电力系统计算机辅助分析实验报告

南 京 理 工 大 学

电力系统计算机辅助分析

实验报告

作 者: 学院(系): 专 业:

赵朋 学 号： 0608190255 动力工程学院

电气工程及其自动化

指导教师： 郭新红

2009 年 5 月 1 日

实验一 七节点电力系统数据库建立

一 实验目的

(1) 熟悉PSASP系统的操作环境 (2) 掌握在文本方式下数据建立和编辑 (3) 熟悉系统单线图的编辑

二 实验内容

根据实验指导书内容创建数据库，并完成系统单线图的绘制。

三 实验原理

七节点系统图如下所示：

四 实验步骤

1 创建数据库目录

进入PSASP主画面，点击“创建”，输入数据目录“D:/ZJS”，系统基准容量100兆伏安。

2 录入基础数据

进入文本方式数据编辑环境，根据所给参数建立基础数据和公用参数。根据实验指导书提示完成数据组选择，母线、交流线、两绕组变压器、直流线的相关参数的录入，发电机及其调节器数据的建立，并在PSS栏中编辑参数，然后建立区域数据。

3 系统单线图编辑

进入图形方式数据编辑环境，在单线图编辑窗口中，绘制各种元件。 依照单线图的绘制方法，按以下顺序完成该系统单线图的绘制： ①7条母线

②4条交流线和2个电抗器 ③4台变压器 ④1条支流线 ⑤3台发电机 ⑥1个负荷

实验二 潮流计算

一 实验目的

(1)理解PSASP潮流计算的流程；

(2)掌握在文本和图形两种方式下潮流计算的方法； (3)掌握潮流计算结果输出方法。

二 实验原理

潮流计算实验是利用PSASP的潮流计算功能实现的，它的流程和结构如下：

三 实验步骤

第一步：建立七节点系统的数据库

由于在实验一中已经建立了七节点系统数据库，实验二是在实验一的基础上进行的，因此这里可以直接利用实验一的数据库建立潮流计算作业。

第二步：建立潮流计算作业 1.定义以下2个方案：

2.定义潮流作业

作业1：一般方式的潮流计算 作业2：具有控制功能的潮流计算 3.在文本和图形方式下进行潮流计算 ①进行一般方式的潮流计算1 ②进行具有控制功能的潮流计算2 4.潮流计算结果输出

将作业1和作业2的结果先以报表形式输出至文件保存,具体要求见实验指导书。

四 实验结果

1 作业1实验结果

作业潮流图如图2-1所示：

图2-1作业1潮流计算结果图

2 作业2实验结果

作业潮流图如图2-2所示：

图2-2作业2潮流计算结果图

文本方式输出：

3 实验结果分析

将作业1和作业2 潮流图比较得知，由于G1对B1-500存在控制功能，B1-500母线上的电压在作业1无控制的情况下从0.998变到了作业2时的1.030，因此说明可以通过G1的无功出力控制母线B1-500的电压。其实，纵观整个系统，由于线路中增加了无功出力，除了母线S1和母线G2外，其余所有母线的电压幅值都增加了，而S1的类型属于平衡节点，G2母线的类型属于PV节点，它们的电压幅值都是保持不变的。母线之间的交流线上的功率变化并不太大，主要是由于增加无功出力后，母线之间的相角差变化并不大，例如一般运行方式下B1-500与B4-500之间的相角差为18.9413°，增加了无功出力后，相角差变为17.7792°同时无功功率使左右两侧母线的电压幅值都增加了，所以在电抗器上消耗的无功功率增加，但两者的幅值差变化也不大，所以在这两条母线之间的支路功率变化不大。

实验三 短路计算

一 实验目的

1) 理解基于潮流计算的短路计算作业构成 2) 掌握实验方法

3) 对实验所得结果进行分析

二 实验原理

本实验短路计算是基于实验二潮流计算的，其作业结构如下图所示：

三 实验步骤

1 定义短路作业

在文本环境窗口中，点击“计算”下拉菜单中的“短路”，弹出文本方式下的短路计算窗口，在该窗口中选择或定义作业号后，即可点击“计算”按钮执行短路计算。

短路作业组成部分选择：

作业号：1 基于潮流：是

计算功能样选择短路电流 简单故障栏 故障类型：有四种 ABC：三相短路； A，G：A相短路接地； AB：AB两相短路； AB，G：AB两相短路接地。 故障地点：全网。 2 短路计算结果输出

