BPA潮流稳定计算讲义分析

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1、BPA潮流稳定计算讲义潮流稳定计算讲义l浙江电力调度通信中心运行方式科l杨滢l电话5183583l13857142978BPABPA潮流稳定计算潮流稳定计算&概述概述&BPABPA潮流计算潮流计算&稳定限额的计算方法稳定限额的计算方法&BPABPA稳定计算稳定计算1 1 概述概述潮流稳定计算分类潮流稳定计算分类 电力系统静态安全分析电力系统静态安全分析 电力系统静态稳定的计算 电力系统暂态稳定的计算分析电力系统暂态稳定的计算分析 电力系统动态稳定的计算分析 电力系统电压稳定的计算分析1 1 概述概述电力系统静态安全分析电力系统静态安全分析 静态安全分析（即“N1分析”）是指应用N1原则，逐个无

2、故障断开线路、母线、变压器、发电机等元件，检查其它元件是否因此过负荷和电网低电压。静态安全分析的目的是检验电网结构强度和运行方式是否满足安全运行要求。1 1 概述概述电力系统静态稳定计算电力系统静态稳定计算电力系统静态稳定是指电力系统在受到小干扰后，不发生非周期性失步，自动恢复到起始运行状态的能力。静态稳定计算的目的是应用相应的判据（功角判据或电压判据），确定电力系统的稳定性和输电线（或输电断面）的输送功率极限，检验在给定方式下的稳定储备储备。1 1 概述概述电力系统静态稳定计算（续）电力系统静态稳定计算（续）稳定储备以“判据”来量化功角判据及电压判据，正常方式下要求Kp为1520%；KV为1

3、015%。PPmaxP0UU0Umin1 1 概述概述电力系统暂态稳定计算电力系统暂态稳定计算 电力系统暂态稳定是指电力系统受到大扰动后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来的稳态运行方式下的能力。暂态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式和故障形式下，对系统的暂态稳定性进行校验（以决定是否需要调整方式），并对继电保护和自动装置以及各种措施提出相应的要求。一般在枢纽厂出现单、停母差时，或大电厂多回送出线路停役方式下需要校验暂态稳定性。1 1 概述概述电力系统动态稳定计算电力系统动态稳定计算电力系统动态稳定是指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行

4、稳定性的能力。我国导则将弱阻尼或负阻尼下的低频振荡问题归类为动态稳定问题。动态稳定计算需要提供发电机详细模型、励磁系统模型、调速系统模型、负荷模型、以及其它的自动调节装置的动作特性。（为什么？）1 1 概述概述电力系统电压稳定计算电力系统电压稳定计算电力系统电压稳定是指电力系统在受到小的或大的干扰后，电压能够保持或恢复到允许范围内，不发生电压崩溃的能力。电压稳定可分为静态电压稳定和动态电压稳定问题。动态电压稳定计算需要提供负荷的电压特性、无功补偿装置的动态特性、有载调压变压器分接头动作特性、发电机定子和转子过流保护等特性。1 1 概述概述关于潮流稳定计算工具关于潮流稳定计算工具 中国电科院：中

5、国版BPA；中国电科院：电力系统分析综合程序（PSASP）；美国PTI公司：PSS/E。根据国调中心2007年的调研情况，全国30个网、省（市）调中，日常采用BPA进行潮流计算的有12家、日常采用PASAP进行潮流计算的有19家、日常采用PSS/E进行潮流计算的有5家（其中有部分调度机构根据需要采用了两种以上工具进行潮流计算）。华北、华东电网内采用BPA较多，其它区域采用PSASP较多。1 1 概述概述BPA软件的应用介绍软件的应用介绍 能做什么？潮流计算；暂态稳定计算潮流计算；暂态稳定计算；最优潮流；短路电流计算；静态电压稳定；小扰动计算 浙江省的主要应用 静态安全分析；暂态稳定分析；小干扰

6、分析 软件的安装 同普通应用软件，鼠标双击安装目录下setup.exe文件，根据提示安装直至“完成”；与普通应用软件安装不同之处：需要安装狗驱动程序，并口狗和USB狗驱动安装程序是安装在 Windows 9x/ME/NT/2K/XP环境下的驱动的程序。1 1 概述概述BPA软件的应用介绍软件的应用介绍 软件整体架构如何开始？关于计算平台 要善于查阅用户手册 返回目录2 2 BPABPA潮流计算潮流计算1、电力系统集成分析环境、电力系统集成分析环境PSAW.EXE（或数据文件编辑器界面（或数据文件编辑器界面TEXTEDIT.EXE）3、启动潮流计算命、启动潮流计算命令（程序自动调用令（程序自动调

