电力系统分析实验报告

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1、实验一 基于PSASP的电力系统潮流计算实验一、实验目的掌握用PSASP进行电力系统潮流计算方法。二、实验内容1、进入PSASP主画面点击开始程序电力软件PSASP6.2电力系统综合分析程序，弹出PSASP封面后，按任意键，即进入PSASP主画面，在该画面中完成如下工作：1)指定数据目录第一次可以通过“创建数据目录”按钮，建立新目录，以后可通过“选择数据目录”按钮，选择该目录。2)给定系统基准容量在系统基准容量项中，键入该系统基准容量100MVA。建立了数据之后，该数不要轻易改动。2、文本文本方式下的数据输入在PSASP主画面中点击“文本支持环境”按钮，进入文本支持环境。点击“数据”，下拉菜单

2、中选择“基础数据”，下拉第二级菜单：（1）建立母线数据点击“母线”，弹出母线数据录入窗口，在窗口中依次录入该系统的母线数据。其中母线名和基准电压必填。该系统的母线数据如下：母线名基准电压区域号电压上限电压下限单项短路容量三项短路容量发电116.5000218.150014.85000.00000.0000发电218.000119.80016.20000.00000.0000发电313.8000115.180012.42000.00000.0000GEN1-230230.00020.00000.00000.00000.0000GEN2-230230.00010.00000.00000.00000

3、.0000GEN3-230230.00010.00000.00000.00000.0000STNA-230230.00020.00000.00000.00000.0000STNB-230230.00020.00000.00000.00000.0000STNC-230230.00010.00000.00000.00000.0000（2）建立交流线数据点击“交流线”，弹出交流线数据录入窗口，在窗口中依次录入该系统的交流线的正序和零序数据：数据组I测母线J测母线编号所属区域单位正序阻抗正序电抗正序充电电纳的1/2零序电阻零序电抗零序充电电纳的1/2常规GEN1-230STNA-2301I测标幺0.0

4、100000.0850000.0880000.0000000.2550000.000000常规STNA-230GEN2-2302I测标幺0.0320000.1610000.1530000.0000000.4830000.000000常规GEN2-230STNC-2303I测标幺0.0085000.0720000.0745000.0000000.2160000.000000常规STNC-230GEN3-2304I测标幺0.0119000.1008000.1045000.0000000.3024000.000000常规GEN3-230STNB-2305I测标幺0.0390000.1700000.1

5、790000.0000000.5100000.000000常规STNB-230GEN1-2306I测标幺0.0170000.0920000.0790000.0000000.2760000.000000常规GEN3-230STNB-23011I测标幺0.0390000.1700000.1790000.0000000.5100000.000000（3）建立两绕组变压器数据点击“两绕组变压器”，弹出两绕组变压器数据录入窗口，在窗口中依次录入变压器的正序数据和零序数据。该系统的变压器数据如下：数据组I测母线J测母线编号连接方式单位正序电阻正序电抗零序电阻零序电抗常规发电1GEN1-2307三角形/星行

6、接地标幺0.0000.057600.0000.05760常规发电2GEN2-2308三角形/星行接地标幺0.0000.062500.0000.06250常规发电3GEN3-2309三角形/星行接地标幺0.0000.058600.0000.05860常规发电3GEN3-2309三角形/星行接地标幺0.0000.045000.0000.0450激磁电导激磁电纳变比I测主抽头电压J测主抽头电压J测抽头级差J测抽头位置J测最大抽头电压J测最小抽头电压0.0000.0001.0016.5230.01.259253.00207.000.0000.0001.0018.0230.02.53241.50218.