一个短路计算作业成功执行后，则该作业号的计算结果即保存下来。在文本环境窗口中，点击“结果”，下拉各种计算结果命令，点击“短路”，则弹出短路计算结果输出窗口，输出信息根据实验指导书进行设置即可。

三相短路示意图：

A相短路接地示意图

AB两相短路示意图：

AB两相短路接地示意图：

四 实验结果分析

短路计算可以分为对称短路和不对称短路，而不对称短路在计算短路

电流的同时除了要考虑正序电抗，还要考虑负序和零序电抗。通过实验三的短路计算，自己又复习了一遍短路计算方面的知识，通过对实验结果的分析，去验证书上的结论，这无疑能够加深对知识点的理解。有些实验结果与自己的分析不是完全吻合，可能是自己某些方面没有加以考虑，而自己一时也查找不出原因所致，毕竟这与完全理想化的情况有所不同。

附录：

１.潮流作业1报表

潮流计算摘要信息报表

PSASP(Load Flow) EPRI, China

计算日期：2009/04/18 时间：20:25:10

作业号：1

作业描述：一般方式的潮流计算

计算方法：Newton (Power Equation)

基准容量：100.0000

允许误差：0.000010

本系统 上限

母线： 7 5000 发电机： 3 1500 负荷： 1 3000 交流线： 6 6000 直流线： 1 20 两绕组变压器： 4 6000 三绕组变压器： 0 2000 移相变压器： 0 200 UD模型调用次数： 0 200 UP调用个数： 0 10

结果综述报表

作业号： 1 计算日期：2009/04/18 时间：20:25:10

单位：kA\kV\MW\Mvar

区域名 区域号 总有功发电 总无功发电 cosθg 总有功负荷

总无功负荷 cosθl 总有功损耗 总无功损耗

------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------

AREA1 1 3000.000 1023.945 0.946 300.000 200.000 0.832 104.880 754.394

AREA2 2 0.000 0.000 0.000 2547.352 -510.761 0.980 47.774 580.309

全网 3000.000 1023.945 0.946 2847.352 -310.761 0.994 152.654 1334.703

全网母线(发电)结果报表

作业号： 1 计算日期：2009/04/18 时间：20:25:10

单位：kA\kV\MW\Mvar

母线名 电压幅值 电压相角 ---------- ------------ ------------

* S 230.00000 0.00000 G1 17.52047 53.30450 G2 18.54000 56.31320

全网交流线结果报表

作业号： 1 计算日期：2009/04/18 时间：20:25:10

单位：kA\kV\MW\Mvar

I侧母线名 J侧母线名 编号 I侧有功 I侧无功 I侧充电功率 J侧有功 J侧无功 J侧充电功率

---------- ---------- -------- ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------

B1-500 B4-500 1 767.34200 92.45800 108.38600 743.53200 40.20400 95.77100

B1-500 B4-500 2 767.34200 92.45800 108.38600 743.53200 40.20400 95.77100

B1-500 B1-500 7 0.00000 149.44400 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

B4-500 B3-500 3 743.53200 -25.82200 95.77100 719.64500 -92.34100 94.95300

B4-500 B3-500 4 743.53200 -25.82200 95.77100 719.64500 -92.34100 94.95300

B4-500 B4-500 6 0.00000 132.05100 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

全网直流线结果报表

作业号： 1 计算日期：2009/04/18 时间：20:25:10

I侧母线名 J侧母线名 编号 Pole R_mode ID_set(kA) α0(deg.) γ0(deg.)