7、用PFNT.EXE），生成），生成潮流结果文件。潮流结果文件。（*.pfo，*.bse)启动平台启动平台2、根据网络拓扑、负、根据网络拓扑、负荷情况、机组出力情荷情况、机组出力情况，况，搭建潮流文件搭建潮流文件（*.dat）4、打开、打开*.pfo，观察，观察潮流计算是否收敛、潮流计算是否收敛、分析潮流计算结果。分析潮流计算结果。5、调用地理接、调用地理接线图格式潮流图线图格式潮流图CLIQUE.EXE6、根据拓扑情、根据拓扑情况，况，搭建地理图搭建地理图（*.dxt）7、打印或输出、打印或输出潮流图。潮流图。8、后续分析后续分析：发电调整分析；发电调整分析；负荷调整分析；负荷调整分析；线路开

8、断分析线路开断分析2 2 BPABPA潮流计算潮流计算*.dat：潮流计算数据文件(必须)*.dxt：地理接线图格式潮流图存储文件*.bse：潮流计算二进制结果文件（可用于稳定计算的输入）*.pfo：潮流计算结果文件*.map：供单线图格式潮流图及地理接线图格式潮流图程序使用的二进制结果文件潮流计算的输入输出文件潮流计算的输入输出文件2 2 BPABPA潮流计算潮流计算 程序控制语句：指定作业及工程名字、指定计算中所要采用的程序功能、制定输入及输出文件的选择等。标志符号“（）”、“/”、“.”电网数据：节点数据：发电机节点、负荷节点、中枢母线节点 支路数据：线路参数、变压器支路参数 B卡、L卡

9、、T卡 以IEEE9节点电网为例，IEEE90.dat文件如下：潮流计算的输入文件潮流计算的输入文件.dat 的构成的构成2 2 BPABPA潮流计算潮流计算 卡的分类与子分类 有且仅有一个BS卡，不允许有孤立节点，支路的两侧节点必须有卡定义 必填的数据项与缺省数据项的缺省值 （节点名电压等级）是一个节点的标识，不能定义两次！标么值与有名值 功率基准值 100MVA 节点数据的功率量为有名值，但节点电压量为标幺值；支路及变压器的阻抗数据为标幺值，但变压器的变比电压为有名值数据的有效位数 “F4.3”的意思 1.234一共占了5位 1234 0.234.234卡片的次序 控制语句集中填写；数据卡

10、任意顺序注释语句 非常实用！填卡应当注意的几点填卡应当注意的几点B B卡节点数据卡卡节点数据卡l节点类型PQ节点节点，B卡或卡或BV卡卡PV节点，节点，BQ卡或卡或BE卡或卡或BG卡卡平衡节点平衡节点，BS卡卡l节点名称，节点基准电压（可选相同节点名）l所属区域l节点负荷（有名值）及并联无功补偿l节点有功出力，无功出力（有名值）l控制电压（标么值）L L卡对称线路数据卡卡对称线路数据卡l基于对称的p型支路模型l两端节点名及其基准电压l线路并联号l线路阻抗（标么值）l线路导纳（标么值，G/2，B/2）输电线路输电线路p p形等效模型形等效模型l参数获取：从实测结果中获取R，X，B/2 的实测值；

11、根据线路长度及型号计算线路的典型参数值；l标幺值换算：R*R有名/Z基准 ；B*B有名*Z基准;l基准值计算：BPA中一般取容量基准为100MVA，因此：Z基准Un2/100T T卡变压器数据卡卡变压器数据卡l模拟两绕组变压器，抽头固定。三绕组变压器按三台变压器处理。l两端节点名及其基准电压l变压器并联号l变压器阻抗R，X（标么值）l变压器励磁阻抗G、B（标么值）l两侧分接头位置（电压有名值）变压器变压器 形等效模型形等效模型l参数获取：从变压器实测报告中获得变压器短路试验结果（Uk、Pk）及空载试验结果（I0、P0）；并按以下公式换算为模型参数：l注意单位：公式中Pk、P0单位取kW，UN单