7、500.0000.0001.0013.8230.02.53241.50218.500.0000.0001.0013.8230.02.53241.50218.50（4）建立发电机及其调节器数据点击“发电机及其调节器”，弹出发电机及其调节器数据录入窗口。首先指定母线名和潮流计算用的母线类型，然后分三页分别录入有关数据。该系统的发电机数据如下：数据组母线名母线类型单位额定容量（MVA）额定功率（MW）有功功率无功功率母线电压幅值母线电压相角常规发电1标幺100.0222.750.0000.001.04000.00常规发电2PV标幺100.0172.81.6301.001.02500.00常规发电3P

8、V标幺100.0115.20.8501.001.02500.00常规发电3PV标幺100.0115.21.3001.001.02500.00无功上限无功下限有功上限有功下限d轴暂态电抗d轴次暂态电抗负序电抗转子惯性时间0.000.000.000.000.06080.06080.060847.280.000.000.000.000.11980.11980.119812.80.000.000.000.000.18130.18130.18136.020.000.000.000.000.18130.18130.18136.02（5）建立负荷数据点击“负荷”，弹出负荷数据录入窗口，其数据填写过程如下：首

9、先指定母线名和潮流计算用的母线类型，然后分三页分别录入有关数据。该系统的负荷数据如下：数据组母线名编号母线类型单位有功负荷无功负荷母线电压幅值母线电压相角无功上限无功下限有功上限有功下限常规STNA-230300PQ标幺1.2500.5000.000.000.000.000.000.00常规STNB-230301PQ标幺0.9000.3000.000.000.000.000.000.00常规STNC-230302PQ标幺1.0000.3500.000.000.000.000.000.00常规STNB-230301PQ标幺1.5000.3000.000.000.000.000.000.00（6）

10、建立区域数据点击“区域”，弹出区域数据录入窗口，该系统分为两个区域，课依次在窗口中录入区域名。该系统的区域数据如下：区域名区域号区域-11区域-22（7）方案的定义在文本环境窗口中，点击：方案定义“后，弹出方案定义窗口。在方案定义窗口中，填写方案名并点击描述按钮填写相关说明。定义方案如下：方案名数据组组成说明常规方式常规常规运行方式规划方式常规+新建规划运行方式（8）潮流计算作业方案如下：潮流作业号方案名计算方法允许误差迭代次数上限电压上限电压下限1常规方式牛顿法功率式0.0001501.100.902规划方式PQ分解法0.0001501.150.95三、实验步骤1、点击“作业”菜单项，执行“

11、方案定义”命令2、点击“作业”菜单项，执行“潮流”命令，定义作业3、点击“视图菜单项，执行“潮流数据”命令，作业选择4、点击“计算”菜单项，执行“潮流”命令5点击“格式”菜单项，进行元件参数格式选择6、点击“报表”菜单项，执行“潮流”命令，计算结果输出有图示、报表输出两种方式四、实验结果1、作业号1计算结果报表输出在作业号1中采用的是牛顿拉夫逊法进行潮流计算，其结果如下所示： 潮流计算摘要信息报表 PSASP(Load Flow) EPRI, China 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:36 作业号：1 作业描述： 计算方法：Newton (Power Equation) 基

12、准容量：100.0000 允许误差：0.000100 本系统 上限 母线： 9 10000 发电机： 3 3000 负荷： 3 6000 交流线： 6 10000 直流线： 0 10 两绕组变压器： 3 7000 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：2011/06/13 时间：10:06:36 单位：p.u. 区域名 区域号 总有功发电 总无功发电 cosg 总有功负荷 总无功负荷 cosl 总有功损耗 总无功损耗 - - - - - - - - - - 区域-1 1 2.480

13、00 0.25627 0.99470 1.00000 0.35000 0.94386 0.04155 -0.29728 区域-2 2 0.77303 0.35131 0.91040 2.15000 0.80000 0.93722 0.06153 -0.24486 全网 3.25303 0.60758 0.98300 3.15000 1.15000 0.93936 0.10308 -0.54214 全网母线(发电、负荷)结果报表 作业号： 1 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:36 单位：p.u. 母线名 电压幅值 电压相角 - - - GEN1-230 0.95229 -15.

