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psasp7.0用户手册.pdf

发布时间：2022-06-01 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：2.41M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    P S A S P ® 电力系统分析综合程序 Power System Analysis Software Package 7.0 版 Version 7.0 暂态稳定计算 用户手册（第 1 稿） Transient Stability Analysis User’s Manual 中国电力科学研究院 China Electric Power Research Institute
    目 录 1 概述............................................................................................1 1.1 暂态稳定计算问题简述.............................................................................. 1 1.1.1 暂态稳定问题 ........................................................................................ 1 1.1.2 暂态稳定计算的应用范畴....................................................................... 1 1.1.3 暂态稳定计算问题的数学描述 ............................................................... 2 1.2 PSASP 暂态稳定计算的主要功能和特点 ................................................... 3 1.3 PSASP 暂态稳定计算方法......................................................................... 5 1.4 PSASP 暂态稳定计算流程......................................................................... 6 2 暂态稳定计算运行环境 ...............................................................7 2.1 暂态稳定计算运行环境的进入................................................................... 7 2.2 暂稳计算运行环境简介.............................................................................. 8 3 暂态稳定计算作业的建立..........................................................10 3.1 暂态稳定计算作业的定义........................................................................ 10 3.1.1 暂态稳定计算作业的构成..................................................................... 10 3.1.2 暂态稳定作业的定义方法..................................................................... 10 3.2 暂态稳定计算作业数据的完备与编辑 ...................................................... 13 3.2.1 用户自定义模型（UD）调用数据 ........................................................ 13 3.2.2 网络故障数据 ...................................................................................... 15 3.2.2.1 网络故障数据说明 ......................................................................... 15 3.2.2.2 网络故障设置详解 ......................................................................... 19 3.2.3 节点扰动数据 ...................................................................................... 24 3.2.3.1 节点扰动数据说明 ......................................................................... 24 3.2.3.2 节点扰动设置详解 ......................................................................... 26 3.2.4 用户程序接口（UPI）调用数据 ........................................................... 41 3.2.5 输出信息.............................................................................................. 42 3.3 暂态稳定作业的选择 ............................................................................... 59
    3.4 暂态稳定计算作业的复制........................................................................ 60 4 暂态稳定作业的计算 ................................................................ 62 4.1 一般方式的暂态稳定计算........................................................................ 62 4.2 作业数据的调整和修改 ........................................................................... 62 4.2.1 作业数据修改内容 ............................................................................... 62 4.2.2 作业数据的查找与替换 ........................................................................ 