电力系统稳态分析实验指导书-2013
电力系统稳态分析实验指示书
电力系统稳态分析实验指示书实验1 CEES潮流计算分析软件的运行环境练习实验1、实验目的：通过单线图的制作、实验参数设置，过程操作、结果分析，熟悉掌握电网潮流计算仿真软件的使用操作方法，为后续试验做好准备。
2、实验内容及要求：1）熟悉和掌握电力系统仿真软件的运行环境和使用方法。
2）掌握新建项目界面下的电力系统单线图制作方法。
3）掌握电气元件的参数的设置和修改方法。
4）制作教材P82例3-1的单线图，并按题的要求正确设置参数。
5）保存打印、分析实验结果，填写实验报告。
3、操作提示：1）进入计算机，点击CEES软件图标进入软件人机界面的“编辑”状态。
2）点击“新建项目”或“修改项目”设置项目名称，3）利用界面右侧的各种图符制作所需电力系统单线图。
4）遇到困难点击“帮助”5）点击“输出保存”选择输出方式和保存。
4、注意事项：1）新建项目时路径名的盘符不能用“C:\”，否则计算机重启后会将保存的东西清洗掉。
在进入编辑状态下，应先点击“文件”，将“自动文件保存项目设置”时间改为120分钟，否则可能中途会卡机。
2）图元不够用时可点击相关同类图标，自行自作所需图元。
3）元件的连接一般均通过母线，发电机、变压器单元接线时可直接连接，软件自动在其间增加黑点。
4）注意设置短路的时刻和显示方式。
5）平衡节点必须只有一个。
6）注意变压器阻抗、导纳参数的归算设置。
实验2辐射型电网潮流计算的验证实验1、实验目的：通过实验的参数设置，过程操作、结果分析，验证辐射型电网潮流计算理论分析计算方法的正确性，启发学生思考问题、复习巩固相关专业知识。
2、实验内容及要求：1）熟悉和掌握电力系统仿真软件的运行环境和使用方法。
2）掌握新建项目界面下的电力系统单线图制作方法。
3）掌握电气元件的参数的设置和修改方法。
4）制作教材P82例3-1的单线图，并按题的要求正确设置参数。
5）仿真计算并校验例题的计算结果。
6）保存打印、分析实验结果，填写实验报告。
电力系统稳态分析实验内容
（1）有发电机端（送端）电压U1 、功率 P1 、Q1 ，功率因数可表示大小和方
向，频率为 50Hz。
（2）有负载端（受端）电压U2 、功率 P2 、 Q2 ，功率因数如值 cosϕ = 0.8 、
ΔQ =“+”表示无功方向接受， ΔQ =“-”表示无功方向送出，频率为 50Hz。
邵阳学院
《电力系统稳态分析》课程
综合实验指导书
电气工程系
电气及其自动化专业教研室编
邵阳学院
电力系统稳态分析综合实验指导书
目录
实验注意事项………………………………………………………….1
实验一 单机—无穷大系统稳态运行方式实验………………………3
实验二 单机带负荷实验..............................................................7
3
邵阳学院
电力系统稳态分析综合实验指导书
可调整旁边的变压器调整无穷大母线电压； 7．合上原动机开关，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将手动
或自动启动电动机到额定转速； 8．当机组转速升到 95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到
与系统电压相等。 9．调整：调整“TGS-04 型微机调速装置”上的“增速”和“减速”按钮来
最小三个条件，即 (U1 − U 2 ) ≈ 0 、 ( f1 − f2 ) ≈ 0 、 Δδ ≈ 0 ，方可并网（手动、自
动）。
三、实验内容和方法
开电源前，调整实验台上的切换开关的位置，确保：三个电压指示为同一 相电压或线电压，发电机运行方式为并网运行，发电机励磁方式为手动励磁（或 自动励磁），励磁电源为他励，并网方式选择手动同期（或自动准同期）。
电力系统稳态分析实验指导书
电力系统稳态分析实验指导书实验一电力系统潮流计算一、实验目的1、巩固《电力系统稳态分析》课程中所学知识，对潮流计算深入理解。
2、熟悉并掌握使用潮流计算程序的基本方法。
3、掌握潮流计算程序中各种原始数据的填写方法。
4、能正确分析并标注电力系统的潮流分布数据。
二、实验原理及内容1、实验原理本实验所使用的电力系统潮流计算程序是用Fortran语言编写，用P-Q分解法进行计算。
执行文件为PCFLOW.EXE，数椐文件为IFFF。
2、实验内容利用电力系统潮流计算程序，计算中国电力科学研究院的I、II型约定考核题，并验算其计算结果。
三、I、II型约定考核题见附图1、2。
四、电力系统潮流计算程序的应用1、原始数据的填写第一组数据(共3个数)（1）G(发电机数) （2）F(负荷数) （3）ZLZ(正序网络支路数)第二组数据(发电机参数，每台机填8个数。
FGZ数组)（1）本机所在节点号(每个节点只许有一台发电机)（2）有功出力P(发填正) ┐平衡机P和Q填0，V填控制值。
（3）无功出力Q(发填正) ├PV机P和V填控制值，Q填0。
（4）出口电压V ┘PQ机P和Q填控制值，V填0。
