² 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。² 文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“数据检查”命令。² 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。² 文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令。² 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：² 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。² 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。² 文本支持环境： 点击“结果”菜单项，执行“短路”命令。² 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116.5000218.150014.85000.000000.00000发电218.0000119.800016.20000.000000.00000发电313.8000115.180012.42000.000000.00000GEN1-230230.000020.00000.00000.000000.00000GEN2-230230.000010.00000.00000.000000.00000GEN3-230230.000010.00000.00000.000000.00000STNA-230230.000020.00000.00000.000000.00000STNB-230230.000020.00000.00000.000000.00000STNC-230230.000010.00000.00000.000000.00000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GEN1-230STNA-2301I侧标么0.010.0850.0880.00.2550.0常规STNA-230GEN2-2302I侧标么0.0320.1610.1530.00.4830.0常规GEN2-230STNC-2303I侧标么0.00850.0720.07450.00.2160.0常规STNC-230GEN3-2304I侧标么0.01190.10080.10450.00.30240.0常规GEN3-230STNB-2305I侧标么0.0390.170.1790.00.510.0常规STNB-230GEN1-2306I侧标么0.0170.0920.0790.00.2760.0新建GEN3-230STNB-23011I侧标么0.0390.170.1790.00.510.0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 GEN1-2307 三角形/星形接地标么0.000 0.057600.000 0.05760 常规发电2 GEN2-2308 三角形/星形接地标么0.000 0.062500.000 0.06250 常规发电3 GEN3-2309 三角形/星形接地标么0.000 0.058600.000 0.05860 新建发电3 GEN3-2309 三角形/星形接地标么0.000 0.045000.000 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 V标么100.0 0.000.01.0400.00.00.00.0常规发电2 PV 标么100.0 1.631.01.0250.00.00.00.0常规发电3 PV 标么100.0 0.851.01.0250.00.00.00.0新建发电3 PV 标么100.0 1.301.01.0250.00.00.00.0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 0.060847.28 0.0 0.1198 0.1198 0.119812.8 0.0 0.1813 0.1813 0.18136.02 0.0 0.1813 0.1813 0.18136.02 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 300PQ 标么1.250 0.5000.000 0.00 0.000.00 0.00 0.00 常规STNB-230 301PQ 标么0.900 0.3000.000 0.00 0.000.00 0.00 0.00 常规STNC-230 302PQ 标么1.000 0.3500.000 0.00 0.000.00 0.00 0.00 新建STNB-230 301PQ 标么1.500 0.3000.000 0.00 0.000.00 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、实验报告（1）将实验结果采用图示、报表列出。（2）需要完成的计算任务：1、查看作业号1的计算结果不分区单位：有名值输出范围：全网输出对象：摘要信息、结果综述、母线、交流线、两绕组变压器数据输出方式：输出至文件潮流计算摘要信息报表PSASP(Load Flow) EPRI, China计算日期：2012/03/19 时间：9:24:10作业号： 1作业描述：计算方法： Newton (Power Equation)基准容量： 100.0000(MW)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：0200UD模型调用次数：0200UP调用个数：010结果综述报表作业号： 1 计算日期：2012/03/19 时间：9:24:10单位：kAkVMWMvar区域名区域号总有功发电总无功发电cosg总有功损耗总充电功率交流线DP变压器DP直流线DP区域-11248-4.20611.91774.8831.91700区域-2271.64127.0460.9362.72465.6632.72400全网319.64122.840.9974.641140.5464.64100区域名区域号直流线DQ总有功负荷总无功负荷cosl总无功损耗总电容无功总电抗无功区域-110100350.944-44.28200区域-220215800.937-47.87800全网03151150.939-92.1600全网母线(发电、负荷)结果报表作业号： 