潮流7.0

电力系统潮流计算 PSASP2005 综合程序应用研讨班 李 芳 Tel.： 010-62913201-2915 e-mail：lifang@epri.ac.cn 1 潮流计算的基本概念 2 PSASP潮流计算 3 潮流计算 4 潮流计算作业的数据构成 5 潮流计算的结果输出 6 计算不收敛的处理措施 7 潮流计算操作练习 8 思考题 1 潮流计算的基本概念 (1) 潮流计算问题 潮流计算一般是 ‰ 电网结构和参数(交流线和变压器正序阻抗和变比) ‰ 系统的运行状态(每个节点有P, Q, V, θ四个运行参 数，一般给定两个，由母线类型定) • 给出负荷点吸收和电源点发出的有功和无功功率(PQ点) • 给出电压控制点的电压幅值和有功功率(PV点) • 指定一个平衡点，给定其电压幅值和相角(Vθ点)，该点 用于承担整个系统的功率平衡。 ‰ 网络各节点的电压幅值和相角，进一步计算各支 路的功率分布和网损。 已知: 求: (2) 潮流计算的用途 ƒ 潮流计算用于研究系统运行中的问题 ‰ 负荷变化和网络结构改变会不会危及系统安全 ‰ 系统各母线电压是否在允许范围之内 ‰ 系统各元件(线路、变压器等)是否过负荷 ‰ 对可能出现的过负荷，事先应采取哪些预防措施 ƒ 潮流计算应用于系统规划中的问题 ‰ 检验所提的规划是否满足各种运行方式的要求 ƒ 潮流计算是系统计算的基础 ‰ 为稳定计算提供初始运行方式 ‰ 短路计算也需要以不同的潮流方式做支持 ‰ 网损计算是在典型日24小时的潮流方式计算的基础 上，再进行网损统计 ‰ 静态安全分析是在全网或指定范围内做‘N-1’或其它 假想事故的潮流计算后，检验系统的安全性 (3) 潮流计算的数学描述 ƒ 电力系统网络方程 根据节点电流平衡关系，可得电网导纳矩阵 方程： 简记为 Y V = I 其中 Y 由电网结构和参数而定 I 由运行条件根据 而定 V 为所求 ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ nnnnnn n n I I I V V V YYY YYY YYY & M & & & M & & &L&& MLMM &L&& &L&& 2 1 2 1 21 22221 11211 * k kk k V jQPI −=& ƒ 潮流问题基本方程 节点电压按极坐标形式的潮流基本方程 ( i=1, 2, .., n ) 0)sincos( 1 =+Σ−=Δ = ijijijijj n jiii BGVVPP θθ 0)cossin( 1 =−Σ−=Δ = ijijijijj N jiii BGVVQQ θθ ƒ 潮流问题的特点 ‰ 非线性方程组，需要迭代求解，存在是否收敛的问 题 ‰ 若收敛，则必满足基本方程 ‰ 解的多值性和存在性 2 PSASP潮流计算 (1) 一般功能特性 ƒ 可计算交直流混合电力系统 ƒ 提供五种计算方法 ‰ PQ分解法 ‰ 牛顿法(功率式) ‰ 最佳乘子法(非线性规划法) ‰ 牛顿法(电流式) ‰ PQ分解转牛顿法 ƒ 可考虑负荷静特性 ƒ 设PQ-PV点，以限制PQ点的电压 ƒ 设PV-PQ点，以限制PV点的无功 ƒ 可设多个平衡点以改善收敛性和便于几个孤立 子系统同时计算 (2) 控制调节功能(由数据库中的控制栏数据实现) ƒ 控制母线电压V, 调节V, QG, QL, X, Tk ƒ 控制线路有功功率Pij, 调节PG, PL, X ƒ 控制线路无功功率Qij, 调节V, QG, QL, X, Tk ƒ 可模拟移相器功能: Tk∠δ 给定模型和 TkPij 给定 模型 (3) 用户自定义功能 ƒ 系统调度自动化中自动发电控制(AGC) ƒ 联络线(一条或多条)功率控制 ƒ 可控硅控制的静止补偿器、自动投切的电容器 和电抗器 ƒ 各种FACTS元件的模拟 ƒ 各种负荷特性的模拟 …... 