BPA潮流计算解析

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BPA潮流计算
2013年3月
§1 概述
安全稳定计算分析(《国家电网安全稳定 计算规范》) ➢潮流分析
➢无功电压分析 ➢静态安全分析 ➢静态稳定计算分析
➢ 暂态稳定计算分析 ➢ 小扰动动态稳定分析
➢短路电流安全校核 ➢电压稳定计算分析 ➢频率稳定计算分析 ➢再同步稳定计算分析
§1 概述
电力系统静态安全分析
鼠标单击潮流数据并拖动可移动数据显示 位置
按住键盘上“Ctrl”,并鼠标单击线路可增 加线路拐点,将线路变为两段或多段折线
按住键盘上“Shift”,并鼠标单击已存在的 线路拐点可删除该线路拐点。
§2.2 地理接线图绘制
实例演示:5节点电网接线图绘制
18/242±2*2.5%kV
母线4
母线2
0.08+j0.30
根据国调中心调研情况,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。
➢ 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 (B卡 ):发电机节点、负荷节点、中枢母线 节点
支路数据 :线路参数(L卡)、变压器支路参数(T卡)
§2.1 潮流文件编制
(1) 一级控制语句 一级控制语句用“(……)”表示,表示潮流作业的开始和结束。 (2) 二级控制语句 二级控制语句用“/……\”表示,作用如下:
变压器Γ形等效模型
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:
注意单位:公式中Pk 、P0单位取kW,UN单位取kV ,SN单位取MVA。 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
§2 BPA潮流计算
§2.1 潮流文件编制 §2.2 地理接线图绘制 §2.3 潮流计算深入分析
§2 BPA潮流计算
BPA程序简介 程序规模
– 1) 10000个节点; – 2) 15200条支路,其中包括300台带负荷调
压(LTC)变压器,70台移相器; – 3) 40条两端直流线路和25条多端直流线路; – 4) 120个功率交换区域,所有的区域共可包
§2.1 潮流文件编制
填卡应当注意的几点
➢ 卡的分类与子分类
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
在“站”对话框中按“电压”按钮可选择 图中显示的母线电压。
在“站”对话框中按“潮流”按钮可设置 图中显示的发电、负荷等其它信息。
支路
不需要单独进行添加或删除支路操作,在 添加或删除节点操作中程序将自动判断并 添加或删除支路。
鼠标双击线路,或单击线路后选择菜单 “编辑”->“对象管理”,在“连线”对话 框的“支路元件管理器”选项卡中可设置 并行支路的显示方式。
18/242±2*2.5%kV
母线3
母线5
P4=5
18kV
j0.015
V4=1.05
2+j1
j0.25 j0.25
220kV
j0.03 3.7+j1.3
18kVV5=1.05
θ5=0
0.1+j0.35
0.04+j0.25j0.25 j0.25
母线1 1.6+j0.8
§2.3 潮流计算深入分析
网架调整操作
添加文字注释
“编辑”->“增加注释” 鼠标单击图中要加入注释处 在文本对话框中输入文字和显示格式 双击图中已存在的文字注释可进行修改
地理接线图数据显示设置
“查看”->“控制板” “控制板”对话框中可设置图中的显示数
据及方式
地理接线图布局调整
鼠标单击站符号并拖动可移动站,图中属 于该站的数据也自动相应移动
如何解决收敛性问题? (1) 检查变压器变比。 (2) 修改不合理的线路参数。 (3) 调整电压至合理范围。 (4) 调整潮流迭代的计算方法。 (5) 调整潮流时,避免过大的调整。
➢ 静态安全分析指应用潮流计算的方法, 根据N-1 原则, 逐个无故障断开线路、 变压器等单一元件, 检 查其他元件是否因此过负荷和电网电压水平是否符合 要求。
➢ 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 概述
关于潮流稳定计算工具
۩ 中国电科院:中国版BPA; ۩ 中国电科院:电力系统分析综合程序(PSASP); ۩ 美国PTI公司:PSS/E。
(1) 所有的一级、二级、三级控制语句都必须顶格填写, 即前面不能有空格;最好都用大写字母。
(2) 控制语句有的放在网络数据的前面,有的放在网络 数据的后面,注意说明书中的说明,没有注明的放在 前面。
(3) 所有的控制语句中,逗号、空格都看作是分隔符, 因此控制语句中用逗号的地方都可以用空格代替;如 果有的名称中含有空格,输入时应该用“#”代替空格 输入,程序读入后,将字符“#”用空格代替。
§2 BPA潮流计算
BPA潮流计算方法 P-Q分解法、牛顿-拉夫逊法、改进的牛顿
-拉夫逊算法; 为了提高收敛性,ห้องสมุดไป่ตู้常是先采用P-Q分解法
进行初始迭代,然后再转入牛顿-拉夫逊法求 解潮流。 改进的牛顿-拉夫逊法适用于求解低压配电网。
§2 BPA潮流计算
潮流计算的输入输出文件
➢*.dat:潮流计算数据文件(必须) ➢*.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 ➢*.dxt:地理接线图格式潮流图存储文件 ➢*.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
以IEEE9节点电网为例,IEEE90.dat文件如下:
§2.1潮流文件编制
BPA潮流数据 文件结构
程序控制语句 程序控制语句
注释语句
节点数据
线路数据 变压器 数据
B卡-节点数据卡
