电力系统综合实训.教学文案

电力系统综合实训.
电力系统综合实训
实验一电力系统分析综合程序PSASP概述一．实验目的：
了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法，主要是潮流计算。

二．PSASP简介：（具体参见PSASP简介）
1．PSASP是一套功能强大，使用方便的电力系统分析综合程序，是具有我国自主知识产权的大型软件包。

2．PSASP的体系结构：
3．PSASP的使用方法：
1).输入电网数据，形成电网基础数据库及元件公用参数数据库，（后者含励磁调节器，调速器，PSS等的固定模型），也可使用用户自定义模型UD。

在此，可将数据合理组织成若干数据组，以便下一步形成不同的计算方案。

图形支持环境：
在“编辑模式下”，利用工具箱，输入电网接线图。

作图时，若元件参数尚未输入，会自动弹出相关数据录入窗口，此时输入数据即可。

注意：两种环境下，均应先输入母线数据，再处理其他元
件！！！
2).方案定义：
从基础数据库中抽取数据组，组合成不同方案，以确定电网的规模，结构和运行方式。

图形支持环境：
“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“方案定义”命
令。

3）数据检查：
对确定的电网结构进行检查，检查网架结构的合理性，计算规模是否超出范围。

图形支持环境：
“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“数据检查”命
令。

4）作业定义：
给出计算控制信息，明确具体的计算任务。

图形支持环境：
“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“潮流”命令。

5）执行计算：
图形支持环境：“运行模式”下，
a.点击“视图”菜单项，执行“潮流”命令，选择作业；
b.点击“计算”菜单项，执行“潮流”命令，执行计算；
c.点击“格式”菜单项，执行“潮流结果”命令，确定计算结果在图上的显
示方式。

6）报表输出结果：
用户可选择期望的输出范围，输出内容和输出方式。

图形支持环境：
“运行模式”下，点击“报表”菜单项，执行“潮流”命令。

三．实例练习：
结合系统算例，熟悉上述内容。

注意：此部分不需要撰写实验报告，只是帮助大家学习PSASP软件的使
用。

实验二基于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：
在熟悉PSASP使用后，使用两种方法计算一个电力系统的潮流。

（1）在PSASP中搭建系统的模型，此电力系统同学自行确定，可以使用书上的例子，参考书的题目或者在网上查找等。

绘制系统后使用PSASP计算出此系统的潮流结果。

（2）同样一个系统，采用MATLAB计算潮流，得出各节点电压和各支路功率。

（3）将PSASP计算潮流和MATLAB计算潮流的结果进行对比，分析结果，并得出结论。

三、实验步骤：
（1）点击“电力系统分析综合程序（PSASP）”；
（2）点击“创建”，创建文件；
（3）点击“图形支持环境”；
（4）点击“编辑模式”，可进行绘图和参数录入：
a、绘制出所有母线，输入母线数据；
b、添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入该元件数据；
（5）关闭“编辑模式”窗口；
（6）点击“运行模式”：
（7）点击“作业”菜单项，执行“方案定义”命令（例如方案为1，数据组选
择BASIC），点击“确定”。

（8）点击“作业”菜单项，执行“潮流”命令，定义作业；
（9）点击“视图”菜单项，执行“潮流数据”命令，作业选择。

（10）点击“计算”菜单项，执行“潮流”命令；
（11）点击“格式”菜单项，进行元件参数格式选择；
（12）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。

四课时具体安排
（1）熟悉PASAP 搭建算例PASAP系统中给了算例
（2）根据分组，每组(2人)分工合作，查阅资料，找一个电力系统进行搭建，利用PSASP计算潮流。