（5）d轴瞬变电抗Xd ┐（6）q轴同步电抗Xq ├只算潮流时，这四项可填0。
（7）负序电抗X2 │（8）惯性时间常数(秒) ┘必须有平衡机，但只能有一台。
第三组数椐(负荷参数，每个负荷4个数。
PQU数组)（1）本负荷所在节点号（每个节点只许有一个负荷，可同时有发电机。
在暂稳计算要考虑负荷动特性时，填负号）（2）负荷有功P（吸填正）（3）负荷无功Q（吸填正）（4）负荷给定P、Q所对应的电压V为考虑负荷静特性的作用，否则填1。
第四组数椐(正序支路参数，每条支路4个数。
ZLZ数组)（1）支路两端足码,其中个、十、百位填支路一侧的号JM,千位以上填支路另一侧的号IM。
IM，JM联合成一个数。
接地支路IM,JM填同一个接地点的号。
变压器填负值。
（2）支路电阻：非接地支路填支路电阻值R，接地支路填0。
电力系统分析实验指导书
3。
1 电力系统稳定性实验（一）3。
1。
1 实验目的1）加深理解电力系统静态稳定的原理.2) 了解提高电力系统静态稳定的方法.3。
1.2 原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念"。
一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗,电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据.因此，除了通过结合实际的问题,让学生掌握此类“数值概念"外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。
实验用一次系统接线图如图3—1所示。
本实验系统是一种物理模型。
原动机采用直流电动机来模拟,当然,它们的特性与大型原动机是不相似的。
原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。
实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。
发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节装置来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。
“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源,因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大"母线的条件.实验台上安装有TQDB—III多功能微机保护实验装置，可以用来测量电压、电流、功率和频率。
实验台上还设置了模拟短路故障等控制设备。
图3—1 一次系统接线图3。
1.3 实验项目与方法3。
1。
3。
1 负荷调节实验1）启动机组，满足条件后并网运行，并网后退出同期装置，并网步骤见“同步发电机准同期并列实验"。
2) 将调速装置的工作方式设为“自动”,将励磁装置的工作方式设为“恒Ug”.3）调节调速装置的增速减速按钮，可以调节发电机有功功率输出,调节励磁调节装置的增磁减磁按钮，可以调节发电机输出的无功功率。
电力系统稳态分析实验一指导书(弘深)
实验1 电力系统潮流计算模型的建立2.1 实验目的熟悉稳态建模的过程，了解DSA中PSAT软件的数据格式，掌握系统模型建立的方法，为潮流计算提供数据基础。
2.2 预习要求根据实验内容和步骤完成预习报告，并思考实验作业题。
2.3 实验内容2.3.1 创建潮流计算模型创建一个潮流计算模型可以有两种方式：新建一个潮流计算模型，或者打开一个已有的潮流计算模型。
①新建一个潮流计算模型新建一个潮流计算模型有两种方式：绘制单线图或创建元件数据表格。
（1）单线图（SLD）1）从“File”菜单中选择“New Project”，或者单击工具条中的“New Project”按钮。
一个新的PSAT工程窗口被打开。
2）从“File”菜单中选择“New Diagram”，或者单击工具条中的“New Diagram”按钮，一个新的潮流单线图绘制窗口被打开。
同时，在窗口右侧出现单线图（SLD）工具箱，工具箱中提供了如母线、发电机、线路、变压器等各种电气元件的图形按钮。
3）单击SLD工具箱中某元件的图形按钮，然后将鼠标移至图形绘制窗口中任意位置单击，则可将选中的元件放在该位置上。
除母线外，在放置该元件的同时，需将其与已有母线进行连接。
4）双击图形窗口中的元件，则可打开该元件的属性对话框，输入或更改元件参数。
5）单线图完成后，可通过“File”菜单中的“Save Diagram”进行保存。
（2）元件数据表1）从“File”菜单中选择“New Project”，或者单击工具条中的“New Project”按钮。
一个新的PSAT工程窗口被打开。
2）在工作区窗口“project”树状列表中，单击“PowerFlow Data”左侧“+”号展开此列表，此列表包括建立系统模型所需所有元件，如AC Bus，Generator等。
