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基于PSASP的电网潮流计算(220kV环网).doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.23M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    引 言
    第一章 概述
    1.1 潮流计算的概述
    1.2 网络结构分析：
    1.3 本设计的网络特点
    1.4 PSASP潮流分析的主要步骤
    第二章 文本方式下基础数据库的建立
    2.1文本方式编辑环境简介
    2.1.1 进入文本方式编辑环境
    2.1.2 编辑环境简介
    2.2 建立基础元件数据库
    2.2.1 母线数据
    2.2.2 交流线数据
    2.2.3 三绕组变压器数据
    2.2.4 发电机数据
    2.2.5 负荷数据
    第三章 电力系统单线图的绘制及数据编辑
    3.1 图形数据编辑环境简介
    3.1.1 进入图形数据编辑环境
    3.1.2 编辑环境简介
    3.2 系统单线图的编辑
    3.2.1元件的绘制
    3.2.2 系统图的绘制
    第四章 PSASP的潮流计算简述
    4.1 计算机潮流计算问题简述
    4.2 PSASP潮流计算的主要功能和特点
    4.3 PSASP潮流计算方法
    4.4 潮流计算流程
    第五章 潮流计算作业的建立
    5.1 潮流计算基础方案的建立
    5.2 潮流计算作业的定义
    第六章 图形方式下的潮流计算
    6.1 图形方式计算运行环境
    6.2 潮流计算的执行
    6.2.1潮流作业选择
    6.2.2 执行计算和结果显示
    6.3 单线图及其数据和结果的浏览和打印
    6.3.1潮流作业的浏览内容
    6.3.2 浏览图选项设置
    6.3.3 潮流计算结果统计
    第七章 PSASP潮流结果的处理
    7.1 潮流结果的调试
    7.1.1 电力系统潮流收敛调整方法
    7.1.2 潮流结果的分析
    7.2 潮流计算结果的编辑和输出
    7.2.1 计算结果输出概述
    7.2.2 潮流结果的图示化输出
    结 论
    参考文献
    附录 各母线潮流输出图示
    内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 摘 要 潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算。对于大电网的潮流计算，目前 已有比较完善的软件可使用。《电力系统分析综合程序》（PSASP）是通过给定电网结 构、参数、发电机、负荷等元件的运行条件进行潮流计算、网损计算、短路计算等计 算的软件。本设计简要介绍了 PSASP 的使用方法，然后用 PSASP 对实际电网进行分 析，具体步骤如下：建立基础元件数据库，确定网架结构，定义方案，定义潮流作业 然后进行调试来完成潮流计算。在潮流计算过程中，由于求解方程无解、原始数据不 合理等原因潮流出现不收敛，则通过检查数据、更换算法等措施进行调试使潮流收敛； 但潮流也可能收敛到不合理的解，比如电压偏低或偏高，则通过调节变压器分接头等 方法对电压进行调整，使潮流最终趋于合理。 关键词：潮流；收敛；电压调整；PSASP
    内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 目 录 引 言................................................................................................................................... 1 第一章 概述......................................................................................................................... 2 1.1 潮流计算的概述.....................................................................................................2 1.2 网络结构分析：.....................................................................................................2 1.3 本设计的网络特点.................................................................................................4 1.4 PSASP 潮流分析的主要步骤....................................................................................5 第二章 文本方式下基础数据库的建立........................................................................... 6 2.1 文本方式编辑环境简介............................................................................................6 2.1.1 进入文本方式编辑环境...................................................................................6 2.1.2 编辑环境简介...................................................................................................8 2.2 建立基础元件数据库.............................................................................................10 2.2.1 母线数据.........................................................................................................10 2.2.2 交流线数据.....................................................................................................11 2.2.3 三绕组变压器数据.........................................................................................14 2.2.4 发电机数据.....................................................................................................20 2.2.5 负荷数据.........................................................................................................21 第三章 电力系统单线图的绘制及数据编辑................................................................. 