---------- ---------- -------- ------------ ------------ ------------ ------------ ------------

B2-220 B3-500 222 Bi_pole Ground 1.20000 15.00000 18.00000

全网两绕组变压器结果报表

作业号： 1 计算日期：2009/04/18 时间：20:25:10

单位：kA\kV\MW\Mvar

I侧母线名 J侧母线名 编号 I侧有功 I侧无功 J侧有功 J侧无功

---------- ---------- -------- ------------ ------------ ------------ ------------

B1-500 B2-220 11 -334.68400 -195.85100 -334.68400 -226.04000

G1 B1-500 9 1200.00000 300.00000 1200.00000 138.51000

G2 B2-220 10 1800.00000 723.94500 1800.00000 487.29200

S1 B3-500 12 -2547.35200 510.76100 -2547.35200 195.54100

全网母线及其支路结果报表

作业号： 1 计算日期：2009/04/18 时间：20:25:10

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- --------------------

S1 230.00000 0.00000 Slack -2547.35231 510.76059

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

0 0.00000 0.00000

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- -------------------- 0.00000 0.00000

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

B4-500 1 AC 767.34200 92.45800

B4-500 2 AC 767.34200 92.45800

B1-500 7 AC 0.00000 149.44400

B2-220 11 2W -334.68400 -195.85100 1.00000

G1 9 2W -1200.00000 -138.51000 1.05000

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- -------------------- -300.00000 -200.00000

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

B1-500 11 2W 334.68400 226.04000 1.00000

G2 10 2W -1800.00000 -487.29200 1.05000

B1-500 523.99991 45.85240

B2-220 239.08628 49.55150 PQ

B3-500 222 DC 1165.32000 61.25000

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- -------------------- 0.00000 0.00000

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

B4-500 3 AC -719.64500 92.34100

B4-500 4 AC -719.64500 92.34100

S1 12 2W 2547.35200 -195.54100 0.95000

B2-220 222 DC -1108.06000 10.86000

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- -------------------- 0.00000 0.00000

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

B1-500 1 AC -743.53200 -40.20400

B1-500 2 AC -743.53200 -40.20400

B3-500 3 AC 743.53200 -25.82200

B3-500 4 AC 743.53200 -25.82200

B4-500 6 AC 0.00000 132.05100

B3-500 490.45557 6.94830

B4-500 492.56401 26.91090

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- -------------------- 1200.00000 300.00000

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

B1-500 9 2W 1200.00000 300.00000 1.05000

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- -------------------- 1800.00000 723.94484

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

B2-220 10 2W 1800.00000 723.94500 1.05000

区域及其联络线结果报表

作业号： 1 计算日期：2009/04/18 时间：20:25:10 单位：MW

区域号 区域名 有功发电 无功发电 有功负荷 无功负荷 有功输出 无功输出

-------- ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------

1 AREA1 3000.00000 1023.94500 300.00000 200.00000 2700.00400 246.16600

本区母线 相联区母线 相联区号 支路号 支路类型 有功输出 无功输出 有功损耗 无功损耗

---------- ---------- -------- -------- -------- ------------ ------------ ------------ ------------

B1-500 B4-500 2 1 AC 767.34200 92.45800 23.81000 52.25400

G1 17.52047 53.30450 PQ

G2 18.54000 56.31320 PV

B1-500 B4-500 2 2 AC 767.34200 92.45800 23.81000 52.25400

B2-220 B3-500 2 222 DC 1165.32000 61.25000 57.26000 72.11000

区域号 区域名 有功发电 无功发电 有功负荷 无功负荷 有功输出 无功输出

-------- ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------

2 AREA2 0.00000 0.00000 2547.35200 -510.76100 -2595.12400 -69.54800

本区母线 相联区母线 相联区号 支路号 支路类型 有功输出 无功输出 有功损耗 无功损耗

---------- ---------- -------- -------- -------- ------------ ------------ ------------ ------------

B4-500 B1-500 1 1 AC -743.53200 -40.20400 23.81000 52.25400

B4-500 B1-500 1 2 AC -743.53200 -40.20400 23.81000 52.25400

B3-500 B2-220 1 222 DC -1108.06000 10.86000 57.26000 72.11000

2.潮流作业2报表

潮流计算摘要信息报表

PSASP(Load Flow) EPRI, China

计算日期：2009/04/18 时间：20:16:24

作业号：2

作业描述：具有控制功能的潮流计算

计算方法：Newton (Power Equation)