双击需要添加的元件，则右侧窗格区域出现该元件的数据表格，可以查看、修改元件参数和添加元件；3）从“Edit”菜单中选择“Insert New Row”菜单项，出现对话框，选择新建元件的接入母线，点击“OK”进入元件属性对话框，输入或更改元件参数后点击“OK”，完成元件的添加或修改。
电力系统稳态分析实验报告.doc
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实验一：强化震荡特性的理解
(1)实验目的：
利用Matlab软件对同步电动机单机振荡特性进行分析，深入了解振荡的特性以及振荡发生的原因，确立振荡的控制方法。
当同步电动机输出电网功率达到一定值时，受控系统将进入跳动状态。
此时，跳动调节系统中的跳动振荡器开始振动，主要受过电压和受电荷影响。
1）利用MATLAB软件模拟跳动可控同步电动机为一振荡系统。
2）搭建跳动系统并得到如下图所示的振动曲线。
2）利用模拟结果对振荡频率和振荡幅值进行观察。
(5)实验结果及分析：
通过实验观察，同步电动机单机振荡特性的真实情况比理论值要复杂得多。
跳动是一种不稳定特性，因此通常要在振荡阈值以下，首先保持电压稳定。
(6)结论：
通过本次实验，可得到同步电动机单机振荡特性的正确认识和深入了解，为控制跳动系统提供微小的措施和一种可能性。
13级稳态实验安排重庆大学
电力系统稳态分析实验报告
电力系统稳态分析实验报告篇一：电力系统稳态分析实验指导书电力系统稳态分析实验指导书目录实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验 ................................................ ........................................ 2 1.1 实验目的................................................. ................................................... ........................................... 2 1.2 原理说明................................................. ................................................... ........................................... 2 1.3 实验内容与步骤 ................................................ ................................................... ................................ 3 实验二电力系统潮流计算分析实验 ................................................ ....................................................... 6 2.1 实验目的................................................. ................................................... ........................................... 6 2.2 原理说明................................................. ................................................... ........................................... 6 2.3 实验内容与步骤 ................................................ ................................................... .. (6)I实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验1.1 实验目的1．熟悉远距离输电的线路基本结构和参数的测试方法。
电力系统分析（实验指导书）
电力系统分析 实验指导书安全注意事项：1、实验电压：500V，实验电流：4.2A，具有一定危险性。
2、实验过程中，人体不可接触带电线路，如自耦调压器的接线端、发电机的接线端等。
3、控制柜上的总电源只允许指导老师操作，其他人员不得自行开关。
控制柜上的所有组件必须经指导老师允许并严格按照指令进行操作。
4、实验台上的微机线路保护装置只允许指导老师操作，实验台上的其他组件必须经指导老师允许并严格按照指令进行操作。
第一节发电机组的起动与运转实验一、实验目的1、了解微机调速装置的工作原理、掌握其操作方法。
2、熟悉发电机组中的原动机（直流电动机）的基本特性。