69 4.2.3 作业数据与基础数据库关系 ................................................................. 70 4.3 批处理方式的暂态稳定计算 .................................................................... 71 5 暂态稳定计算结果的输出 ......................................................... 74 5.1 实时曲线监视输出................................................................................... 74 5.2 计算后结果输出 ...................................................................................... 76 5.2.1 摘要信息输出 ...................................................................................... 77 5.2.2 直接方式输出 ...................................................................................... 77 5.2.3 编辑方式输出 ...................................................................................... 79 5.2.4 自动分析输出 ...................................................................................... 80 5.2.5 输出至文件 .......................................................................................... 81 5.2.6 电压电流输出 ...................................................................................... 82 5.2.7 用户自定义模型（UD）输出 ............................................................... 83 5.2.8 暂态稳定判别结果输出 ........................................................................ 84 5.3 潮流断面回放.......................................................................................... 86 6 暂态稳定计算算例.................................................................... 87 6.1 EPRI（CHINA）7 节点系统基础数据........................................................ 87 6.1.1 EPRI 7 节点系统单线图 ....................................................................... 87 6.1.2 EPRI 7 节点系统元件数据.................................................................... 87 6.1.3 EPRI 7 节点系统元件公用参数数据...................................................... 92 6.2 用户自定义模型 ...................................................................................... 94 6.2.1 用户自定义 AVR 模型 1023................................................................. 94 6.2.2 用户自定义程序 UPAVR...................................................................... 95
    6.3 暂态稳定计算作业的建立和执行 ............................................................. 96 6.3.1 暂稳作业所基于的潮流作业 ................................................................. 96 6.3.2 暂稳作业的定义与执行 ........................................................................ 97 6.3.2.1 一般暂态稳定计算作业 .................................................................. 97 6.3.2.2 调用 UD 模型的暂态稳定计算作业............................................... 100 6.4 暂态稳定计算结果的输出...................................................................... 101 6.4.1 摘要信息输出 .................................................................................... 101 6.4.2 直接方式输出 .................................................................................... 101 6.4.3 编辑方式输出 .................................................................................... 104 6.4.4 自动分析............................................................................................ 105 6.4.5 输出至文件 ........................................................................................ 106 6.4.6 用户自定义模型（UD）变量输出 ...................................................... 107 附录 A 暂态稳定用户自定义系统模型库 ....................................108 A.1 励磁系统模型库.................................................................................... 