图形方式 文本方式 图形方式 数据录入和编辑 电网基础数据库 计算作业的定义(电网结构，运行 方式和计算控制等) 执行计算 结果的编辑和输出 各种计算公 共部分 潮流计算 文本方式 图形方式 用户自定义模型库 计算结果库 文本方式 文本方式 图形方式 3潮流计算流程 发电和负荷按比例修改控制 潮流作业 基础方案 计算控制信息 数据组1 数据组K 迭代误差 变电站主接线开关作用控制 计算方法 母线电压上、下限 迭代次数上限 区域功率控制 自定义功能控制 …… 潮流作业定义 4潮流计算作业的数据构成 (1) 基础方案的定义 ƒ 基本概念 一个基础方案Scheme 的数据由一个或若干(最多 30)个有次序的数据组 Group相叠加组成，从而决 定了电网的规模、结构、 参数等网络数据和发电、 负荷等运行方式数据。 数据组1 数据组2 数据组3 Basic “无控制” =“Basic” G1-ctrl “有控制”=“Basic”+”G1-ctrl” ƒ 基础方案定义例1 UPI “用户程序” =“Basic”+”G1-ctrl”+”UPI” ƒ 基础方案定义例2 基本网架 冬大方式 夏大方式 夏小方式 冬小方式 “基本网架”数据组：交流线、并联电容电抗器、变压器、直 流线等不随运行方式变化、参数基本保持不变的数据 “冬大方式”数据组： 冬季大方式下的发 电、负荷数据 “冬小方式”数据组： 冬季小方式下的发 电、负荷数据 “夏大方式”数据组： 夏季大方式下的发 电、负荷数据 “夏小方式”数据组： 夏季小方式下的发 电、负荷数据 ƒ 基础方案定义例2（续） 基本网架 冬大方式 “冬大方案”=“基本网架”+“冬大方式”+ 基本网架 冬小方式 “冬小方案”=“基本网架”+“冬小方式”+ 基本网架 夏大方式 “夏大方案”=“基本网架”+“夏大方式”+ 基本网架 夏小方式 “夏小方案”=“基本网架”+“夏小方式”+ ƒ 基础方案定义例3 例：华中电网 ‰ 交流线、变压器的Group按地区分： “河南”、“湖北”、“湖南”、“江西” ‰ 发电、负荷的Group按地区和季节分： “河南”、“湖北”、“湖南”、“江西” “江西夏”、“江西冬” 计算方案： 序号 方案名 方案内容(所含 Group及次序) 1 “华中全网” “河南”+“湖北”+“湖南”+“江西” 2 “江西冬” “江西”+“江西冬” 3 “江西夏” “江西”+“江西夏” (2) 潮流作业的定义 5 潮流计算的结果输出 (1) 报表输出 ƒ 可选择输出范围 ƒ 可选择输出对象 ƒ 可自由定义报表的内容(选哪几项及其次序) ƒ 可输出UD模型变量 ƒ 可输出UP程序变量 ƒ 可将报表输出至文件 (2) 图示化输出 ƒ 基于某一母线的结果图示 ƒ 基于某一支路的结果图示 ƒ 区域结果图 ƒ 可双击图上的元件，转移显示目标 (3) 单线图上的结果输出 6 计算不收敛的处理措施 (1) 对作业方案进行数据检查，查看发电出力和 负荷的统计数据 (2) 更换计算方法，加大迭代次数上限 (3) 由迭代过程信息中的最大误差母线查找与该 母线相关的数据 ‰ 线路参数 ‰ 变压器阻抗和变比 ‰ 发电出力和负荷 (4) 在大发电厂或大负荷母线上增设PV点或Vθ点 (5) 增大允许误差(不应大于0.01)以获得结果报表， 进一步查找原因 7 潮流计算操作练习 练习1：常规运行方式潮流计算 ƒ 方案定义 ƒ 方案检查 ƒ 潮流作业定义 ƒ 用牛顿法(功率式)计算潮流作业1 方案名 数据组构成 说 明 常规方式 常规 常规运行方式 潮流作业号 方案名 1 常规方式 练习2：查看潮流计算结果 ƒ 查看练习1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 ƒ 改用PQ分解法重复计算作业1，查看计算结果，应 与牛顿法结果相同 ƒ 选图示化输出查看结果 练习3：规划运行方式潮流计算 ƒ 方案定义 ƒ 方案检查 ƒ 潮流作业定义 ƒ 用PQ分解法计算并查看计算结果 方案名 数据组构成 说 明 规划方式 常规+新建 规划运行方式 潮流作业号 方案名 2 规划方式 练习4：应用“数据修改”按钮修改数据，了解 “刷新”按钮的含义。 