3、掌握发电机组起励建压、解列、停机操作。
二、原理说明本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于设定原动机的转速（即发电机输出电压的频率）和有功功率，励磁系统用于调整发电机输出电压值和无功功率。
图1-1为调速系统的原理结构示意图，图1-2为励磁系统的原理结构示意图。
图1-1 调速系统原理结构示意图A、B、C为墙壁插头电源进线在控制柜中发电机图1-2 励磁系统原理结构示意图装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入THLZD-2电力系统综合自动化控制柜（以下简称“控制柜”）中的THLWT-3型微机调速装置（以下简称“微机调速装置”），该装置将转速信号转换成电压，和给定电压一起送入ZKS-15型直流电机调速装置（隐装于控制柜中），采用双闭环方式调节原动机的电枢电压，从而改变原动机的转速和输出功率。
发电机输出端的三相交流电压信号送入电量采集模块1，三相交流电流信号经电流互感器也送入电量采集模块1，信号被处理后，计算结果经RS485通信口送入THLWL-3型微机励磁装置（以下简称“微机励磁装置”）；发电机的直流励磁电压信号和直流励磁电流信号送入电量采集模块2，信号被处理后，计算结果也经RS485通信口送入微机励磁装置；微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调节发电机的励磁电流。
电力系统动模稳态实验
实验一、电力系统潮流分布的动态模拟实验（综合型，2学时）1、实验目的（1）熟悉与掌握组建复杂电力系统的方法与步骤；（2）掌握复杂电力系统线路或负荷投切与结构变化等各种运行方式的调整操作;（3）熟悉复杂电力系统的网络结构和各种运行状态与运行参数值变化范围；（4）掌握复杂电力系统正常运行状态下的潮流分布情况。
2、实验原理（1）本实验采用的电力系统，一次接线方案如图4-1所示。
01G发电机（模拟水轮发电机）通过升压变压器（01T)、输电线路、大容量母线、降压变压器（21T）、再经过调压器与无限大容量系统（市电）联接。
输电线路采用双回路（31XL和32XL）或单回路(31XL）远距离输电线路模型。
静态负荷系统（92T）可以投入或切除。
图4—1 电力系统一次接线（2）在保持系统各节点电压在允许范围内的前提下，在不改变网络主结构时，通过分别改变发电机有功、无功来改变潮流的分布；可以通过投、切负荷改变电力网潮流的分布；也可以改变网络结构来改变电力网潮流的分布，还可以调整无穷大母线电压来改变电力网潮流的分布等。
3、内容与方法运行方式的确定：将水轮发电机系统的调速系统仿真器设定为“微机方式”，将发电励磁系统的励磁方式转换开关设定为“微机它励方式"；将微机励磁调节器的控制方式设定为“恒UF方式”。
注意：1）切勿在带电情况下切换励磁开关！ 2)切勿随意调节励磁变压器变比调节旋钮！ 3）切勿随意投切负阻器！ 4）注意安全距离！（1）组建复杂电力系统的方法与步骤首先，无穷大电源系统的投入；其次，输电线路的投入；最后,发电机组的同期并网投入,并输出一定的有功和无功功率.实验步骤自行拟定，经指导教师审阅合格后，方可进行操作！！！步骤：观察与记录：各线路开关状态、各母线电压、各发电机组有功无功功率、各线路有功无功功率和方向。
表4-1 发电机功率改变前(2）在远方手动操作台上，改变发电机有功、无功输出功率来改变潮流的分布各发电机输出功率改变大小由同学们自己设计，并记录下各开关状态。
电力系统分析实验讲义稳态
电力系统分析（上）实验讲义实验一：节电导纳矩阵的形成一．实验目的掌握节点导纳矩阵形成的方法二．实验学时：2学时 三．实验原理与方法n 个独立节点的网络，n 个节点方程 B Y U I =。
式中的B Y 即为节点导纳矩阵。
1．自导纳(0,)j i ii i U j i I Y U =≠⎛⎫= ⎪⎝⎭ 0ii i ij j Y y y =+∑具体说，ii Y 就等于与节点i 相连的所有支路导纳的和。
2．互导纳(0,)j jji iU j i I Y U =≠⎛⎫=⎪⎪⎝⎭ ij ji ij Y Y y ==- 即给节点i 加单位电压，其余节点全部接地，由节点j 注入网络的电流。
节点导纳矩阵的特点： （1） 直观易得阶数：等于除参考节点外的节点数n ；对角元：等于该节点所连导纳的总和；非对角元Yij ：等于连接节点i 、j 支路导纳的负值。
（2） 稀疏矩阵，非对角元素中有大量的零元素。
（3） 对称矩阵。
3．非标准变比变压器在包括变压器的输电线路中，变压器线圈匝数比为标准变比时，变压器的高、低压两侧的电压和电流值用线圈匝数比来换算是不成问题的。
但是变压器线圈匝数比为不等于标准变比时需要加以注意。
图中1212,,,U U I I 是按标准变比换算出来的变压器高、低压侧的电压和电流，理想变压器的线圈匝数比k ：1表示变压器线圈匝数比对标准变比的比值。
由图可得： 2I1I1’2’12112121T U Z I kU I I k ⎫-=⎪⎬=⎪⎭上面的电压电流关系用π形等值网络表示有两种：对于用导纳表示的π形等值网络，从1-1'端口看进去的节点自导纳为：11(1)T T T Y kY k Y Y =+-=，和k 等于1时相同。
