四川大学电力系统计算机辅助分析实验报告.pdf

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1、四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验目录1.潮流计算基础实验.2一：实验名称(Title).2二：实验目的(Purpose).2三：实验工具/材料(Tools/Materials).2四：实验内容（Content）.2五：实验模型（Model）.2六：实验结果(Results).3七：实验分析(Analysis).31.母线电压幅值及相角.32.交流线结果.33.功率及损耗.32.潮流计算分析实验.3一：实验名称(Title).3二：实验目的(Purpose).4三：实验内容（Content）.4四：实验数据/结果(Data/Results).41.不同潮流迭代算法的仿真效率.42.

2、调整给 GEN2 的电压幅值.53.调整 GEN2 的有功输出.54.调整 STNC-230 负荷的有功消耗.5五：实验分析/讨论(Analysis/Discussion).61.分析不同潮流迭代算法的仿真效率.62.调整 GEN2 节点电压幅值，分析其对潮流的影响.63.调整发电机 GEN2 的有功输出，分析其对潮流的影响.94.调整 STNC-230 负荷的有功消耗，分析其对潮流的影响.12六：实验心得（Experience）.131四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验1 1。潮流计算基础实验。潮流计算基础实验一：实验名称一：实验名称（TitleTitle）WSCC 9 节点潮流

3、计算基础实验二：实验目的二：实验目的（Purpose)Purpose)1。掌握潮流计算的概念、原理和计算数据要求；2.熟练使用 PSASP 建立电力系统的潮流计算模型，并完成潮流计算；3.掌握潮流计算结果数据整理和分析.三：实验工具三：实验工具/材料材料(Tools/Materials)(Tools/Materials)电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package）电力系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package)简称PSASP。是一套历史长久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，它具有我

4、国自主知识产权,是资源共享，使用方便，高度集成和开放的大型软件包.PSASP 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，可进行电力系统（输电、供电和配电系统)的各种计算分析。四：实验内容（四：实验内容（ContentContent）1.选定待仿真的测试系统 WSCC-9，准备潮流计算数据；2。在 PSASP 中建立上述测试系统的潮流计算模型；3。检验模型及数据正确性;4。完成上述基础数据下的初始潮流计算。五五:实验模型（实验模型（ModelModel）WSCC（Western Systems Coordinating Council）9 节点系统母线数据交流线数据交流线数据两绕

5、组变压器数据两绕组变压器数据发电机数据发电机数据2四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验负荷数据负荷数据六六:实验结果实验结果(Results(Results）1.潮流计算摘要信息报表2.结果综述报表3.物理母线4.发电机5。负荷结果报表6。交流线结果报表7.两绕组变压器结果报表七：实验分析七：实验分析（AnalysisAnalysis）1.母线电压幅值及相角由实验结果可知,电压最大的节点为 GEN1，最小的节点为 STNA2302.交流线结果由图可知,潮流最大的线路为*T2w_2，潮流最小的线路为AC_4.3。功率及损耗2.2.潮流计算分析实验潮流计算分析实验一一:实验名称实验名称(

6、Title)(Title)WSCC 9 节点潮流计算分析实验3四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验二：实验目的二：实验目的（PurposePurpose）1。熟悉不同潮流计算迭代算法的性能；2.利用 PSASP，分析电力系统潮流分布受不同运行方式影响及其规律;3。通过计算机仿真，巩固电力系统分析理论所学，对“有功潮流/电压相角、“无功潮流/电压幅值”之间的耦合关系及“有功潮流无功潮流”的解耦关系，加深理论和实践认识。三三:实验内容实验内容(Content)(Content)1。对比分析不同潮流迭代算法的仿真效率；2.调整给定节点电压幅值，分析其对潮流的影响；3。调整发电机的有功输出,

7、分析其对潮流的影响；4。调整负荷的有功消耗，分析其对潮流的影响。四：实验数据四：实验数据/结果结果（Data/Results)Data/Results)1。不同潮流迭代算法的仿真效率PQ Decoupled(图 1)Newton（PowerEquation）（图 2）OptimumFactor（图 3)Newton（CurrentEquation）(图 4）PQDecoupledNewton（图 5）4四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验2.调整给 GEN2 的电压幅值(1)节点选择：由于要调整节点电压来分析对潮流的影响，因此必须选择PV 节点，该九节点系统中 PV 节点为 GEN2