23 3.1 图形数据编辑环境简介.........................................................................................23 3.1.1 进入图形数据编辑环境.................................................................................23 3.1.2 编辑环境简介.................................................................................................24 3.2 系统单线图的编辑.................................................................................................25 3.2.1 元件的绘制......................................................................................................25 3.2.2 系统图的绘制.................................................................................................29 第四章 PSASP 的潮流计算简述...................................................................................... 30 4.1 计算机潮流计算问题简述.....................................................................................30 PSASP 潮流计算的主要功能和特点....................................................................31 PSASP 潮流计算方法............................................................................................32 4.3 4.4 潮流计算流程.........................................................................................................33 第五章 潮流计算作业的建立........................................................................................... 35 5.1 潮流计算基础方案的建立.....................................................................................35 4.2
    内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 5.2 潮流计算作业的定义.............................................................................................37 第六章 图形方式下的潮流计算..................................................................................... 40 6.1 图形方式计算运行环境.......................................................................................40 6.2 潮流计算的执行...................................................................................................40 6.2.1 潮流作业选择..................................................................................................41 6.2.2 执行计算和结果显示.....................................................................................42 6.3 单线图及其数据和结果的浏览和打印.................................................................43 6.3.1 潮流作业的浏览内容......................................................................................43 6.3.2 浏览图选项设置.............................................................................................43 6.3.3 潮流计算结果统计.........................................................................................44 第七章 PSASP 潮流结果的处理...................................................................................... 47 7.1 潮流结果的调试...................................................................................................47 7.1.1 电力系统潮流收敛调整方法.......................................................................47 7.1.2 潮流结果的分析...........................................................................................48 7.2 潮流计算结果的编辑和输出...............................................................................50 7.2.1 计算结果输出概述.........................................................................................50 7.2.2 潮流结果的图示化输出...............................................................................51 结 论................................................................................................................................. 58 参考文献............................................................................................................................. 59 附录 各母线潮流输出图示............................................................................................... 60 谢 辞................................................................................................. 错误！未定义书签。