从2-2'端口看进去的节点自导纳为：222(1)T T T Y kY k k Y k Y =+-=，是标准变比时导纳的 k 2倍。
互导纳1221T Y Y kY ==-, 是标准变比时导纳的 k 倍。
电力系统稳态分析实验指导书-5.7
《电力系统稳态分析》实验指导书实验一、电力系统潮流程序的使用及简单电网潮流计算一、实验目的：掌握电力系统分析综合程序PSASP 的使用方法，并用PSASP 进行简单的电力系统的潮流计算。
二、实验设备：1. 计算机2. 电力系统分析综合程序（PSASP ），中国电力科学研究院研制开发，运行环境：Windows XP 操作系统 3. 软件狗 三、实验内容：通过对如图所示的电力系统的分析完成以下工作：1． 了解PSASP 基础数据的定义、内容、组织和建立及编辑的方法。
2． 掌握在文本和图形环境下进行系统建模的方法。
3． 掌握电力系统单线图的绘制及数据编辑的方法。
实验算例：在如图所示的电力系统中，已知条件如下： 变压器T ：SFT-40000/110，00200,10.5%,42,0.7%,s s T NP kW V P kW I k k ∆==∆===，线路AC 段：1150,0.27/,0.42/l km r km x km ==Ω=Ω； 线路BC 段：1150,0.45/,0.41/l km r km x km ==Ω=Ω；线路AB 段：1140,0.27/,0.42/l km r km x km ==Ω=Ω；各段线路的导纳均可略去不计；负荷功率：(2518),(3020)LD B LD D S j M V A S j M V A =+⋅=+⋅；母线D 的额定电压为10kV 。
节点A 为平衡节点，其余为PQ 节点。
计算系统的潮流分布。
A CDD四、实验方法1．在PSASP环境下对上述系统进行建模；2．照规定步骤完成全部计算内容。
五、实验步骤：1.在断开计算机电源的情况下，牢固安装好软件狗，启动计算机，点击“电力系统分析综合程序”，进入主界面。
2.初始化设置：1）创建数据目录：D:\PS_DATA\SC2000\；2）取S ；3）选择“文本支持环境”100M V AB3.原始数据输入：选择菜单“数据”→“基础数据”，按如下顺序输入：1）母线：定义“母线名”和“基准电压”；2）交流线：输入“编号”、“连接信息”、及“阻抗”参数；3）双绕组变压器：输入“编号”、“连接信息”、“连接方式”，其中编号不得与交流线编号重复；4）发电机及其调节器：选择母线名及母线类型5）负荷：选择母线名及母线类型，输入“负荷号”，在“负荷功率”中输入有功P和无功Q数据。
电力系统稳态实验报告
电力系统稳态潮流计算上机实验报告一、问题如下图所示的电力系统网络，分别用牛顿拉夫逊法、PQ解耦法、高斯赛德尔法、保留非线性法计算该电力系统的潮流。
发电机的参数如下，*表示任意值负荷参数如下，如上图所示的电力系统，可以看出，节点1、2、3是PQ节点，节点4是PV节点，而将节点5作为平衡节点。
根据问题所需，采用牛顿拉夫逊法、PQ解耦法、高斯赛德尔法、保留非线性法，通过对每次修正量的收敛判据的判断，得出整个电力系统的潮流，并分析这四种方法的收敛速度等等。
算法分析1.牛顿拉夫逊法节点5为平衡节点，不参加整个的迭代过程，节点1、2、3为PQ节点，节点4为PV 节点，计算修正方程中各量，进而得到修正量，判断修正量是否收敛，如果不收敛，迭代继续，如果收敛，算出PQ节点的电压幅值以及电压相角，得出PV节点的无功量以及电压相角，得出平衡节点的输出功率。
潮流方程的直角坐标形式，()()∑∑∈∈++-=ij j ij j ij i ij j ij j ij i i e B f G f f B e G e P()()∑∑∈∈+--=ij j ij j ij i ij j ij j ij i i e B f G e f B e G f Q直角坐标形式的修正方程式，11112n n n m n m -----∆⎡⎤⎡⎤∆⎡⎤⎢⎥⎢⎥∆=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥∆⎣⎦⎢⎥⎢⎥∆⎣⎦⎣⎦PHN e Q M L f UR S修正方程式中的各量值的计算，()()][∑∑∈∈++--=∆ij j ij j ij i ij j ij j ij i is i e B f G f f B e G e p P()()][∑∑∈∈+---=∆ij j ij j ij i ij j ij j ij i is i e B f G e f B e G f Q Q)(2222i i is i f e U U +-=∆Jacobi 矩阵的元素计算，()()()ij i ij i i ijij j ij j ii i ii i jj iB e G f j i Q M G f B e B e G f j i e ∈-⎧≠∂∆⎪==⎨++-=∂⎪⎩∑()()()ij i ij i i ijij j ij j ii i ii i jj iG e B f j i Q L G e B f G e B f j i f ∈+⎧≠∂∆⎪==⎨--++=∂⎪⎩∑)()(202i j i j e e U R ijij i =≠⎩⎨⎧-=∂∆∂=)()(202i j i j f f U S ijij i =≠⎩⎨⎧-=∂∆∂=牛顿拉夫逊法潮流计算的流程图如下，2.PQ 解耦法如同牛顿拉夫逊法，快速解耦法的前提是，输电线路的阻抗要比电阻大得多，并且输电线路两端的电压相角相差不大，此时可利用PQ 快速解耦法，来计算整个电力系统网络的潮流。