12、位取kV，SN单位取MVA。l标幺值换算：在计算获得变压器模型参数有名值后，再折算为BPA系统中的标幺制参数。折算方法同前述线路参数的标幺化方法。l 三绕组变压器等效模型三绕组变压器等效模型l在BPA文件中，三绕组变压器模型必须等效为三个双绕组变压器，等效方法如上图。2 2 BPABPA潮流计算潮流计算实例演示：实例演示：5节点电网数据文件的搭建节点电网数据文件的搭建2 2 BPABPA潮流计算潮流计算计算结果文件计算结果文件*.pfo程序控制语句列表输入、输出文件及输出的内容列表误差控制参数列表迭代过程迭代过程计算结果输出计算结果输出错误信息统计错误信息统计2 2 BPABPA潮流计算潮流计

13、算地理接线图地理接线图*.dxt的绘制的绘制厂站线路潮流计算结果显示 包括母线电压及相位角、发电出力、负荷、线路潮流文字注释2 2 BPABPA潮流计算潮流计算潮流计算的后续分析潮流计算的后续分析单台机组出力或单个变电所负荷调整；区域负荷或区域发电出力调整方法PZ卡；支路开断方法；母线开断方法；返回目录3 3 稳定限额的计算方法稳定限额的计算方法稳定限额是电网静态安全的要求稳定限额是电网静态安全的要求电网正常运行时，线路、变压器潮流不超过其额定负载能力；电网内任一元件（含母线）跳闸时，不引起其它设备超过短时过负荷能力；对于某些特殊的运行方式，确定断面限额时还需要考虑电网电压水平在运行范围内。3

14、 3 稳定限额的计算方法稳定限额的计算方法设备短时过负荷能力设备短时过负荷能力时间要求：短时过负荷一般考虑大于30分钟，以供调度值班人员采取措施。线路：导线短时可承受电流一般为长期载流的1520，但需经生技部门认定。变压器：变压器短时过负荷能力一般为1.21.5倍额定，由生技部门认定。3 3 稳定限额的计算方法稳定限额的计算方法设备短时过负荷能力设备短时过负荷能力开关、闸刀：事故后短时最大允许载流量一般按其额定电流确定，即不考虑事故后短时过负荷能力；流变：在环境温度40，流变的短时过负荷能力按1.2倍额定电流可连续运行30分钟；阻波器：环境温度40时，220kV阻波器可按其1.2倍额定电流短时

15、运行60分钟。3 3 稳定限额的计算方法稳定限额的计算方法断面限额计算若干概念断面限额计算若干概念剩余系数K1：某断面发生“N-1”故障后，该断面剩余运行设备的潮流占事故前该断面潮流的百分数；剩余系数（K1）一般用来确定断面限额的具体数值（P限额），但需要注意搜索最严重故障方式下的剩余系数，此时K1数值最大。断面限额计算P限额公式：P限额=P短时能力 /K13 3 稳定限额的计算方法稳定限额的计算方法断面限额计算若干概念（续）断面限额计算若干概念（续）转移系数K2：某断面发生“N-1”故障后，转移至相邻断面（元件）的潮流占该断面事故前潮流的百分数；当某断面限额确定后，可用转移系数（K2）计算该

16、断面的相邻断面（元件）的潮流控制边界P边界。P边界的计算公式：P边界=P短时能力 K2 P相邻断面限额3 3 稳定限额的计算方法稳定限额的计算方法断面限额计算若干概念（续）断面限额计算若干概念（续）切机/切负荷有效系数K3：某断面发生“N-1”故障后，依靠安全自动装置切除部分机组或负荷以降低断面潮流，则有效系数定义为：装置动作后该断面潮流的下降值与装置所切除的负荷（出力）的比值。装置投入后限额P投入后限额计算公式：P投入后限额 P投入前限额 P切除量/K3返回目录4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算BPA暂态稳定计算介绍暂态稳定计算介绍目的：BPA暂态稳定计算是在潮流计算（BSE文件）

17、的基础上，搭建暂态稳定计算文件（SWI文件），并针对特定的故障方式（LS卡片），校核系统的暂态稳定性能。需要注意 暂稳计算与潮流计算的关系，数据文件上的关系潮流计算的二进制结果文件.bse是暂态计算的基态数据基础！4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算BPA暂态稳定计算的主要功能暂态稳定计算的主要功能1、发电机模型（MF卡、M卡）2、发电机励磁系统模型（F卡）及PSS模型（S卡）3、发电机调速系统模型（G卡）4、不对称故障序网卡（XO卡、XR卡、LO卡）5、负荷模型卡（LA或LB卡）6、对称或不对称故障卡（LS卡）可模拟各种对称、不对称短路、开断等多重故障，发电机失磁、切机、快关，切负荷