基准容量：100.0000

允许误差：0.000010

本系统 上限

母线： 7 5000

发电机： 3 1500 负荷： 1 3000 交流线： 6 6000 直流线： 1 20 两绕组变压器： 4 6000 三绕组变压器： 0 2000 移相变压器： 0 200 UD模型调用次数： 1 200 UP调用个数： 0 10 功负荷 ------------ 300.000 2551.921 2851.921 结果综述报表 作业号： 2 计算日期：2009/04/18 时间：20:16:24 单位：kA\kV\MW\Mvar 区域名 区域号 总有功发电 总无功发电 cosθg 总无功负荷 cosθl 总有功损耗 总无功损耗

------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------

AREA1 1 3000.000 1035.409 200.000 0.832 102.210 693.033

AREA2 2 0.000 0.000 -409.426 0.987 45.874 551.779

全网 3000.000 1035.409 -209.426 0.997 148.084 1244.812

全网母线(发电)结果报表 作业号： 2 计算日期：2009/04/18 时间：20:16:24 单位：kA\kV\MW\Mvar 母线名 电压幅值 电压相角 ---------- ------------ ------------

S1 230.00000 0.00000 G1 18.30771 50.82190 G2 18.54000 54.11210 全网交流线结果报表 总有------------ 0.945 0.000 0.945

作业号： 2 计算日期：2009/04/18 时间：20:16:24

单位：kA\kV\MW\Mvar

I侧母线名 J侧母线名 编号 I侧有功 I侧无功 I侧充电功率 J侧有功 J侧无功 J侧充电功率

---------- ---------- -------- ------------ ------------ ------------ ------------ ------------ ------------

B1-500 B4-500 1 764.45300 103.71200 115.41600 741.97800 77.65700 100.56900

B1-500 B4-500 2 764.45300 103.71200 741.97800 77.65700 100.56900

B1-500 B1-500 7 0.00000 159.13700 0.00000 0.00000 0.00000

B4-500 B3-500 3 741.97800 8.32400 719.04100 -42.25600 95.86800

B4-500 B3-500 4 741.97800 8.32400 719.04100 -42.25600 95.86800

B4-500 B4-500 6 0.00000 138.66600 0.00000 0.00000 0.00000

全网直流线结果报表

作业号： 2 计算日期：2009/04/18 时间：20:16:24

I侧母线名 J侧母线名 编号 Pole R_mode α0(deg.) γ0(deg.)

---------- ---------- -------- ------------ ------------ ------------ ------------ B2-220 B3-500 222 Bi_pole Ground 15.00000 18.00000

全网两绕组变压器结果报表

作业号： 2 计算日期：2009/04/18 时间：20:16:24

单位：kA\kV\MW\Mvar

I侧母线名 J侧母线名 编号 I侧有功 I侧无功 J侧无功

---------- ---------- -------- ------------ ------------ ------------ ------------ B1-500 B2-220 11 -328.90600 -84.03400 -105.76100

115.41600 0.00000 100.56900 100.56900 0.00000 ID_set(kA) ------------ 1.20000 J侧有功

-328.90600

G1 B1-500 9 1200.00000 440.48300 1200.00000 282.52700

G2 B2-220 10 1800.00000 594.90300 1800.00000 368.95000

S1 B3-500 12 -2551.92100 409.42600 -2551.92100 97.47300

全网母线及其支路结果报表

作业号： 2 计算日期：2009/04/18 时间：20:16:24

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- --------------------

S1 230.00000 0.00000 Slack -2551.92085 409.42555

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

0 0.00000 0.00000

起始母线 电压幅值(kV) 电压相角(deg.) 母线类型 有功功率(MW) 无功功率(Mvar)

---------- -------------------- -------------------- ------------ -------------------- --------------------

0.00000 0.00000

另侧母线 支路号 支路类型 支路有功(MW) 支路无功(Mvar) 实际变比 额定容量 容量上限 越限容量

---------- ------------ ------------ -------------------- -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------

B4-500 1 AC 764.45300 103.71200

B4-500 2 AC 764.45300 103.71200

B1-500 7 AC 0.00000 159.13700

B1-500 540.72573 43.91370

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yv14.html