电力系统稳态分析实验指导书
电力系统稳态分析实验指导书目录实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验 (2)1.1 实验目的 (2)1.2 原理说明 (2)1.3 实验内容与步骤 (3)实验二电力系统潮流计算分析实验 (6)2.1 实验目的 (6)2.2 原理说明 (6)2.3 实验内容与步骤 (6)实验三电力系统有功功率—频率特性实验 (11)3.1实验目的 (11)3.2 原理说明 (11)3.3 实验内容与步骤 (13)实验四电力系统无功功率—电压特性实验 (18)4.1 实验目的 (18)4.2 原理说明 (18)4.3 实验内容与步骤 (19)实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验1.1 实验目的1．熟悉远距离输电的线路基本结构和参数的测试方法。
2．掌握对称稳定工况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围。
3．掌握输电系统稳态不对称运行的条件、参数和不对称运行对发电机的影响等。
1.2 原理说明单机－无穷大系统模型，是简单电力系统分析的最基本，最主要的研究对象。
本实验平台建立的是一种物理模型，如下图1-1所示。
图1-1 单机－无穷大系统示意图发电机组的原动机采用国标直流电动机模拟，但其特性与电厂的大型原动机并不相似。
发电机组并网运行后，输出有功功率的大小可以通过调节直流电动机的电枢电压来调节（具体操作必须严格按照调速器的正确安全操作步骤进行！可参考《微机调速装置基本操作实验》）。
发电机组的三相同步发电机采用的是工业现场标准的小型发电机，参数与大型同步发电机不相似，但可将其看作一种具有特殊参数的电力系统发电机。
实验平台给发电机提供了三种典型的励磁系统：手动励磁、常规励磁和微机励磁系统，可以通过实验台的转换开关切换（具体操作必须严格按照励磁调节装置的正确安全操作步骤进行！实验平台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。
“无穷大系统”采用大功率三相自耦调压器，三相自耦调压器的容量远大于发电机的容量，可近似看作无穷大电源，并且通过调压器可以方便的模拟系统电压的波动。
电力系统稳态分析实验指导书
目录PSASP简介 (1)实验项目 (6)实验一简单电力系统潮流计算 (6)实验二复杂电力系统潮流计算 (8)实验三电力系统优化调度计算 (10)PSASP简介PSASP (Power System Analysis Software Package) 是由中国电力科学研究院研发的一套功能强大、使用方便的电力系统分析综合程序。
主要用于电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可行的规划设计方案；运行调度人员确定系统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施；科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题以及高等院校用于教学和研究。
基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP可进行电力系统(输电、供电和配电系统)的各种稳态分析、故障分析及机电暂态分析计算。
1．PSASP的三层体系结构PSASP是一个资源共享、高度集成和开放的大型软件包，其结构分为三层，如下图所示：第一层是公用数据和摸型的的资源库，其中包括：（1）电网基础数据库：包括发电机、负荷、变压器、交直流线等电网基本元件，提供了各种分析计算的基本数据支持。
（2）固定模型库：包括发电机、负荷、调压器、调速器、PSS、直流输电、静止无功补偿器等模型，提供了电力系统常用的模型支持。
（3）用户自定义模型库：由用户自定义(UD)方式建立的各种元件模型构成，用以扩充PSASP的模型功能支持。
（4）用户程序库：由用户程序接口(UPI)方式实现的一些模型和功能程序构成，用以支持PSASP运行。
第二层是基于资源库的应用程序包，在电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持下，可进行各种计算分析。