    内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 引 言 电力系统的发展趋势是大系统、大联网，运行调度人员要处理的数据量电力系 统的发展趋势是大系统、大联网，运行调度人员要处理的数据量日益庞大。电网的 运行由各级调度员调度，由于电网结构的复杂性，各级调度员调度系统运行必须依 靠电力系统分析软件，依据计算结果确定各发电厂的出力、功率如何平衡、如何调 控负荷、怎样发电量最经济、怎样输电量最经济,以怎样一种方式运行最为安全、预 想事故对策等等。潮流分析是电力系统分析软件中最基本和最重要的内容，它可以 根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态。电力系 统规划和运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运 行方式的合理性、可靠性和经济性。《电力系统分析综合程序》（PSASP）是可以通过 计算机解决这些复杂计算的软件。应用 PSASP 可以大大缩短了各种计算的时间，而 且提高了计算精度；本设计主要阐述 PSASP 的用法以及应用 PSASP 对复杂的电力网 进行潮流计算。PSASP 进行潮流计算时首先在同一数据组中建立基础数据库，定义方 案及潮流作业，然后执行计算。潮流计算也为网损计算、静态安全分析、暂态稳定 计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算等各种计算打下基础。
    内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 第一章 概述 1.1 潮流计算的概述 （1）潮流计算 潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是在给定的接线方式 和运行条件下，确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值和相角）、网络中的 功率分布及功率损耗等，是电力系统的稳态计算。 潮流计算可以用传统的手工方式进行，也可以计算机为工具通过软件完成。两种 方法各有优缺点。前者物理概念清晰，可用来计算一些接线较简单的电力网，但若将 其用于接线复杂的电力网则计算量过大，难于保证计算准确性。后者从数学上看可归 结为用数值方法解非线性代数方程，数学逻辑简单完整，借助计算机可快速精确地完 成计算，但其缺点是物理概念不明显，物理规律被埋没在循环往复的数值求解过程中。 （2）潮流计算的目的 潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各 种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能 否满足各种运行方式的要求：对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷 变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的 范围以内，系统中各元件（线路、变压器等）是否会出现过负荷，以及可能出现过负 荷时应事先采取哪些预防措施等。因此潮流计算的目的是： ① 为电力系统规划设计提供接线、电气设备选择和导线截面选择的依据。 ② 提供电力线运行方式和制定检修计划的依据。 ③ 提供继电保护、自动装置设计和整定计算的依据。 ④ 为调压计算、经济运行计算、短路和稳定计算提供必要的数据。 1.2 网络结构分析： （1）网络接线方式分类及特点： 电力网的接线方式虽繁杂便一个不相同，但基本接线方式只有为数不多的几种。 通常按供电可靠性不同可分为无备用和有备用两类。 无备用：变电站（用户）只能从一条线路区的电能。有单回路放射式、干线式、
    内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 链式。这类接线简单、投资少、运行维护方便；但供电可靠性较低，任一线路故障或 检修时，都要终端部分用户供电，而且干线式、链式线路尝试，末端电压可能偏低。 有备用：变电站（用户）可以从两条几两条以上的线路取得电能。由双回路放射 式、干线式、链式以及环形和两端电网络。双回路放射式、干线式、链式接线简单， 运行方便，供电可靠性和电压质量高，但设备费用显著增大。环形接线供电可靠性高， 投资少，但运行调度复杂；故障或检修开环运行时，要检验某些线路是否过负荷，某 些负荷点电压质量能否满足要求。两端供电网络供电可靠性高，投资少，故障、检修 时电压质量好，但运行调度复杂，而且必须有相对位置适宜的两个独立电源，才能采 用这种接线。 在电力系统分析计算中，有时又将电力系统接线分为开式网络和闭式网络。 （2）简单辐射网络的潮流计算方法： 辐射形电力网的分析计算，根据已知条件的不同分两种，此部分内容可总结为 “两类过程”和“一般步骤”。 两类过程： 1 已知末端功率与电压：即 从末端逐级往上推算，直至求得各要求的量。 ② 已知末端功率、始端电压：末端可理解成一负荷点，始端为电源点或电压中枢点。 采用迭代法。 一般步骤： 1 假设末端电压为线路额定电压，利用第一种方法求得始端功率及全网功率分布。 ② 用求得的线路始端功率和已知的线路始端电压，计算线路末端电压和全网功率分 布。 ③ 用第②步求得的线路末端电压计算线路始端功率和全网功率分布，如求得的各线 路功率与前一次相同计算的结果相差小于允许值，就可以认为本步求得的线路电压和 全网功率分布为最终计算结果。否则，返回第二步重新进行计算。 （3）简单闭式网络的潮流计算 闭式网络包括环网和双端供电网，环网在电源点分裂，即可等效为双端供电网， 故下面针对双端供电网潮流计算进行介绍。 ① 由已知系统接线图做系统主干网的简化等值电路； ② 求运算功率或运算负荷； ③ 在简化的等值电路上，由运算功率和运算负荷求初步功率分布（即不计损耗时的 功率分布）。
    内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 ④ 据初步功率分布，确定功率分点（即电压最低点）；在功率分点将两端供电网拆 开成两个开式网。如果有功功率分点与无功功率分点不在同一点，通常网络电压最低 点在无功分点处，此时可在无功分点上将两端供电网拆成两个开式网。 ⑤ 在两个开式网上，分别根据已知条件的具体情况，选用“两类过程”之一，计算 网络的功率和电压分布。 （4）复杂闭式网的潮流计算 复杂闭式网潮流计算的最初两步与简单闭式网相同。电路理论中的任何网络简化 法都可在此用来简化网络，如：串并联变换、等值电源发，负荷移植法，星网变换法 等。但复杂网络用手工计算太大，如果网络结点再增加的话手工计算就很难实现。因 此常用计算机来实现。计算机通过网络数学模型把电力网络中物理现象的分析归结为 某种形式的数学问题，电力网络的状态可以用一组代数方程来描述，如节点电压方程、 回路电流方程、割集电压方程等。其中最常用的是节点电压方程和由其导出的节点功 率平衡方程。潮流计算用的数值计算方法为一般迭代法和牛顿迭代法。 1.3 本设计的网络特点 图 1-1 网络结构接线图 本设计网络结构如图所示：有变电站台阁木、昭君变、东郊变、乌素图和丰泰厂 构成环网，而且昭君变和东郊变之间是双回线；分别有 220kV、110kV、以及 10.5kV 不同的电压等级，如果是手工计算难度非常大，但使用 PSASP 进行潮流计算就大大减 少了计算量。
    内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 1.4 PSASP 潮流分析的主要步骤 1、首先对 220kV 电网结构、参数进行分析，然后通过《电力系统设计手册》查 得电网中各元件的电气参数。 2、在 PSASP 环境下，建立计算所需的基础数据库。可以通过两种方式建立，一 种方式是首先在文本方式下建立所有元件的数据库，然后在图形方式下画出 网络结果接线图；另一种方式是直接在图形方式下建立，即每画一个元件即 建立起数据库。 3、定义潮流计算方案及作业。 4、执行潮流计算，调试并输出潮流结果。 5、分析潮流结果。 下一章介绍 PSASP 环境下工作简介。
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