1 计算日期：2012/03/19 时间：9:24:10单位：kAkVMWMvar母线名电压幅值有功发电无功发电cosg类型电压相角有功负荷无功负荷cosl发电117.1671.6410227.04590.93555Slack0001发电218.451636.653660.99917PV9.28001发电314.14585-10.859710.99194PV4.6648001STNA-230228.9951000PQ-3.9888125500.92848STNB-230232.9105000PQ-3.687490300.94868STNC-230233.653000PQ0.7275100350.94386GEN1-230235.93133000-2.2168000GEN2-230235.926960003.7197000GEN3-230237.441180001.9667000全网交流线结果报表作业号： 1 计算日期：2012/03/19 时间：9:24:10单位：kAkVMWMvarI侧母线名J侧母线名编号I侧电压I侧有功I侧无功I侧电流I侧充电功率有功损耗无功损耗额定容量(kA)GEN1-230STNA-2301235.9313340.93722.8930.114789.260.257-15.7940GEN2-230STNC-2303235.9269676.38-0.7970.186937.8390.475-11.5010GEN3-230STNB-2305237.4411860.817-18.0750.1542819.0771.354-31.5320STNA-230GEN2-2302228.9951-84.32-11.3130.214515.1672.3-19.6940STNB-230GEN1-2306232.9105-30.537-16.5430.086098.1010.167-15.5130STNC-230GEN3-2304233.653-24.095-24.2960.0845510.7850.088-21.1760I侧母线名J侧母线名编号J侧电压J侧有功J侧无功J侧电流J侧充电功率容量上限(kA)越限容量%GEN1-230STNA-2301228.995140.6838.6870.141548.72300GEN2-230STNC-2303233.65375.90510.7040.189427.68900GEN3-230STNB-2305232.910559.46313.4570.1511318.35600STNA-230GEN2-2302235.92696-86.628.3810.2129716.09900STNB-230GEN1-2306235.93133-30.704-1.030.075188.31300STNC-230GEN3-2304237.44118-24.183-3.120.0592911.13700全网两绕组变压器结果报表作业号： 1 计算日期：2012/03/19 时间：9:24:10单位：kAkVMWMvarI侧母线名J侧母线名编号I侧电压I侧有功I侧无功有功损耗无功损耗实际变比发电1GEN1-230717.1671.64127.04603.1231发电2GEN2-230818.451636.654015.8321发电3GEN3-230914.14585-10.8604.0951I侧母线名J侧母线名编号J侧电压J侧有功J侧无功容量(MVA)容量上限越限容量%发电1GEN1-2307235.9313371.64123.923000发电2GEN2-2308235.92696163-9.178000发电3GEN3-2309237.4411885-14.9550002、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(Load Flow) EPRI, China计算日期：2012/03/19 时间：10:36:54作业号： 1作业描述：计算方法： PQ Decoupled基准容量： 100.0000(MW)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：0200UD模型调用次数：0200UP调用个数：010结果综述报表作业号： 1 计算日期：2012/03/19 时间：10:36:54单位：kAkVMWMvar区域名区域号总有功发电总无功发电cosg总有功损耗总充电功率交流线DP变压器DP直流线DP区域-11248-4.20111.91674.8821.91600区域-2271.64127.0490.9362.72465.6622.72400全网319.64122.8480.9974.64140.5444.6400区域名区域号直流线DQ总有功负荷总无功负荷cosl总无功损耗总电容无功总电抗无功区域-110100350.944-44.28100区域-220215800.937-47.87800全网03151150.939-92.15900全网母线(发电、负荷)结果报表作业号： 1 计算日期：2012/03/19 时间：10:36:54单位：kAkVMWMvar母线名电压幅值有功发电无功发电cosg类型电压相角有功负荷无功负荷cosl发电117.1671.6408427.049470.93554Slack0001发电218.451636.656540.99917PV9.28001发电314.14585-10.857840.99194PV4.6647001STNA-230228.99422000PQ-3.9888125500.92848STNB-230232.90964000PQ-3.687490300.94868STNC-230233.65245000PQ0.7275100350.94386GEN1-230235.93088000-2.2168000GEN2-230235.926550003.7197000GEN3-230237.440930001.9667000全网交流线结果报表作业号： 1 计算日期：2012/03/19 