其中包括：（1）稳态分析：潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等；（2）故障分析：短路计算、复杂故障计算、继电保护整定计算等；（3）机电暂态分析：暂态稳定计算、直接法暂态稳定计算、电压稳定计算、小干扰稳定计算、动态等值、马达起动、控制系统参数优化与协调、电磁-机电暂态分析的次同步谐振计算等。
电力系统分析实验指导书(DOC)
在相同的运行条件下〔即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变，即并网前U x=E q〕，测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，功率极限值和到达功率极限时的功角值。
同时观察并记录系统中其他运行参数〔如发电机端电压等〕的变化。
将两种情况下的结果加以比拟和分析。
实验步骤：〔1〕输电线路为单回线；〔2〕发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零；〔4〕逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁；〔5〕观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-1中；〔6〕输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表4-2中。
表4-1 单回线表4-2 双回线注意：〔1〕有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间，观察系统是否稳定，以取得准确的测量数值。
〔2〕当系统失稳时，减小原动机出力，使发电机拉入同步状态。
〔3〕δ2．发电机电势E q不同对系统静态稳定的影响在同一接线及相同的系统电压下，测定发电机电势E q不同时〔E q<U x或E q>U x〕发电机的功一角特性曲线和功率极限。
实验步骤：（1）输电线为单回线，并网前E q<U x；（2）发电机与系统并列后，调节发电机使其输出有功功率为零；（3）逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁；〔4〕观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-3中；〔5〕输电线为单回线，并网前E q>U x，重复上述步骤，填入表4-4中。
表4-3 单回线并网前E q<U x表4-4 单回线并网前E q>U x〔二〕手动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定给定初始运行方式，在增加发电机有功输出时，手动调节励磁保持发电机端电压恒定，测定发电机的功一角曲线和功率极限，并与无调节励磁时所得的结果比拟分析，说明励磁调节对功率特性的影响。
实验步骤：〔1〕单回线输电线路；〔2〕发电机与系统并列后，使P=0，Q=0，δ=0，校正初始值；〔3〕逐步增加发电机输出的有功功率，调节发电机励磁，保持发电机端电压恒定或无功输出为零；〔4〕观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-5中。
电力系统分析实验讲义(稳态)
电力系统分析（上）实验讲义实验一：节电导纳矩阵的形成一．实验目的掌握节点导纳矩阵形成的方法二．实验学时：2学时 三．实验原理与方法n 个独立节点的网络，n 个节点方程 B Y U I =。
式中的B Y 即为节点导纳矩阵。
1．自导纳(0,)j i ii i U j i I Y U =≠⎛⎫= ⎪⎝⎭ 0i i i i jj Y y y =+∑ 具体说，ii Y 就等于与节点i 相连的所有支路导纳的和。
2．互导纳(0,)j jji iU j i I Y U =≠⎛⎫=⎪ ⎪⎝⎭ ij ji ij Y Y y ==- 即给节点i 加单位电压，其余节点全部接地，由节点j 注入网络的电流。
节点导纳矩阵的特点： （1） 直观易得阶数：等于除参考节点外的节点数n ；对角元：等于该节点所连导纳的总和；非对角元Yij ：等于连接节点i 、j 支路导纳的负值。
（2） 稀疏矩阵，非对角元素中有大量的零元素。
（3） 对称矩阵。
3．非标准变比变压器在包括变压器的输电线路中，变压器线圈匝数比为标准变比时，变压器的高、低压两侧的电压和电流值用线圈匝数比来换算是不成问题的。
但是变压器线圈匝数比为不等于标准变比时需要加以注意。
图中1212,,,U U I I 是按标准变比换算出来的变压器高、低压侧的电压和电流，理想变压器的线圈匝数比k ：1表示变压器线圈匝数比对标准变比的比值。
由图可得：1I1’2’12112121T U Z I kU I I k ⎫-=⎪⎬=⎪⎭上面的电压电流关系用π形等值网络表示有两种：对于用导纳表示的π形等值网络，从1-1'端口看进去的节点自导纳为：11(1)TT T Y kY k Y Y =+-=，和k 等于1时相同。
从2-2'端口看进去的节点自导纳为：222(1)T TT Y kY k k Y k Y =+-=，是标准变比时导纳的 k 2倍。