108 A.1.1 励磁系统模型库介绍 ......................................................................... 108 A.1.2 模型说明 ........................................................................................... 111 A.1.3 模型调用方法 .................................................................................... 143 A.2 低频率、低电压减负荷继电器模型 ....................................................... 144 A.2.1 De_Load by f (编号：6121) ............................................................... 144 A.2.2 De_Load by V (编号：6122).............................................................. 146 A.3 直流输电控制器模型............................................................................. 148
    1 概述 1.1 暂态稳定计算问题简述 1.1.1 暂态稳定问题 电力系统暂态稳定一般是指电力系统遭受如输电线短路等大干扰时各同步发电机 保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。暂态不稳定可以表现 为第一摆失稳，对大系统也可能是后续摇摆失稳。暂态稳定研究的时间范围一般为扰 动后 3-5 秒，大系统考虑互联模式振荡可延续至 10-20 秒。 电力系统遭受大干扰之后是否能继续保持稳定运行的主要标志：一是各机组之间 的相对角摇摆是否逐步衰减；二是局部地区的电压水平是否在可接受范围内。通常大 干扰后的暂态过程会出现两种可能的结局：一种是各发电机转子间相对角度随时间的 变化呈摇摆状态，且振荡幅值逐渐衰减，各机组之间的相对转速最终衰减为零，各节 点电压逐渐回升到接近正常值，使系统回到扰动前的稳态运行状态，或者过渡到一个 新的稳态运行状态。在此运行状态下，所有发电机仍然保持同步运行。这种结局，电 力系统是暂态稳定的。另一种结局是暂态过程中某些发电机转子之间的相对角度随时 间不断增大，使这些发电机之间失去同步或者局部地区电压长时间很低。这种结局， 电力系统是暂态不稳定的，或称电力系统失去暂态稳定。发电机失去同步后，将在系 统中产生功率和电压的强烈振荡，结果使一些发电机和负荷被迫切除。在严重的情况 下，甚至导致系统的解列或瓦解。 1.1.2 暂态稳定计算的应用范畴 为了保证电力系统的安全稳定性，在系统规划、设计和运行过程中都需要进行暂 态稳定计算分析。电力系统暂态稳定计算的目的在于确定系统受到大干扰（如发生短 路故障、负荷瞬间发生较大的突变、切除大容量的发电、输电或变电设备等）以后， 系统各发电机组是否能维持同步运行。并在此基础上完成对系统暂态稳定的分析，主
    2 暂态稳定计算 要的应用范围包括：复杂和严重事故的事后分析，通过再现事故后系统的动态响应， 以了解稳定破坏的原因，并研究正确的反事故措施；在规划设计阶段，考核系统承受 极端严重故障的能力，即超出正常设计标准的严重故障，以研究减少这类严重故障发 生的频率和防止发生恶性事故的措施；对电力系统电压稳定性进行分析评估，从系统 承受故障的能力，如 N-1，N-2 事故仿真、故障临界切除时间和系统传输功率极限等方 面进行计算分析，对动态元件的配置及其对暂态稳定的影响进行考虑，例如：电气制 动、快速调整汽门、切机、单相重合闸等的研究。特别当前大容量远距离输电和大电 网互联的发展以及新型元件的投入运行，电力系统暂态稳定问题的研究和计算更是一 个至关重要的课题。 1.1.3 暂态稳定计算问题的数学描述 如前所述，暂态稳定是研究系统受到大干扰后，同步运行稳定性的问题。暂态稳 定计算的数学模型包括一次电网的数学描述（网络方程）及发电机、励磁调节器、调 速器、电力系统稳定器、负荷、无功补偿、直流输电、继电保护等一次设备和二次装 置动态特性的数学描述（微分/差分方程）以及各种可能发生的扰动方式和稳定措施的 模拟等。因此 PSASP 暂态稳定计算（ST）的数学模型可归为以下三个部分： (1) 电网的数学模型，即网络方程： 其中： X = YXF , ( ) F = ( f 1 , f 2 , KK , nf T ) X = ( xx , 1 2 , KK , nx T ) X 为网络方程求解的变量。 (2) 发电机、负荷等一次设备和二次自动装置的数学模型，即微分方程： 其中： YXGY = , ( ) G = ( gg , 1 2 , KK , ng T )
    第 1 章 概述 3 Y = ( y 1 , y 2 , KK , ny T ) Y 为微分方程求解的变量 (3) 扰动方式和稳定措施的模拟。 如电网的简单故障或复杂故障及冲击负荷、快关汽门、切机、切负荷、切线路等。 这些因素的作用结果是改变 X，Y。 1.2 PSASP 暂态稳定计算的主要功能和特点 PSASP 暂态稳定计算的主要功能可概括为以下几个方面： (1) 电力系统模型的计算功能 可计算交直流混合电力系统 可考虑变电站（主接线）内部开关状态对系统网络结构的影响 程序提供的常用系统元件模型（固定模型）如下： 同步电机模型（7 种） 励磁调节器（AVR）模型 原动机调速器（GOV）模型 电力系统稳定器（PSS）模型 静态特性负荷模型 感应电动机负荷、综合动态负荷及差分方程负荷模型 静止无功补偿器（SVC）模型 高压直流输电（HVDC）模型 静止无功补偿器（SVC）模型 (2) 复杂故障方式的计算功能 可同时考虑多处三相对称故障，包括三相短路，三相断线，串联电容保护三 相击穿等 可同时考虑多处不对称故障，包括单相短路，单相负荷投入，两相短路，两 相接地，单相断线，两相断线，串联电容器不对称击穿等 在不对称故障下，可考虑输电线零序互感的影响 可进行短路电流计算（在程序中做不解微分方程处理），以及动态过程中的
    4 暂态稳定计算 复杂故障短路电流计算 可做输电线工频暂态过电压及潜供电流计算分析 能给出三相不平衡方式下序电压，序电流，相电压，相电流的分布 (3) 扰动方式和稳定措施模拟的计算功能 在 PSASP 暂态稳定计算中，除网络故障外，还可设置丰富的扰动方式，用以模拟 电力系统的某些冲击和稳定措施，其功能概括如下： 冲击负荷的模拟 负荷功率随机波动的模拟 励磁回路电压波动的模拟 励磁电压设定值变化的模拟 发电机出力跟踪调节的模拟 调速器汽门快速调整的模拟 调压器励磁电压快速调整的模拟 按不同准则（时间、角度、高频率、频率差、过电流）减少母线上的部分和 全部机组的出力 按不同准则（时间、低电压、低频率、频率差、线路过电流、异步电动机自 身过电流）切除母线上的部分和全部负荷 按不同准则（时间、低电压、低频率、角度差、零序过电流、正序过电流） 开断线路开关 (4) 通过用户自定义模型的方法，用户可建立各种模型以实现所需的计算功能 电力系统各种一次设备模型，如不同型号的同步电机，异步电机，静止无功 补偿器等 电力系统各种自动装置的模型，如：各种类型的调压器、调速器、电力系统 稳定器（PSS）及各种继电保护和安全自动装置等 随不同工程而异的超高压直流输电线路及其控制系统模型 灵活交流输电系统（FACTS）装置模型，如：可控硅串联补偿器（TCSC）， 静态同步补偿器（STATCOM）等
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