时间：10:36:54单位：kAkVMWMvarI侧母线名J侧母线名编号I侧电压I侧有功I侧无功I侧电流I侧充电功率有功损耗无功损耗额定容量(kA)GEN1-230STNA-2301235.9308840.93722.8950.114789.260.257-15.7940GEN2-230STNC-2303235.9265576.38-0.7960.186937.8390.475-11.5010GEN3-230STNB-2305237.4409360.816-18.0730.1542719.0771.353-31.5310STNA-230GEN2-2302228.99422-84.32-11.3140.214515.1662.3-19.6930STNB-230GEN1-2306232.90964-30.537-16.5450.08618.1010.167-15.5130STNC-230GEN3-2304233.65245-24.095-24.2970.0845610.7850.088-21.1760I侧母线名J侧母线名编号J侧电压J侧有功J侧无功J侧电流J侧充电功率容量上限(kA)越限容量%GEN1-230STNA-2301228.9942240.6838.6890.141558.72300GEN2-230STNC-2303233.6524575.90510.7050.189427.68800GEN3-230STNB-2305232.9096459.46313.4580.1511318.35600STNA-230GEN2-2302235.92655-86.628.3790.2129716.09900STNB-230GEN1-2306235.93088-30.704-1.0320.075188.31300STNC-230GEN3-2304237.44093-24.183-3.1210.0592911.13700全网两绕组变压器结果报表作业号： 1 计算日期：2012/03/19 时间：10:36:54单位：kAkVMWMvarI侧母线名J侧母线名编号I侧电压I侧有功I侧无功有功损耗无功损耗实际变比发电1GEN1-230717.1671.64127.04903.1221发电2GEN2-230818.451636.657015.8321发电3GEN3-230914.14585-10.85804.0951I侧母线名J侧母线名编号J侧电压J侧有功J侧无功容量(MVA)容量上限越限容量%发电1GEN1-2307235.9308871.64123.927000发电2GEN2-2308235.92655163-9.175000发电3GEN3-2309237.4409385-14.953000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，将与牛顿法不同的计算结果用红色标记。分析：两组数据经过比较发现仅有非常细微的差别,几乎是一样的，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。这是因为PQ分解法是极坐标形式牛顿法潮流计算的一种简化算法，而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区域1区域2母线GEN1-230母线GEN2-230母线GEN3-230母线STNA-230母线STNB-230母线STNC-230 发电1 发电2 发电3 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”。修改前：1）采用牛顿法输出母线“发电2” (母线“发电2” PG=1.63)2）采用PQ分解法输出母线“发电2”(母线“发电2” PG=1.63)修改后：1）采用牛顿法输出母线“发电2” (母线“发电2” PG=1.8)2）采用PQ分解法输出母线“发电2”(母线“发电2” PG=1.8)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”分析：将PG由1.63改为1.8之后，母线“发电2”的功率由163+j6.654变为了180-j10.178，相角由9.28度变为11.868度。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=1.636、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” 。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(Load Flow) EPRI, China计算日期：2012/03/19 时间：10:38:19作业号： 3作业描述：计算方法： Newton (Power Equation)基准容量： 100.0000(MW)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：0200UD模型调用次数：0200UP调用个数：010结果综述报表作业号： 3 计算日期：2012/03/19 时间：10:38:19单位：kAkVMWMvar区域名区域号总有功发电总无功发电cosg总有功损耗总充电功率交流线DP变压器DP直流线DP区域-11248-1.79411.79974.7351.79900区域-22103.10328.7650.9632.80465.5682.80400全网351.10326.9710.9974.603140.3034.60300区域名区域号直流线DQ总有功负荷总无功负荷cosl总无功损耗总电容无功总电抗无功区域-110110350.953-44.25300区域-220236.5800.947-43.77600全网0346.51150.949-88.02900全网母线(发电、负荷)结果报表作业号： 3 计算日期：2012/03/19 时间：10:38:19单位：kAkVMWMvar母线名电压幅值有功发电无功发电cosg类型电压相角有功负荷无功负荷cosl发电117.16103.1032828.76460.96322Slack0001发电218.451637.838470.99885PV7.0192001发电314.14585-9.632480.99364PV2.4809001STNA-230228.76515000PQ-5.8137.5500.93979STNB-230232.63124000PQ-5.386499300.95702STNC-230233.33059000PQ-1.7397110350.95293GEN1-230235.90173000-3.1916000GEN2-230235.761580001.455000GEN3-230237.27999000-0.219000全网交流线结果报表作业号： 3 计算日期：2012/03/19 时间：10:38:19单位：kAkVMWMvar