节点类型 – PQ节点:B卡,负荷节点及小机组 – PV节点:BQ卡或BE卡,具有一定容量的发电厂 – 平衡节点或交流同步网的缓冲机 :BS卡,调频电厂
➢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;
§2.3 潮流计算深入分析
收敛性问题 (1) 节点电压过高或过低。 (2) 变压器变比不合理。 (3) 线路参数不合理。 (4) 小开关支路电阻电抗不合理。 (5) 发电机出力和负荷不平衡。
§2.3 潮流计算深入分析
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。

三绕组变压器等效模型
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。
T卡-变压器数据卡
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。 两端节点名及其基准电压 变压器并联号 变压器阻抗R,X (标么值) 变压器励磁阻抗G、B (标么值) 两侧分接头位置(电压有名值)
➢数据的有效位数 浮点数 “F5.3” 例1.234=1234 0.234=.234
➢卡片的次序 控制语句集中填写;数据卡任意顺序
§2.1 潮流文件编制
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 ➢计算结果输出 ➢错误信息统计
迭代次数
– 指定潮流作业输入、输出文件名和输出文件内容选择 – 指定基准功率 – 指定计算项目内容和求解方法 – 指定潮流分析报告输出种类 – 其它功能 (3) 三级控制语句 三级控制语句用“>……<”表示,从属于二级控制语句,用来 进一步指定二级控制语句所要求的各种功能。
§2.1 潮流文件编制
➢ 填写控制语句的注意事项:
§2 BPA潮流计算
启动平台
1、电力系统集成分析环境 PSAW.EXE
2、根据网络拓扑、负 荷情况、机组出力情
况,搭建潮流文件 (*.dat)
5、调用地理接 线图格式潮流图 CLIQUE.EXE
6、根据拓扑情 况,搭建地理图
(*.dxt)
4、打开*.pfo,观察 潮流计算是否收敛、 分析潮流计算结果。
§2.2 地理接线图绘制
创建地理接线图文件步骤 “文件”->“新建” 按“扫描”按钮 在对话框中输入潮流计算数据文件(.dat),
按“打开”按钮 按“确认”按钮
打开已有的地理接线图
“文件”->“打开” 在对话框中输入地理接线图文件(.dxt),按“打开”
按钮 在接下来的对话框中按“扫描”按钮 在扫描数据文件对话框中输入潮流计算数据文件
节点名称,节点基准电压(可选相同节点名) 所属区域 节点负荷(有名值) 节点并联无功补偿(有名值) 节点有功出力,无功出力(有名值) 控制电压(标么值)
输电线路Π形等效模型
参数获取:①从实测结果中获取R,X,B/2 的实测值; ② 根据线路长度及型号计算线路的典型参数值;
出错信息
§2.1 潮流文件编制
例:5节点电网搭建及计算
18/242±2*2.5%kV
母线4
母线2
0.08+j0.30
18/242±2*2.5%kV
母线3
母线5
P4=5
18kV
j0.015
V4=1.05
2+j1
j0.25 j0.25
220kV
j0.03 3.7+j1.3
18kVV5=1.05
θ5=0
括300个分区,各区域之间可有140条功率 交换联络线。
§2 BPA潮流计算
潮流计算程序功能
系统潮流计算 自动电压控制 系统事故分析(N-1开断模拟) 灵敏度分析 系统发电机出力和负荷成比例地变化 负荷静特性模型(可模拟电压对负荷的影响) 检错功能(计算不收敛给出详细错误清单)
0.1+j0.35
0.04+j0.25j0.25 j0.25
母线1 1.6+j0.8
§2.2 地理接线图绘制
*.dat:潮流计算数据文件 *.map:用于潮流图的潮流计算二进制结果
文件 *.dxt:地理接线图格式潮流图存储文件
§2.2 地理接线图绘制
地理接线图 *.dxt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
7、打印或输出 潮流图。
3、启动潮流计算命 令(程序自动调用 PFNT.EXE),生成
潮流结果文件。 (*.pfo,*.bse )
8、后续分析: 发电调整分析; 负荷调整分析; 线路开断分析…
§2.1 潮流文件编制
潮流计算的输入输出模式
§2.1 潮流文件编制
潮流计算输入文件 .dat 的构成
(.dat),按“打开”按钮 返回到前对话框后按“确认”按钮
§2.2 地理接线图绘制
添加新站 “编辑”->“增加站” 鼠标点击图中要加入新站的位置 “站编辑器”对话框中输入站名称,输入
站中包含的潮流数据中的节点,以及选择 站类型。
修改已有站的显示属性
鼠标双击图中已存在的站符号,或者鼠标 单击站符号后选择菜单“查看”->“属性”, 或者鼠标单击站符号后点右键选择“属 性” 。
§1 概述
BPA软件的应用介绍
➢ BPA软件的应用 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、小干扰分析
§1 概述
BPA软件的安装
普通应用软件,鼠标双击安装目录下setup.exe 文件,根据提示直至“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。
标幺值换算:R*=R有名 / Z基准 ; B*=B有名 * Z基准 ;
基准值计算:BPA中一般取容量基准为100MVA,因此: Z基准=Un2/100
L卡-对称线路数据卡
基于对称的Π型支路模型 两端节点名及其基准电压 线路并联号 线路阻抗(标么值) 线路导纳(标么值,G/2,B/2)
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