14、06350 GEN2-230 1.02144 -2.40230 GEN3-230 1.01939 -6.90740 STNA-230 0.93592 -14.73310 STNB-230 0.95516 -15.32500 STNC-230 1.00705 -6.57420 发电1 1.04000 0.00000 发电2 1.02500 3.18170 发电3 1.02500 -4.17490 全网交流线结果报表 作业号： 1 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:36 单位：p.u. 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

15、 - - - - - - - - - GEN1-230 STNA-230 1 -0.03832 0.10834 0.07980 -0.03873 0.26177 0.07708 GEN2-230 STNC-230 3 1.05323 0.03992 0.07773 1.04408 0.11570 0.07555 GEN3-230 STNB-230 5 0.89390 0.05576 0.18601 0.86172 0.26480 0.16331 STNA-230 GEN2-230 2 -1.28873 -0.23806 0.13402 -1.34980 -0.25166 0.15963 STN

16、B-230 GEN1-230 6 -0.03829 -0.03509 0.07207 -0.03834 0.10834 0.07164 STNC-230 GEN3-230 4 0.04408 -0.23429 0.10598 0.04386 -0.02155 0.10859 全网两绕组变压器结果报表 作业号： 1 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:36 单位：p.u. 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 - - - - - - - 发电1 GEN2-230 7 0.77303 0.35131 0.77303 0.31291 发电2 GEN2-2

17、30 8 1.63001 0.13787 1.63001 -0.02132 发电3 GEN3-230 9 0.85004 0.11840 0.85004 0.07731 2、改用PQ分解法计算的结果（1）报表输出结果 潮流计算摘要信息报表 PSASP(Load Flow) EPRI, China 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:52 作业号：3 作业描述： 计算方法：PQ Decoupled 基准容量：100.0000 允许误差：0.000100 本系统 上限 母线： 9 10000 发电机： 3 3000 负荷： 3 6000 交流线： 6 10000 直流线： 0 10

18、两绕组变压器： 3 7000 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： 3 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:52 单位：p.u. 区域名 区域号 总有功发电 总无功发电 cosg 总有功负荷 总无功负荷 cosl 总有功损耗 总无功损耗 - - - - - - - - - - 区域-1 1 2.48000 0.25639 0.99470 1.00000 0.35000 0.94386 0.04155 -0.29728 区域-2 2 0.77304 0.35137 0.91037 2

19、.15000 0.80000 0.93722 0.06153 -0.24485 全网 3.25304 0.60776 0.98299 3.15000 1.15000 0.93936 0.10308 -0.54213 全网母线(发电、负荷)结果报表 作业号： 3 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:52 单位：p.u. 母线名 电压幅值 电压相角 - - - GEN1-230 0.95227 -15.06300 GEN2-230 1.02144 -2.40230 GEN3-230 1.01939 -6.90740 STNA-230 0.93589 -14.73260 STNB-23

20、0 0.95514 -15.32440 STNC-230 1.00705 -6.57410 发电1 1.04000 0.00000 发电2 1.02500 3.18150 发电3 1.02500 -4.17500 全网交流线结果报表 作业号： 3 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:52 单位：p.u. 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 - - - - - - - - - GEN1-230 STNA-230 1 -0.03833 0.10834 0.07980 -0.03874 0.26176 0.07708 GEN

21、2-230 STNC-230 3 1.05320 0.03994 0.07773 1.04405 0.11571 0.07555 GEN3-230 STNB-230 5 0.89385 0.05587 0.18601 0.86167 0.26490 0.16330 STNA-230 GEN2-230 2 -1.28866 -0.23819 0.13401 -1.34973 -0.25178 0.15963 STNB-230 GEN1-230 6 -0.03828 -0.03508 0.07207 -0.03833 0.10834 0.07164 STNC-230 GEN3-230 4 0.04

22、409 -0.23428 0.10598 0.04387 -0.02154 0.10859 全网两绕组变压器结果报表 作业号： 3 计算日期：2011/06/13 时间：10:06:52 单位：p.u. 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 - - - - - - - 发电1 GEN2-230 7 0.77304 0.35137 0.77304 0.31297 发电2 GEN2-230 8 1.62997 0.13792 1.62997 -0.02126 发电3 GEN3-230 9 0.84998 0.11847 0.84998 0.07739 （2）图示结果