18、，直流故障，串联电容器击穿等严重故障。7、输出控制卡（BH、GH、LH卡）4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算BPA暂态稳定阿的输入输出文件暂态稳定阿的输入输出文件1、*.bse 潮流计算的二进制结果文件2、*.swi 稳定计算数据文件3、*.out 稳定计算结果文件4、*.cur 供稳定计算作图使用的二进制结果文件4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算BPA暂态稳定输入文件暂态稳定输入文件.swi的常用卡片的常用卡片1、CASE卡2、发电机模型（MF卡、M卡）3、发电机励磁系统模型（F卡）及PSS模型（S卡）4、发电机调速系统模型（G卡）5、不对称故障序网卡（XO卡、XR卡、L

19、O卡）6、负荷模型卡（LA或LB卡）7、对称或不对称故障卡（LS卡）8、输出控制卡（BH、GH、LH卡）4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算.swi的填卡的几点说明的填卡的几点说明1、数据卡片在类别上应按一定的顺序排列CASE、计算工况注释卡、LS故障卡、发电机卡、零序卡、负荷特性卡、FF计算控制卡、输出卡2、同类卡片内部可任意次序3、稳定曲线输出的内容系统在任意时刻相角最大和最小的机组相间角度曲线系统最低电压曲线、系统最低频率曲线用户要求输出的内容4、计算步长的选择0.51个周波；缺省值1个周波4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算故障操作卡（故障操作卡（LS卡）卡）1介绍介绍

20、指定各种网络故障和操作故障的类型、地点、发生的时间、消除的时间1、程序的时间 以周波计，不是以秒计！2、母线前的负号 线路该侧开关断开3、三相短路与三相开断 MDE1、2、3 1：线路开关后三相短路 2：母线三相短路，线路开断不会令该故障消失 3：线路上的一点发生故障只允许发生一次三相故障，若要发生多次，必须用复故障卡填写！4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算故障操作卡（故障操作卡（LS卡）卡）2复故障卡复故障卡模拟单相、两相、三相、相间短路和断线故障，支持多种类型多次故障 MDE91、复故障消失 MDE9 2、故障形式 NDE1、2、3，6、7、8 1，7：单相短路、断线 2，8：两

21、相短路、断线 3，6：三相短路、断线3、PHA1、2、3、4、5、6，SID1、2重申：MDE9的LS卡与MDE1、2、3的卡不能同时出现！4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算用户自定义输出部分用户自定义输出部分输出开始卡 90输出结束卡 991、母线输出卡 B卡 母线的三相电压、相角，零负序分量2、发电机输出控制卡GH卡 指定参考发电机 发电机输出卡 G卡4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算故障操作举例说明故障操作举例说明1 简单的三相短路故障简单的三相短路故障线路发生三相短路故障，0.1秒跳三相，不重合 LS TYG 525.LT 525.1 0.LS-TYG 525.-L

22、T 525.-1 5.天一变天一变天一变天一变TYGTYGTYGTYG兰亭变兰亭变兰亭变兰亭变LTLTLTLT4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算故障操作举例说明故障操作举例说明2 母线三相故障母线三相故障 双母线副母发生三相短路故障，母差动作，0.12秒切除副母上所有出线以及母联LS 故障厂副母故障厂副母 230.出线出线2 230.2 2 0.0LS-故障厂副母故障厂副母 230.出线出线2 230.2 -2 6.0LS-故障厂副母故障厂副母 230.出线出线4 230.2 -1 6.0LS 故障厂副母故障厂副母 230.故障厂正母故障厂正母 230.-1 6.0正 母副 母G1,

23、3G2出线2 出线44 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算故障操作举例说明故障操作举例说明3 线路单相故障与相间故障线路单相故障与相间故障LS LINH 525.DXI 525.1 9 0.1 1 1LS LINH 525.DXI 525.2 9 0.1 2 1LS LINH 525.DXI 525.1 -9 5.1 1 1LS LINH 525.DXI 525.2 -9 5.1 2 1LS LINH 525.DXI 525.1 9 5.6 1 1LS LINH 525.DXI 525.2 9 5.6 2 1同杆并架线路发生异名相短路故障,线路三相全跳 4 4 BPABPA暂态稳定计算暂态稳定计算故障操作举例说明故障操作举例说明4 停母差停母差 母差停用，通过跳开对侧线路来切除故障 ENDENDThank youThank you