电力系统分析仿真实验报告
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电力系统分析仿真
实验报告
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目录
实验一电力系统分析综合程序PSASP概述 (3)
一、实验目的 (3)
二、PSASP简介 (3)
三、实验内容 (5)
实验二基于PSASP的电力系统潮流计算实验 (9)
一、实验目的 (9)
二、实验内容 (9)
三、实验步骤 (14)
四、实验结果及分析 (15)
1、常规方式 (15)
2、规划方式 (23)
五、实验注意事项 (31)
六、实验报告要求 (31)
实验三一个复杂电力系统的短路计算 (33)
一、实验目的 (33)
二、实验内容 (33)
三、实验步骤 (34)
四、实验结果及分析 (35)
1、三相短路 (35)
2、单相接地短路 (36)
3、两相短路 (36)
4、复杂故障短路 (36)
5、等值阻抗计算 (37)
五、实验注意事项 (38)
六、实验报告要求 (38)
实验五基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验 (39)
一、实验目的 (39)
二、实验内容 (39)
三、实验步骤 (40)
四、实验结果级分析 (40)
1、瞬时故障暂态稳定计算 (40)
2、冲击负荷扰动计算 (44)
五、实验注意事项 (72)
六、实验结果检查 (72)
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：
报表、图形、曲线、
潮流计算短路计
电网基固定用户自定固定
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。
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。
“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。
三、实验内容
以文本方式下的数据输入为例：
在PSASP主画面中点击“文本支持环境”按钮，点击“数据”，下拉菜单中选择“基础数据”，下拉第二级菜单：
（1）点击“母线”，建立母线数据
（2）点击“交流线”，建立交流线数据
（3）点击“两绕组变压器”，建立变压器数据
（4）点击“发电机及其调节器”，建立发电机数据
（5）点击“负荷”，建立负荷数据
（６）点击“区域”，建立区域定义数据
３、方案定义
点击“计算”，选择“方案定义”
4、数据检查
数据录入完毕，可以开始进行计算。
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
单位正序电
阻
正序
电抗
正序
充电
电纳
零
序
电
零序电
抗
零序
充电
电纳
域的1/2 阻的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 GEN1-2307 三角形/星形
接地标么0.000 0.057600.000 0.0576
常规发电2 GEN2-2308 三角形/星形
接地标么0.000 0.062500.000 0.0625
常规发电3 GEN3-2309 三角形/星形
接地标么0.000 0.058600.000 0.0586
新建发电3 GEN3-2309 三角形/星形
接地标么0.000 0.045000.000 0.0450
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
θ
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 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、实验结果及分析
1、常规方式
潮流计算摘要信息报表
PSASP(Load Flow) EPRI, China
计算日期：2013/05/28 时间：20:23:21
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：9 10000 发电机： 3 3000 负荷： 3 6000 交流线：7 10000 直流线：0 10 两绕组变压器： 3 7000 三绕组变压器：0 2000 移相变压器：0 200 UD模型调用次数：0 200 UP调用个数：0 10
结果综述报表
作业号： 1 计算日期：2013/05/28 时间：20:23:21 单位：kA\kV\MW\Mvar
区域名区域
号
总有功发
电
总无功发
电
cosθ
g
总有功负
荷
总无功负
荷
cosθ
l
总有功损
耗
总无功损
耗
区域
-1
1 185 297.823 0.528 100 35 0.944 11.137 -0.551 区域
-2
2 148.891 -205.905 0.586 215 80 0.937 7.755 -22.521 全网333.891 91.918 0.964 315 115 0.939 18.892 -23.072 全网母线(发电、负荷)结果报表
作业号： 1 计算日期：2013/05/28 时间：20:23:21
单位：kA\kV\MW\Mvar
母线名电压幅值电压相角
* 发电2 29.34 -6.0004
* GEN1-230 266.10592 -4.0872
* GEN2-230 328.06607 -7.5408
* GEN3-230 266.82938 -4.589
* STNA-230 283.98713 -7.764
* STNB-230 283.69138 -6.8129
* STNC-230 301.17984 -7.8467
发电1 17.16 0
发电3 14.145 -2.1883
全网交流线结果报表
作业号： 1 计算日期：2013/05/28 时间：20:23:21
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 94.428
-125.25
2 11.78 92.8
-113.89
4
13.416
GEN2-230 STNC-230 3 40.626 211.665 15.157 38.408 220.806 12.775 GEN2-230 STNB-230 11 22.809 120.312 36.418 18 163.003 27.233 GEN3-230 STNB-230 5 20.265 -78.137 24.092 19.299 -31.021 27.233
STNA-230 GEN2-230 2 -32.2
-163.89
4 23.326 -36.565
-131.40
2
31.129
STNB-230 GEN1-230 6 -52.701 101.982 12.019 -54.463 115.037 10.575 STNC-230 GEN3-230 4 -61.592 185.806 17.919 -64.736 191.161 14.065
全网两绕组变压器结果报表
作业号： 1 计算日期：2013/05/28 时间：20:23:21
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侧无功发电1 G EN1-230 7 148.891 -205.905 148.891 -240.289 发电2 G EN2-230 8 100 532.4 100 463.37