23、母线图示：区域图示：3、在作业1基础上，点击“数据修改”按钮，修改数据（母线“发电2PG=1.8）进行潮流计算，母线”发电2“图示输出结果如下：4、将作业1复制为作业3，对作业3进行实验要求的进行修改，其输出结果为：作业6 潮流计算摘要信息报表 PSASP(Load Flow) EPRI, China 计算日期：2011/06/13 时间：10:22:50 作业号：6 作业描述：13 计算方法：Newton (Power Equation) 基准容量：100.0000 允许误差：0.000100 本系统 上限 母线： 9 10000 发电机： 3 3000 负荷： 3 6000 交流线： 6

24、10000 直流线： 0 10 两绕组变压器： 3 7000 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： 6 计算日期：2011/06/13 时间：10:22:50 单位：p.u. 区域名 区域号 总有功发电 总无功发电 cosg 总有功负荷 总无功负荷 cosl 总有功损耗 总无功损耗 - - - - - - - - - - 区域-1 1 2.72800 0.27459 0.99497 1.00000 0.35000 0.94386 0.04178 -0.25915 区域-2 2 0.52341 0

25、.34390 0.83575 2.15000 0.80000 0.93722 0.05966 -0.27213 全网 3.25141 0.61849 0.98238 3.15000 1.15000 0.93936 0.10144 -0.53128 全网母线(发电、负荷)结果报表 作业号： 6 计算日期：2011/06/13 时间：10:22:50 单位：p.u. 母线名 电压幅值 电压相角 - - - * GEN1-230 0.95247 -13.97570 * GEN2-230 1.02136 -1.62640 * GEN3-230 1.01962 -5.49850 * STNA-230 0

26、.93640 -13.75320 * STNB-230 0.95511 -14.12060 * STNC-230 1.00731 -5.53410 发电1 1.04000 0.00000 发电2 1.02500 4.51850 发电3 1.02500 -2.49320 全网交流线结果报表 作业号： 6 计算日期：2011/06/13 时间：10:22:50 单位：p.u. 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 - - - - - - - - - GEN1-230 STNA-230 1 -0.01928 0.10259 0.07983

27、-0.01965 0.25643 0.07716 GEN2-230 STNC-230 3 0.98749 0.03833 0.07772 0.97944 0.12341 0.07559 GEN3-230 STNB-230 5 0.91429 0.05578 0.18609 0.88074 0.25890 0.16329 STNA-230 GEN2-230 2 -1.26965 -0.24343 0.13416 -1.32892 -0.24785 0.15961 STNB-230 GEN1-230 6 -0.01927 -0.04101 0.07207 -0.01929 0.10259 0.07

28、167 STNC-230 GEN3-230 4 -0.02056 -0.22659 0.10603 -0.02074 -0.01340 0.10864 全网两绕组变压器结果报表 作业号： 6 计算日期：2011/06/13 时间：10:22:50 单位：p.u. 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 - - - - - - - 发电1 GEN2-230 7 0.52341 0.34390 0.52341 0.32301 发电2 GEN2-230 8 1.79301 0.15586 1.79301 -0.03683 发电3 GEN3-230 9 0.93503 0

29、.11873 0.93503 0.06918 5、潮流结果图在潮流单线图计算运行模式窗口中，选择菜单“视图/潮流结果”项，弹出作业选择窗口，选择作业号为1，点击“确定”按钮，即显示作业1的潮流结果如下：五、实验分析牛顿法是以逐次线性得到所需结果的，而PQ法是牛顿法的一种简化方法，由于母线的有功功率传送主要有功角决定，无功功率由电压幅值决定，因此在110KV及以上电力系统中，忽略原牛顿法中有功对电压的偏导，以及无功对功角的偏导；同时忽略公交改变，这样简化得到PQ分解法。从作业1两种方法得到的结果可以看出，牛顿法和PQ分解法得到的结果精确度是一致的，但是PQ分解法效率要高于牛顿法。实验二 一个复杂

30、电力系统的短路计算一、实验目的利用PSASP软件进行复杂电力系统的短路分析二、实验内容在潮流计算的结果基础数据上，完成本次实验。短路作业号基于潮流潮流作业号计算功能说明1是1短路电流基于潮流作业1的全网三相短路电流计算。2是1短路电流基于潮流作业1的短路计算：逐个对区域1内个母线，按单相接地短路方式。3是1短路电流基于潮流作业1的短路计算：在线路1上距离I测50%初发生AB两相短路。4是2短路电流基于潮流作业2的复杂故障短路计算：在线路6靠近STNB-230母线侧单相短路接地同时三相开关跳。5不基于潮流，基于方案“常规方式”戴维南等值阻抗不基于潮流的全网戴维南等值阻抗计算。三、实验步骤A. 基