互导纳1221T Y Y kY ==-, 是标准变比时导纳的 k 倍。
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《电力系统稳态分析》实验指导书
实验一、电力系统潮流程序的使用及简单电网潮流计算
一、实验目的：
掌握电力系统分析综合程序PSASP 的使用方法，并用PSASP 进行简单的电力系统的潮流计算。
二、实验设备：
1. 计算机
2. 电力系统分析综合程序（PSASP ），中国电力科学研究院研制开发，运行
环境：Windows XP 操作系统 3. 软件狗 三、实验内容：
通过对如图所示的电力系统的分析完成以下工作：
1． 了解PSASP 基础数据的定义、内容、组织和建立及编辑的方法。
2． 掌握在文本和图形环境下进行系统建模的方法。
3． 掌握电力系统单线图的绘制及数据编辑的方法。
实验算例：
在如图所示的电力系统中，已知条件如下： 变压器T ：SFT-40000/110，
00200,10.5%,42,0.7%,s s T N P kW V P kW I k k ∆==∆===， 线路AC 段：1150,0.27/,0.42/l km r km x km ==Ω=Ω； 线路BC 段：1150,0.45/,0.41/l km r km x km ==Ω=Ω；
线路AB 段：1140,0.27/,0.42/l km r km x km ==Ω=Ω；各段线路的导纳均可略去不计；负荷功率：(2518),(3020)LDB LDD S j MV A S j MV A =+⋅=+⋅；母线D 的额定电压为10kV 。
节点A 为平衡节点，其余为PQ 节点。
计算系统的潮流分布。
四、实验方法
1．在PSASP环境下对上述系统进行建模；
2．照规定步骤完成全部计算内容。
五、实验步骤：
1.在断开计算机电源的情况下，牢固安装好软件狗，启动计算机，点击“电
力系统分析综合程序”，进入主界面。
2.初始化设置：1）创建数据目录：D:\PS_DATA\SC2000\；2）取
S ；3）选择“文本支持环境”
100M V A
B
3.原始数据输入：选择菜单“数据”→“基础数据”，按如下顺序输入：
1）母线：定义“母线名”和“基准电压”；2）交流线：输入“编号”、“连接信息”、及“阻抗”参数；3）双绕组变压器：输入“编号”、“连
接信息”、“连接方式”，其中编号不得与交流线编号重复；4）发电机及
其调节器：选择母线名及母线类型5）负荷：选择母线名及母线类型，
输入“负荷号”，在“负荷功率”中输入有功P和无功Q数据。
4.方案定义：选择菜单“计算”→“方案定义”，定义“方案名称”为“方
案一”，“方案描述”为“四节点系统潮流计算”，选择数据组“BASIC”。
5.数据检查：选择菜单“计算”→“数据检查”。
若提示错误应核对输入的
原始数据。
6.用Newton (Power Equation)法计算一次潮流；选择菜单“计算”→“潮
流”，定义潮流作业号为“1”，方案名为“方案一”，点击“计算”。
7.按要求输出结果：选择菜单“结果”→“潮流”→“报表输出”，按顺
序选择“作业号”，点击“输出”，根据“需记录的实验数据”选择输出
内容，输出方式优先选择“Excel报表”。
8.按要求记录实验数据。
9.关闭计算机主机及显示器。
注：先在文本支持环境下计算，时间允许情况下再在图形支持环境下计算。
六、实验报告
1．记录实验数据
2．分析实验结果，总结实验得出的结论。
七、实验注意事项：
不得删除或更改计算机中除上述目录以外的内容
实验二、复杂电力系统的潮流计算
牛顿—拉夫逊法计算潮流分布
见课本P61页例题11-5。
实验三、复杂电力系统的潮流计算
一、实验目的：
掌握电力系统分析综合程序PSASP的使用方法，并用PSASP进行较为复杂的电力系统的潮流计算。
二、实验设备：
1. 计算机
2. 电力系统分析综合程序（PSASP），运行环境：Windows XP操作系统
3. 软件狗
三、实验内容：
通过对如图二所示的电力系统分析完成以下工作：
1. 掌握PSASP基础数据的定义、内容、组织和建立及编辑的方法。
2. 掌握在文本和图形两种环境下进行系统建模的方法。
3. 掌握电力系统单线图的绘制及数据编辑的方法。
4. 掌握牛顿-拉夫逊潮流计算方法和P-Q分解潮流计算方法的不同。
5. 分析系统各节点电压大小是否满足系统要求，若不满足如何进行调整？掌握各种调压措施及适用条件。
仿真算例：如图二所示的电力系统中，变压器两侧电压等级分别为10kV和110kV，各元件参数标幺值示于图中。
（S B=100MV A，V B=Vav）
图二
四、实验方法
1. 在PSASP环境下对上述系统进行建模；
2. 按照规定步骤完成全部计算内容。
五、实验步骤：
1. 数据输入
2. 方案定义
3. 数据检查
4. 作业定义
5. 执行计算
6. 输出结果
要求在文本、图形两种环境下分别计算。
六、实验报告
1. 记录实验数据。
2. 分析实验结果，总结实验得出的结论。
七、实验注意事项：
不得删除或更改计算机中除上述目录以外的内容。