8、 和 GEN3,选择调整 GEN2 的电压幅值。（2）幅度选择:对电压幅值的调整必须合理，一般按照额定电压的 10来进行调节.(3)步长选择：为了能使结果准确，曲线能正确反映出变化情况,测量了 11组数据，从 1-1.1。整理得：图 6图 7图 83。调整 GEN2 的有功输出图 9图 10图 11图 12图 134。调整 STNC-230 负荷的有功消耗图 14图 15图 165四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验五：实验分析五：实验分析/讨论讨论（Analysis/DiscussionAnalysis/Discussion）1.分析不同潮流迭代算法的仿真效率由图 1图 5 可以看

9、出，各潮流迭代算法结果基本一致，迭代次数都在 2-3次内,所用时间无太大差别，效率基本相同，产生这样的原因主要是九节点系统太小，无法充分体现出各潮流迭代算法的特点及效率.2.调整 GEN2 节点电压幅值，分析其对潮流的影响GEN2GEN2 电压幅值变化与线路有功变化关系图电压幅值变化与线路有功变化关系图*AC_1*AC_620015010050011.0151.0251.0351.0451.0551.0651.0751.0851.0951.1*AC_2*T2w_1*AC_3*T2w_2*AC_4*T2w_3*AC_5-50-100GEN2节点电压图 176四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助

10、分析实验GEN2GEN2 电压幅值变化与线路无功变化关系电压幅值变化与线路无功变化关系图图*AC_1*AC_650403020100-10-20-30-40GEN2节点电压11.0151.0251.0351.0451.0551.0651.0751.0851.0951.1*AC_2*T2w_1*AC_3*T2w_2*AC_4*T2w_3*AC_5图 18*AC_1*AC_1*AC_1 电压幅值差45403530252015105011.0151.0251.0351.0451.0551.0651.0751.0851.0951.1*AC_1 I侧有功*AC_1 I侧无功GEN2节点电压图 197四川

11、大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验*AC_2*AC_2 电压幅值差0-10-20-30-40-50-60-70-80-90GEN2节点电压11.0151.0251.0351.0451.0551.0651.0751.0851.0951.1*AC_2 I侧有功*AC_2 I侧无功图 20分析：（1）：由图 17 可以看出，GEN2 电压幅值与线路有功无明显关系（2)：由图 18 可以看出，GEN2 电压幅值与线路无功有关系（3）：具体的例子，由图 19-图 20 可以看出，随着 GEN2 节点电压的改变，电压幅值差的变化趋势与无功变化趋势基本一致，与有功的变化趋势无明显联系。这印证了“无功

12、潮流/电压幅值之间的耦合关系。电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生的，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件,忽略电阻的影响,用公式表达为V=,无功功率增大，电压幅值差增大，无功功率减小，电压幅值差减小,这与曲线反应出来的趋势是完全一致的。8四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验3.调整发电机 GEN2 的有功输出，分析其对潮流的影响线路电压幅值随GEN2有功输出变化图2402382362342322302282262242222201.331.431.531.631.731.831.932.032.132.23GEN2输出功率GEN1-230STNA-230GEN2-230ST

13、NB-230GEN3-230STNC-230图 21线路相角差随GEN2有功输出变化图10501.33-5-10-151.431.531.631.731.831.932.032.132.23GEN2输出功率1-AA-22-CC-33-BB-1图 229四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验*AC_1*AC_1*AC_1 I侧有功7060504030201001.331.431.531.631.731.831.932.032.132.23*AC_1 I侧无功*AC_1 相角差*10GEN2输出功率图 23*AC_2*AC_2*AC_2 I侧有功01.331.431.531.631.731