31、于潮流的短路计算作业1在文本环境窗口中，点击“计算/短路”，便可在短路计算信息窗口中定义作业1，点击编辑，按上表填入作业信息。改作业表示以潮流作业1为基础，逐个对全网各母线，按ABC三相短路方式计算。带点击“计算”按钮，执行作业1的短路计算，弹出计算过程窗口。关闭该窗口，返回短路计算信息窗口。短路作业2、3、4方法同1。B. 不基于潮流的戴维南等值阻抗计算作业5在文本环境窗口中，点击“计算/短路”，便可在短路计算信息窗口中定义作业5，该作业是不基于潮流的全网戴维南等值阻抗计算。点击“计算”按钮，执行作业5计算，弹出计算窗口。关闭该窗口，返回短路计算信息窗口。1. 短路计算作业结果的输出A. 报

32、表输出计算结果的报表输出内容随着计算功能的不同而不同。对于短路电流计算，输出的报表内容有短路电流简表、短路电流分布系数、母线电压、支路电流、支路电压、电流及视在阻抗；对于戴维南等值阻抗计算，输出的报表内容为戴维南等值阻抗。在文本环境窗口中，点击“结果”，下拉各种计算结果，再点击“短路”，进入报表编辑窗口完成：1) 设置输出基本信息作业号“分别为15；分区输出：否；单位：标幺值（p.u.）。2) 选择故障点点击“故障点选择”按钮，弹出故障点选择窗口，根据短路计算定义的内容选择故障点。3) 选择输出范围点击“输出范围选择”按钮，弹出输出范围选择窗口，选中全网，则不必再选其他项。4) 选择输出范围所

33、选输出内容如下：a) 短路电流简表b) 短路电流分布系数c) 母线电压选中后，点击其后的“选择”按钮，在母线电压变量选择窗口中选择固定表1，点击“确定”按钮，确认后，返回原窗口。则母线电压的输出变量为：A相电压幅值A相电压相角B相电压幅值B相电压相角C相电压幅值C相电压相角以下各报表的变量选择过程与母线电压相同。d) 支路电流选择支路电流的输出变量为：正序电流幅值正序电流相角e) 短路点及其之路选择自制表选择输出变量Z1K、Z1S、Z0K、Z0S5) 选择输出模式选择Excel。6) 输出选定短路计算作业、故障点、输出范围、输出内容和输出方式之后，点击“输出”按钮，即可输出Excel报表。其计

34、算结果如下：1、 短路作业1实验结果 短路计算结果报告 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：2011/06/13 时间:09:21:04 短路电流简表结果报告 故障类型：ABC 母线名 短路电流(p.u.) 短路容量(MVA) 三相容量 容量比(%) - - - - - GEN1-230 5.463 546.28 0.00 0.00 STNA-230 6.307 630.68 0.00 0.00 GEN2-230 17.460 1745.96 0.00 0.00 STNC-230 10.404 1040.40 0.00 0.00 GEN3-230

35、 9.432 943.16 0.00 0.00 STNB-230 5.560 555.95 0.00 0.00 发电1 23.157 2315.65 0.00 0.00 发电2 15.485 1548.52 0.00 0.00 发电3 9.711 971.10 0.00 0.00 电流分布系数结果报告 故障母线：GEN1-230 I侧母线 J侧母线 支路号 分布系数 - - - - GEN1-230 STNA-230 1 0.5565 GEN2-230 STNC-230 3 0.1903 GEN3-230 STNB-230 5 0.4345 STNA-230 GEN2-230 2 0.5909 STNB-230 GEN1-230 6 0.4402 STNC-230 GEN3-230 4 0.0986 发电1 GEN2-230 7 0.4305 发电2 GEN2-230 8 0.3