电力系统程序分析实验指导书1课案.docx
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电力系统程序分析实验指导书1课案.docx
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电力系统程序分析实验指导书1课案
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、其他工具
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
电网基础数据库
固定模型库用户自定义模型库固定模型库
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。
✧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。
✧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。
✧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:
✧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。
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
GEN1-230
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
GEN1-230
7
三角形/星形
标么
0.000
0.05760
0.000
0.0576
接地
0
常规
发电2
GEN2-230
8
三角形/星形
标么
0.000
0.06250
0.000
0.0625
接地
0
常规
发电3
GEN3-230
9
三角形/星形
标么
0.000
0.05860
0.000
0.0586
接地
0
新建
发电3
GEN3-230
9
三角形/星形
标么
0.000
0.04500
0.000
0.0450
接地
0
续上表
激磁电
激磁电
变比
I侧主
J侧主
J侧抽
J侧抽
J侧最
J侧最
导
纳
抽头电
抽头电
头级差
头位置
大抽头
小抽头
压
压
电压
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
Vθ
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
300
PQ
标
么
1.250
0.500
0.000
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
常
规
STNB-230
301
PQ
标
么
0.900
0.300
0.000
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
常
规
STNC-230
302
PQ
标
么
1.000
0.350
0.000
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
新
建
STNB-230
301
PQ
标
么
1.500
0.300
0.000
0.00
0.00
0.00
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”,创建文件如D:
\PSASP\学号;
(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、先绘制出所有母线,输入母线数据;b、再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路,输入该元件数据;c、区域数据定义;
(5)关闭“编辑模式”窗口;
(6)点击“运行模式”;
(7)点击“作业”选项,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“报表”菜单项,执行“潮流”命令。
输出结果有图示、报表两种方法。
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、需要完成的计算任务:
(1)查看潮流作业号1、2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D:
\PSASP\学号\作业号
(2)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
(3)选图示化输出查看结果
(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”结果,另存为D:
\PSASP\学号\作业号。
(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”是否PG=1.63?
(6)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)。
点击“数据回存”,给定数据组名为“发电2大”。
浏览“基础数据—发电机及其调节器数据”,“发电2大”数据是否存在?
(7)在“运行模式”中,点击“作业|作业复制”,将潮流作业1的全部内容复制为作业3。
(8)查看潮流作业3。
学会“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。
(9)学会“发电/负荷比例因子”的应用选择作业3,点击“刷新”按钮刷新数据
“区域-1”发电比例因子:
有功1.1,无功1.1,负荷不变计算潮流,查看计算结果。
2、对计算结果进行分析,写出实验感想和小结。
3、对牛顿法和PQ法的原理做比较性的说明。
实验三基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验
一、实验目的
了解电气元件的数学模型,掌握用PSASP进行电力系统暂态稳定计算方法。
二、实验内容
在实验二的基础上进行暂态稳定计算。
暂态计算需要负荷模型参数和发电机相关参数。
负荷模型和发电机模型根据
实验目的和仿真精度的不同,采用的模型也不同。
其具体模型及相关参数说明可参见《PSASP基础数据库用户手册》(负荷模型:
P79-P86;发电机模型及其调节器:
P69-P74)。
基于潮流作业1,线路6母线STNB-230侧A相瞬时故障暂态稳定计算网络故障:
0.1s线路6(STNB-230-GEN1-230)距I侧2%处A相接地,0.2s同时
跳开两侧A相开关,0.8s重合A相成功。
输出信息选择:
输出发电机功角(发电1-发电2),母线电压STNB-230,并选择监视。
计算暂态稳定作业1,选择“直接方式输出”,查看计算结果,采用报表形式和曲线形式输出计算结果。
2、基于潮流作业1,母线STNB-230冲击负荷扰动计算:
将作业1的数据复制为作业2,并定义作业2为:
无网络故障;
节点扰动:
冲击负荷,母线STNB-230有功负荷扰动如下:
时间(s)
有功负荷(P)
0
0
0.5
0.4
1.5
0.4
2.0
0
5.0
0
计算暂态稳定,查看计算结果。
在输出计算结果的时候,选择“编辑方式输出”,将暂态稳定作业1的发电机功
角(发电1-发电2)和母线STNB-230电压结合在一起输出;将暂态稳定作业1和作业2的发电机功角(发电1-发电2)结合在一起输出。
对暂态稳定计算作业1,在输出信息中选择自动分析功能,选择“自动分析输出”,查看发电机功角、母线电压、母线频率的自动分析结果。
三、实验步骤
(1)点击程序运行,选择实验用的数据存储文件;
(2)在“编辑模式”窗口中对需要修改的数据进行修改;
(3)点击“运行模式”:
a、点击“作业”菜单项,执行“暂态稳定”命令,定义作业;b、点击“视图”菜单项,执行“暂态稳定”命令,作业选择;c、点击“计算”菜单项,执行“暂态稳定”命令;d、点击“报表”菜单项,执行“暂态稳定”命令,查看计算结果;e、点击发电机功角分析输出,选择输出变量,点击输出,点击确定。
四、实验注意事项
严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。
五、实验结果检查
计算结果应在实验报告上绘制图表(注意标上坐标),并从功角变化曲线判断系统的暂态稳定性。
暂态稳定计算原理应在实验报告上做说明。
实验四基于PSASP的电力系统潮流和暂态计算
一、实验目的
通过对36节点系统进行潮流计算和暂态计算,进一步加深对
PSASP计算功能的了解应用。
二、实验内容
发电机数据
Wepri-36图
交流线数据
变压器数据
负荷数据
并联电抗器数据
直流线数据
三、实验步骤
(1)、打开PSASP主页面,点击“选择”功能框,选择D:
\算例
\wepri-36。
点击“选定”。
(2)、点击“文本支持环境”,进入计算页面。
(3)、点击“计算/方案定义”,查看各稳态计算作业的定义方法。
点击“计算/暂态稳定(S)”,查看各暂态作业设置方法以及相应变量观测方法。
(4)分别在稳态和暂态作业中选择一个作业进行计算。
四、实验报告
(1)、查看计算作业的结果,输出至文件D:
\PSASP\学号\作业号。
(2)、写出实验感想和小结。
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