14、.831.932.032.132.23*AC_2 I侧无功*AC_2 相角差*10-20-40-60-80-100-120-140GEN2输出功率图 24分析：（1）：由图 21 可以看出，线路电压幅值随 GEN2 有功输出改变无明显变化（2）：由图 22 可以看出，线路相角差随 GEN2 有功输出改变有明显变化（3)：由图23图 24 可以看出，随着GEN2 输出功率的改变,相角差的变化趋势与有功变化趋势基本一致，与无功的变化趋势无明显联系。这印证了“有功潮流/电压相角”之间的耦合关系.电压降落的横分量是因传送有功功率而产10四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验生的，元件两端存在电

15、压相角差是传送有功功率的条件，忽略电阻的影响,用公式表达为V=,有功功率增大，电压相角差增大，有功功率减小，电压相角差减小，这与曲线反应出来的趋势是完全一致的。支路支路/全网无功损耗损耗与全网无功损耗损耗与 GEN2GEN2 有功输出关系有功输出关系40200-20-40-60-80-100-1201.331.431.531.631.731.831.932.032.132.23GEN2 有功输出*AC_1*AC_6*AC_2*T2w_1*AC_3*T2w_2*AC_4*T2w_3*AC_5全网图 25支路支路/全网有功损耗损耗与全网有功损耗损耗与 GEN3GEN3有功输出关系有功输出关系987

16、65432101.331.431.531.631.731.831.932.032.132.23GEN2 有功输出*AC_1*AC_6*AC_2*T2w_1*AC_3*T2w_2*AC_4*T2w_3*AC_5全网图 2611四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验4.调整 STNC230 负荷的有功消耗,分析其对潮流的影响支路/全网有功损耗与STNC 母线有功负荷变化关系图54.543.532.521.510.5011.11.21.31.41.51.61.71.81.92STNC 母线有功负荷*AC_1*AC_6*AC_2*T2w_1*AC_3*T2w_2*AC_4*T2w_3*AC_5

17、全网图 27支路/全网无功损耗与STNC 母线有功负荷变化关系图40200-20-40-60-80-10011.11.21.31.41.51.61.71.81.92STNC 母线有功负荷*AC_1*AC_6*AC_2*T2w_1*AC_3*T2w_2*AC_4*T2w_3*AC_5全网图 28分析：由图 27，28 可以看出，每条支路的有功损耗变化量较大，而无功损耗变化量很小，这是因为改变 STNC 母线负荷有功功率并不会影响整个系统的无功潮流，无功与有功的调节是相对独立的，相互不影响干扰的，调节无功不会对有功有较大影响，同理,调节用有功也不会使无功产生太大幅度的波动.这印证了无功和有功之间的

18、解耦关系。12四川大学电气信息学院电力系统计算机辅助分析实验六：实验心得（六：实验心得（ExperienceExperience）第一次用 PSASP 画图的时候，没有任何操作技巧，画图连线花了一下午的时间才弄好，而且由于没有软件狗，没法检验连线和设定值的准确性，直到第一次到机房去做实验的时候才发现自己画得图有点问题，得出的数据和理论值总是差一点，找了半天也没找出来，后来又重新画，但是还是技巧不够，直到实验结束也没能画出来，吸取经验之后,下来自己又认真看了一遍软件使用手册，又在自己电脑上按照先从元件数据设置完所有母线、交流线、负荷、变压器参数再连线的方法，快速的画出了图。现在感觉自己的画图操作

19、的技巧已经比较熟练，这都是不断犯错不断总结的结果。完成实验之后，对数据的处理也还是比较模糊，不知道怎么处理数据，怎么才能达到实验目的,和同学交流之后，再结合老师上课讲的，开始了漫长的数据处理总结过程,这期间，做了很多表格，进行了无数次复制粘贴，只为最后的那一张表，一张图。感慨于要总结出一个实验结果的困难。首先要想一个方案,然后不断的搜集数据，之后再从庞杂的数据中找到自己需要的数据进行处理,得到满意的实验结果。这个过程进行的时候很艰难,但是完成之后对自己有了很大的提升。第一次处理这么多数据，第一次为一个实验做这么多表格，通过这次实验，对使用excel 处理数据更加熟练，也让我初窥科学研究，掌握了一定的研究的思维与技巧,这对我是一个很大的提升。13