（3）MATLAB计算相同系统的潮流，并比较
（4）撰写实验报告周五上午8：00交报告，检查。

五、实验报告要求
（1）按照传统格式撰写实验报告，封面统一格式见下页。

（2）先用PSASP计算潮流，报告写出计算步骤（可以截图）、内容以及结果，再用MATLAB计算，写出内容步骤、结果。

（3）二部分内容对比分析，以及结论。

实验报告：
一、实验目的
了解电力系统分析中潮流计算的相关概念以及PSASP软件对潮流的计算过程。

学会分析有关数据。

二、实验原理
应用PSASP软件的对电力系统潮流进行计算
三、使用仪器、材料
计算机、PSASP软件
四、实验步骤
母线数据:
交流线数据：
两绕组变压器数据：
发电机及其调节器数据：
负荷数据：
区域数据：
1、在文本环境窗口中点击“方案定义”后，弹出方案定义窗口，方案定义如下：
2、在文本环境窗口中点击“潮流”，在潮流计算信息窗口中定义作业1和2，如下：
3、报表输出：在文本环境窗口中，点结果-潮流-报表输出，输出单位选有名值，分区输出为否，点“输出范围选择”选中全网，输出方式，选择输出EXCEL报表
4、图示化输出：在文本环境窗口中，点结果-潮流-图示化输出，选“母线支路图示化”，输出单位为标幺值在选定一个母线则显示母线结果；“选区域图示化”后，再选择作业号则输出区域结果
5、潮流结果图：在潮流单线图计算运行模式窗口中，点视图-潮流结果，选择作业号则显示潮流结果。

五、实验过程原始记录（程序、数据、图表、计算等）
作业号1母线GEN1-230：
作业号2母线GEN1-230：
作业号1区域1：
作业号2区域1：
作业号1区域2：
作业号2区域2
作业号1潮流结果图：
作业号2潮流结果图：
作业号1报表：
作业号2报表：
接线图参数如下：
最下面的节点为节点1，上面从左往右分别为4、2、3、5。

0;05.1;05.1;65544====θU U P
阻抗分别为：
;05.0;25.004.0;03.0;1.002.0;135.053353223422431132112j Z Z j Z Z j Z Z j Z Z j Z Z ==+====+==+==
各节点输出功率：
1：1.5+j0.7 2：3+j2 3：2+j1 4：0 5：0 上述数据均为标幺值。

Matlab程序：
%% MATPOWER Case Format : Version 2
mpc.version = '2';
%%----- Power Flow Data -----%%
%% system MVA base
mpc.baseMVA = 100;
%% bus data
% bus_i type Pd Qd Gs Bs area Vm Va baseKV zone Vmax Vmin mpc.bus = [
1 1 150 70 0 0 1 1 0 100 1 1.1 0.94;
2 1 300 200 0 0 1 1 0 100 1 1.1 0.94;
3 1 200 100 0 0 1 1 0 100 1 1.1 0.94;
4 2 0 0 0 0 1 1.0
5 0 100 1 1.1 0.94;
5 3 0 0 0 0 1 1.05 0 100 1 1.1 0.94;
]
%% generator data
% bus Pg Qg Qmax Qmin Vg mBase status Pmax Pmin mpc.gen = [
4 600 0 99990 -9999 1.0
5 100 1 700 0;
5 0 0 99990 -9999 1.05 100 1 700 0;
]
%% branch data
%fbus tbus r x b rateA rateB rateC ratio angle status angmin angmax
mpc.branch = [
2 1 0.35 1 0.72 0 0 0 0 0 1 -360 360;
3 1 0.02 0.1 0 0 0 0 0 0 1 -360 360;
3 2 0.0
4 0.2
5 0.72 0 0 0 0 0 1 -360 360;
3 5 0 0.05 0 0 0 0 1.05 0 1
-360 360;
2 4 0 0.0
3 0 0 0 0 1.05 0 1
3 -360 360;
]
return; 结果图：
仿真图：
MATLAB与PASAP结果对比：
六、实验结果及分析
两种计算方法大部分的结果基本一致。

实际电力系统中的潮流计算主要采用牛顿法，但牛顿法要有很好的收敛性，必须要求有合适的初值。

P-Q分解法是牛顿法潮流计算的一种简化形式，由于这些简化只涉及修正方程的系数矩阵，并未改变节点功率平衡方程的收敛数据，因而不会降低计算结果精度，而且，这些简化大大节省了机器内存和解题时间。