ƒ 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”。 ƒ 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” PG=1.63 练习5：“数据回存”功能的应用 ƒ 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。点击 “数据回存”，给定数据组名为 “发电2大”。 ƒ 浏览“基础数据—发电机及其调节器数据”。 练习6：“作业复制”功能的应用 ƒ 将潮流作业1的全部内容复制为作业3。 ƒ 查看潮流作业3的数据。 练习7：“数据修改”中的“列替换”等功能 ƒ 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 ƒ 计算潮流，查看计算结果 ƒ 点击“查找”，应用该功能。 ƒ 点击“排序和筛选”，应用该功能。 练习8：“发电/负荷比例因子”的应用 ƒ 选择作业3，点击“刷新”按钮刷新数据 ƒ “区域-1”发电比例因子: 有功1.1，无功1.1，负荷不变 ƒ 计算潮流，查看计算结果 练习9：方案定义中，数据组的构成关系 ƒ 方案定义 ƒ 潮流作业定义 ƒ 通过“数据修改”按钮，查看数据： ‰ 交流线(编号11) ‰ 发电3出口的变压器 (编号9) ‰ 发电3 ‰ STNB-230负荷(编号301) 方案名 数据组构成 TEMP 新建+常规 潮流作业号 方案名 4 TEMP 练习10：批处理方式的潮流作业 ƒ 选中“自动输出结果文件”，计算后查看结果。 练习11：作业数据的导入和导出 ƒ 作业数据精简处理 ‰ 导出作业3至文件“C:\WSCC\TEMP\LF3.DAT” ‰ 删除作业3 ‰ 点击“浏览”按钮进行作业浏览 ƒ 作业数据交换 ‰ 新建作业5 ‰ 导入作业3对应的文件“C:\WSCC\TEMP\LF3.DAT” ‰ 计算潮流 ƒ 由作业数据生成基础数据库 ‰ 启动数据升级转换 • 数据文件目录选择“C:\WSCC\TEMP\” • 选潮流文件名“LF3” • 数据文件格式选“PSASP 6.X 作业数据” • PSASP 6.1数据库目录：“C:\TTTT” ‰ 选择数据目录 “C:\TTTT”，查看交流线、变压器、发电、负荷 数据 练习12：潮流断面的结果输出 ƒ 断面1命名：区域1-2 „断面2命名：发电1出口 9 思考题 ƒ （1）潮流计算问题，已知什么，求什么？ ƒ （2）PSASP提供了多种潮流计算方法，有什么好 处？ ƒ （3）说“潮流xx计算方法准确”的提法是否合适？ ƒ （4）一个“方案”是由若干个“数据组”构成，“数据 组”的次序对“方案”有什么影响？ ƒ （5） “作业数据”与基础数据库之间有什么关系？ ƒ （6）通过“数据修改”按钮所作的修改，是否修改 了基础数据库？ ƒ （7） “刷新”按钮有什么作用？ ƒ （8） “数据回存”按钮有什么用处？ ƒ （9） “作业复制”有什么用处？ ƒ （10）用“发电/负荷比例因子”和用“数据修改”按 钮修改相同的数据，两者有什么不同？ ƒ （11） “作业数据”的导入和导出有什么作用？ 谢 谢 ！ 电力系统潮流计算 1 潮流计算的基本概念 2 PSASP潮流计算 5 潮流计算的结果输出 6 计算不收敛的处理措施 7 潮流计算操作练习 练习12：潮流断面的结果输出 9 思考题