电气工程学院
《电力系统分析综合试验》
PSASP试验汇报
学号:
姓名: 班级:
试验目:
经过电力系统分析课程学习, 我们都对简单电力系统正常和故障运行状态有了大致了解。但电力系统结构较为复杂, 对电力系统极性分析计算量大, 假如手工计算, 将花费大量时间和精力, 且轻易发生错误。而经过使用电力系统分析程序PSASP, 我们能对电力系统时尚以及故障状态进行快速、 正确分析和计算。在试验过程中, 我们能够加深对电力系统分析了解, 并学会了怎样使用计算机软件等工具进行电力系统分析计算, 这对我们以后学习和工作都是有帮助。
时尚计算部分:
此次试验时尚计算部分包含使用牛顿法对常规运行方法下时尚进行计算, 以及应用PQ分解法计划运行方法下时尚计算。在计划时尚运行方法下, 增加STNC-230母线负荷有功至1.5.p.u, 无功保持不变, 计算时尚。时尚计算中, 需要添加母线并输入全部母线数据, 然后再添加发电机、 负荷、 交流线、 变压器、 支路, 输入这些元件数据。对运行方案和时尚计算作业进行定义, 就能够定义时尚计算作业进行时尚计算。
因为软件存在安装存在问题, 无法使用图形支持模式, 故只能使用文本支持模式, 所以无法使用PSASP绘制网络拓扑结构图, 试验汇报中网络拓扑结构图均使用Visio绘制, 请见谅。
常规时尚计算:
下图是常规模式下网络拓扑结构图, 并在各节点标注电压大小以及相位。
下图为利用复数功率形式表示各支路功率（参考方向选择数据表格中各支路i侧母线至j侧）, 因为无法使用图形支持模式, 故只能经过文本支持环境计算出个交流线功率, 下图为计算结果。
发电机功率大小:
负荷功率大小:
网络损耗:
计划时尚计算:
下图是计划模式下网络拓扑结构图, 并在各节点标注电压大小以及相位。
下图为利用复数功率形式表示各支路功率:
发电机功率大小:
负荷功率大小:
网络损耗:
调试时尚:
在计划时尚方法下, 增加STNC-230母线负荷有功至1.5p.u., 无功保持不变, 调试时尚, 在绘制计划方法拓扑结构上标注母线节点电压和相位, 以下图所表示。
下图为利用复数功率形式表示各支路功率:
发电功率:
全网母线(发电)结果报表 作业号： 3 计算日期：2017/05/05 时间：10:48:14单位：kA\\kV\\MW\\Mvar母线名 发电1 发电2 发电3 有功发电136.7417163130无功发电18.011725.24252-26.081有功负荷000无功负荷000 负荷功率:
全网母线(负荷)结果报表 作业号： 3 计算日期：2017/05/05 时间：10:48:14单位：kA\\kV\\MW\\Mvar母线名STNA-230 STNB-230 STNC-230 有功发电000无功发电000有功负荷125150150无功负荷503035 网络损耗:
电力公司全网线损理论计算结果汇总表（日）供电量(万KWh/万KVarh)有功线损分类全网合计一次网损220KV913.0261913.0253-21.28371-21.283713.022913.0229无功线损电量(万KWh)线路变压器铜损00铁损000013.022913.0229其它小计 线损率（％）线路1.426351.42635变压器铜损00铁损00001.426351.42635其它小计占总线损电量百其中线路100100100100变压器铜损00铁损00 采取牛顿拉夫逊和PQ解耦控制对常规运行方法进行时尚求解结果:
全网母线(发电、负荷)结果报表 全网母线(发电、负荷)结果报表 作业号： 1 计算日期：2017/05/05 时间：12:06:49单位：kA\\kV\\MW\\Mvar母线名电压幅值电压相角-2.21683.71971.9667-3.9888-3.68740.727509.284.68作业号： 4 计算日期：2017/05/05 时间：12:06:48单位：kA\\kV\\MW\\Mvar母线名电压幅值电压相角-2.21683.71971.9667-3.9888-3.68740.727509.284.67GEN1-230 235.93133GEN2-230 235.92696GEN3-230 237.44118STNA-230 228.9951STNB-230 232.9105STNC-230 发电1 发电2 发电3 233.65317.1618.4514.145GEN1-230 235.93088GEN2-230 235.92655GEN3-230 237.44093STNA-230 228.99422STNB-230 232.909STNC-230 233.65245发电1 发电2 发电3 17.1618.4514.145 采取牛顿拉夫逊和PQ解耦控制对计划运行方法进行时尚求解结果:
全网母线(发电、负荷)结果报表 全网母线(发电、负荷)结果报表 作业号： 2 计算日期：2017/05/05 时间：10:08:14单位：kA\\kV\\MW\\Mvar母线名电压幅值电压相角-2.69122.5610.3225-4.6656-4.7823-0.617408.1073.4705作业号： 5 计算日期：2017/05/05 时间：11:25:03单位：kA\\kV\\MW\\Mvar母线名电压幅值电压相角-2.69112.56110.3226-4.6655-4.7823-0.617308.10713.4706GEN1-230 237.19365GEN2-230 236.53611GEN3-230 239.03514STNA-230 230.21362STNB-230 235.93981STNC-230 234.68465发电1 发电2 发电3 17.1618.4514.145GEN1-230 237.19429GEN2-230 236.5366GEN3-230 239.03538STNA-230 230.21472STNB-230 235.94101STNC-230 234.68532发电1 发电2 发电3 17.1618.4514.145 牛顿-拉夫逊法计算时尚迭代过程: 首先输入网络原始数据以及各节点给定值并形成节点导纳矩阵。输入节点电压初值, 置迭代计数k=0.然后开始进入牛顿-拉夫逊法迭代过程。在进行第k+1次迭代时, 其步骤以下: （1）按上一次迭代算出节点电压值计算各类节点不平衡量; （2）按条件校验收敛, 假如收敛, 迭代到此结束, 转入计算各线路时尚和平衡节点功率, 并打印输出计算结果。不收敛则继续计算; （3）计算雅可比矩阵各元素; （4）解修正方程解节点电压修正量; （5）修正各节点电压; （6）迭代计数加一, 返回第一步继续迭代过程。
PQ分解法计算时尚迭代过程: 首先输入网络原始数据以及各节点给定值并形成节点导纳矩阵。依据导纳矩阵形成矩阵B’和B’’并进行三角变换, 输入节点电压和相角初值, 置迭代计数k=0.然后开始进入迭代过程。在进行第k+1次迭代时, 其步骤以下: （1）按上一次迭代算出节点电压值和相角计算各类节点不平衡量; （2）按条件校验收敛, 假如收敛, 迭代到此结束, 转入计算各线路时尚和平衡节点功率, 并打印输出计算结果。不收敛则继续计算; （4）解修正方程解节点电压和相角修正量; （5）修正各节点电压和相角; （6）迭代计数加一, 返回第一步继续迭代过程。
PQ分解法是极坐标形式牛顿-拉夫逊法时尚计算一个简化算法。依据以上计算结果能够看出两种方法结果极为靠近, 因为收敛条件一样, 所以拥有一样正确度。PQ分解法迭代过程中, 修正方程不变, 为常系数矩阵且稀疏, 而牛顿-拉夫逊法迭代过程中, 要不停修改雅可比矩阵, 故计算量大。不过牛顿-拉夫逊法收敛性愈加好, 且适用范围更广。
常规运行方法下, 忽略导线电阻, 由P=EUsin能够求出X。由此将时尚作业1计算X结果代入求得GEN2-230和STNC-230支路等效阻抗为37.94欧, GEN2-230和STNA-230
支路等效阻抗为85.9696欧。将时尚作业2计算结果代入求得GEN2-230和STNC-230支路等效阻抗为37.8767欧, GEN2-230和STNA-230支路等效阻抗为86.0216欧.在两种运行方法下计算阻抗大致一致。
短路计算部分:
此次短路计算试验关键内容是对电力系统不一样位置发生不一样类型故障进行分析。利用PSASP进行短路计算需要数据有网络结构和基础参数, 假如短路计算是基于时尚, 还需要时尚计算结果。短路计算是基于时尚计算结果进行, 时尚计算时短路计算基础。
各短路计算结果:
短路电流简表结果报告短路作业号： 1短路作业描述：基于潮流作业1的全网三相短路电流计算短路计算日期：2017/05/05 时间:15:32:56故障类型：ABC 母线名GEN1-230 STNA-230 GEN2-230 STNC-230 GEN3-230 STNB-230 发电1 发电2 发电3 短路电流(p.u.)13.2498.97711.058.979.8488.43820.86212.6659.869短路容量(MVA)1324.937.71104.967.05984.79843.82086.161266.486.三相容量000000000容量比(%)000000000 短路电流简表结果报告短路作业号： 2短路作业描述：逐个对区域1内各母线，按单相接地短路方式短路计算日期：2017/05/05 时间:15:57:05故障类型：A,G 母线名GEN2-230 STNC-230 GEN3-230 发电2 发电3 短路电流(p.u.)13.9178.69612.76700短路容量(MVA)1391.75869.61276.6700单相容量00000容量比(%)00000
短路电流简表结果报告短路作业号： 3短路作业描述：基于潮流作业1的短路计算：在线路1上距离I测50%处发生AB两相短路短路计算日期：2017/05/05 时间:15:57:12故障类型：AB 母线名STNA-230 短路电流(p.u.)9.196短路容量(MVA)919.56 短路作业4, 因为在线路6靠近STNB-230母线侧单相短路接地同时三相开关跳, 相当于三相断线, 短路点及其相连支路正序和零序电流都为0。
戴维南等值阻抗结果报告短路作业号：5短路计算日期：2017/05/05 时间:16:01:32单位：幅值( p.u. ) 角度(deg.)故障类型：AB,G母线名正序阻抗幅值0.08270.12290.09820.12220.10990.13010.05140.08350.107正序阻抗相角88.0485.5687.6986.586.8384.01.1788.8388.14GEN1-230 STNA-230 GEN2-230 STNC-230 GEN3-230 STNB-230 发电1 发电2 发电3 短路作业6、 7、 8、 9、 10都是以STC-230母线为故障点, 基于不一样作业1、 2、 3、 4、 5短路计算结果:
母线电压结果报告短路作业号：6短路计算日期：2017/05/05 时间:16:51:32单位：幅值( p.u. ) 角度(deg.)故障母线：STNC-230母线名正序电压幅值0正序电压相角0负序电压幅值0负序电压相角0零序电压幅值0零序电压相角0STNC-230 短路点及其支路结果报表短路作业号：6短路计算日期：2017/05/05 时间:16:51:32单位： 电流幅值( p.u. ) 短路容量(MVA) 阻抗幅值( p.u. ) 角度(deg.)故障类型： ABC三相短路 故障母线STNC-230 相连母线支路号GEN2-230 3GEN3-230 4IK18.9705IK15.08483.23IK00IK000 母线电压结果报告短路作业号：7短路计算日期：2017/05/05 时间:17:00:32单位：幅值( p.u. ) 角度(deg.)故障母线：STNC-230母线名正序电压幅值0.6917正序电压相角4.26负序电压幅值0.2422负序电压相角182.15零序电压幅值0.4498零序电压相角185.4STNC-230 短路点及其支路结果报表短路作业号：7短路计算日期：2017/05/05 时间:17:00:32单位： 电流幅值( p.u. ) 短路容量(MVA) 阻抗幅值( p.u. ) 角度(deg.)故障类型： A相短路接地 故障母线STNC-230 相连母线支路号GEN2-230 3GEN3-230 4IK12.87IK11.81341.4263IK02.87IK01.071.258
母线电压结果报告短路作业号：8短路计算日期：2017/05/06 时间:15:29:31单位：幅值( p.u. ) 角度(deg.)故障母线：STNC-230母线名正序电压幅值0.4326正序电压相角5.84负序电压幅值0.4326负序电压相角245.84零序电压幅值0零序电压相角0STNC-230 短路点及其支路结果报表短路作业号：8短路计算日期：2017/05/06 时间:15:29:31单位： 电流幅值( p.u. ) 短路容量(MVA) 阻抗幅值( p.u. ) 角度(deg.)故障类型： AB两相短路 故障母线STNC-230 相连母线支路号GEN2-230 3GEN3-230 4IK15.1771IK13.02422.3516IK00IK000 母线电压结果报告短路作业号：9短路计算日期：2017/05/06 时间:15:43:31单位：幅值( p.u. ) 角度(deg.)故障母线：T_Start: 0.000 GEN2-230 GEN2-230故障方式 I侧母线 J侧母线 编号 % 新增母线 A B C 短路 接地 断线 接入时间(s) 退出时间(s)GEN2-230 STNC-230 3 0 Y N N Y Y N 0.00000 1.00000GEN2-230 STNC-230 3 0 Y Y Y N N Y 0.00000 1.00000母线名正序电压幅值0.5824正序电压相角5.65负序电压幅值0.3261负序电压相角184.51零序电压幅值0.2565零序电压相角187.11STNC-230 短路作业10与短路作业号5都是不基于时尚, 基于常规方法, 所以全网戴维南等值阻抗一样。
基于PSASP电力系统暂态稳定计算:
此次试验暂态稳定计算试验包含两个任务。暂态分析任务1: 基于时尚作业1, 线路6母线STNB-230侧发生三相短路接地故障过程中暂态稳定。暂态分析任务2: 基于时尚作业1, 母线STNB-230冲击负荷扰动计算。所需要输入计算数据包含时尚计算结果, 暂态过程具
体参数以及所需要输出结果类型。暂态稳定计算是基于时尚计算, 时尚计算是暂态稳定计算结果。
暂态分析任务1:
发电机功角暂态响应过程:
母线电压暂态响应过程:
支路有功功率暂态响应过程:
当故障切除时间为0.55s时发电机功角暂态响应过程:
当故障切除时间为0.57s时发电机功角暂态响应过程:
由上面两个功角暂态响应过程可知, 当切除时间为0.55s时, 系统含有暂态稳定性, 而当切除时间为0.57s时, 系统失去暂态稳定性, 所以极限切除时间能够取0.56s。
暂态分析任务2: 功角暂态响应过程:
母线电压暂态响应过程:
支路有功功率暂态响应过程:
