PSASP潮流、静态安全分析、最优潮流

有功无功混合优化
综合考虑有功、 无功优化
与潮流计算对比
潮流计算
控制变量 事先给定
最优潮流计算
可变而待优选
约束条件 潮流方程等式约束
潮流方程等式约束条件 与运行限制有关的大量不 等式约束条件 非线性规划问题
决策功能
问题类型 非线性代数方程组 实现功能
计算功能
最优潮流和无功优化计算所需数据
1.电力系统网损最小 2.发电机有功费用最 小 3.电容电抗器补偿容 量最小 ……
未知量：母线电压的幅值和相角、全网的功率分 布及网损
（3）潮流问题的特点
潮流方程非线性，需要迭代求解，存在是否收敛 的问题 解的存在性和多值性
PSASP潮流计算的特点
（1）支持3万节点规模联网数据
华北 North
东北 Northeast
山东
华中 Central
华东 East
南方电网 South
显著提高潮流计算收敛性 和计算速度。
PSASP7.0版潮流模块
―潮流计算作业定义
预设平衡点功能
潮流计算分为2个阶段：初值 计算和正常迭代计算； 初值计算阶段，多设平衡点 作为系统支撑；
正常计算阶段，“预设平衡
点”还原回原始的节点类型， 不影响潮流结果；
提高大规模电网潮流计算的 收敛性。
潮流计算不成功的原因及处理措施
（2）大规模电网数据（1万节点以上）的作业 设置
更换计算方法（最优乘子法收敛性最好）； 若在已经收敛的潮流基础上做调整，可采用“读上次
潮流结果做初始值”功能； 若为第一次潮流计算，可采用“预设平衡点”功能，
注意预设平衡点合理设置（不宜过多，1~2个）。
潮流计算不成功的原因及处理措施

最优潮流与无功优化
中国电力科学研究院
网址：psasp.epri.sgcc.com.cn 邮箱：psasp@epri.sgcc.com.cn 技术支持电话：010-82813080 (918713080) 软件销售电话：010-82812388 (918712388)
主要内容
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基本概念 优化计算所需数据 PSASP7.0版最优潮流模块
束条件 目标
• 求取使系统的一个或多个目标达到最优时的潮流分布
优化计算分类
无功优化
目标函数选择“网损最小”、“无功补偿经济效益最大” 控制变量选择发电机无功功率、无功补偿设备和有载调 压变压器的档位 优化系统无功电源的分布
有功优化
目标函数选择“发电机有功费用最小” 控制变量选择发电机有功功率 优化系统有功电源的分布
潮流计算不成功的原因及处理措施
程序自动检查错误提示
潮流计算不成功的原因及处理措施
数据检查功能及其错误提示
调用拓扑程序，进行拓扑结构检查

元件数目是否超出程序允许的上限 元件是否与网络相连 是否有平衡机，如没有则将该网内有功出力最大的 发电机设为平衡机
汇总系统的发电、负荷出力
按区域或全网汇总有功发电PG、无功发电QG、有 功负荷PL、无功负荷QL，以及PG-PL，QG-QL
（ 3 ）由迭代过程信息中的最大误差母线查找与 该母线相关的数据

变压器阻抗和变比


发电出力和负荷
线路参数
潮流计算不成功的原因及处理措施
（4）在大发电厂或大负荷母线上增设PV点或 V点

有一定功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的 变电所母线可增设为PV节点。 全网PV节点应在网络上按地区均匀分布，邻近的 地点设多个PV节点时，应注意各母线的电压幅值 应设置合理。
静态安全分析的结果输出
报表输出示例
谢谢！
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静态安全分析作业定义
作业定义 选择所基于的潮流作业 切除方案 选择切除方案的类型 发电机调节数据 可进行发电机参数的修改 保存结果设置 越线元件结果设置 指定元件结果设置
静态安全分析作业定义
灵活地方案定义功能
全网N-1
分区、分电压等级N-1 指定切除方案 单独元件的切除 任意多个元件的组合切除
电力系统潮流计算模块
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主要内容
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潮流计算基本概念 PSASP潮流计算的特点 PSASP7.0版潮流模块
PSASP7.0版潮流模块
―潮流计算作业定义
灵活、智能的“刷新”、“回存”功能
可查看数据差异项； 可“刷新”、“回存”全部或部分数据差异项； 可对当前作业、指定作业及批量作业操作。
PSASP7.0版潮流模块
―潮流计算作业定义
读上次潮流结果为潮流初始值
大规模电网潮流收敛困难；
采用上次收敛结果作初值 的方法就可以获得比较好 的初值，有利于收敛到合 理的稳定解；
1.发电机的有功功率 2.发电机的无功功率 3.负荷的无功补偿 4.可调变压器的变比
1.母线电压的限制； 2.支路输送功率限制； 3.可调变压器抽头档 位的限制； 4.发电机的有功、无 功功率限制； 5.负荷的无功补偿容 量限制；
PSASP7.0版最优潮流计算模块
——模块功能和特点
目标函数丰富
自选目标函数（网损最小、无功补偿经济效益最大、电压
PSASP7.0版潮流模块
―潮流计算的执行
单作业方式 批处理方式
PSASP7.0版潮流模块
―潮流计算作业结果输出
单线图图面显示 电网元件浏览器 地理位置图输出 报表输出 结果统计功能
潮流计算不成功的原因及处理措施
（1）利用数据检查功能排除常见错误
程序自动检查错误提示 潮流计算数据检查功能
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电力系统静态安全分析
中国电力科学研究院
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主要内容
静态安全分析的主要用途 PSASP静态安全分析的主要功能 静态安全分析的计算方法 静态安全分析作业定义 静态安全分析的结果输出
―潮流计算作业定义
潮流数据组织方式
数据修改
数据修改
方案1
方案2
数据组1
数据组2
数据组1
数据组2
数据组3
数据组4
PSASP7.0版潮流模块
―潮流计算作业定义
计算数据与基础数据的交互
刷新
把对基础数据库的修改反映到该计算作业中来
基础数据
刷新
计算数据
回存
将计算数据所做的修改存回到基础数据中
基础数据
回存
计算数据
点击“优化计 算”后若有异 常情况，可按 “Esc”退出 键强制退出。
最优潮流计算不收敛的处理措施
• 保证最优潮流所基于的潮流作业正常收敛，并且各个 母线的电压水平正常，潮流分布合理，符合实际电网 运行情况。
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3
• 善于使用“最优潮流计算数据检查”功能，纠错存在 错误。 • 更换计算方法，加大迭代次数上限，增大允许误差(不 应大于0.01)； • 若计算方法选择“牛顿法”，改变电压罚因子等参数。 • 善于使用迭代过程报表，根据每次迭代过程中的最大 误差及最大误差所在母线或可控元件。分析可得到出 现异常的母线或可控元件，调整这些母线或可控元件 的控制信息。
PSASP潮流计算的特点
（6）图模一体，可在图上直接修改计算数据， 所见即所得
PSASP7.0版潮流模块
―潮流计算作业定义
方案名
选择潮流所基于的方案
数据修改、刷新和回存 控制信息 计算方法
PQ分解法
牛顿法(功率式) 最佳乘子法 牛顿法(电流式) PQ分解转牛顿法
PSASP7.0版潮流模块
——模块功能和特点
多种安全约束
母线电压的上下限限制
潮流断面的功率传输限制
可调变压器档位的限制、发电机有功、无功功率的限制、负荷无
功补偿容量的限制
可同时进行多个独立网络的最优潮流计算 高效的数据检查功能
各种控制变量信息是否正确填写
初始潮流结果是否满足上下限值约束
丰富的结果展示
直观、方便、多样化的单线图输出 各种丰富的优化结果和优化过程报表
指标最高、发电机有（无）功费用最小等） 可考虑上述多个目标函数的组合
控制变量灵活实用
变压器可按实际档位进行设置 发电机可考虑有功（无功）费用曲线，提供两种费用函数 模拟方式：分段线性函数和二项式函数 可实现无功补偿设备分组投切，也可仅考虑无功补偿的规 划配置，可考虑无功补偿设备费用
PSASP7.0版最优潮流计算模块
静态安全分析的主要用途
预想事故集 发电机组 停运 系统运行 系统规划
输变电设备 停运
多设备 同时停运
系统 安全
PSASP 静态安全分析的主要功能
灵活地选择切除方案 可基于不同的潮流作业 合理地功率差额分配措施 自动设置平衡机 结果输出的内容和形式丰富
静态安全分析的计算方法
与潮流计算方法类同： PQ分解法 牛顿法(功率式) 最佳乘子法 牛顿法(电流式) PQ分解转牛顿法
静态安全分析作业定义
保存结果设置
保存越限元件结果
设置线路、变压器的越限容量 设置输出越限元件的最大数
保存指定元件结果
按元件类型指定监视的元件
方便的筛选功能
静态安全分析的结果输出
多样的输出形式
输出作业可选 输出方案可选
输出内容可选 输出形式可选
以方案为索引查看各元件 以元件为索引查看各方案
PSASP7.0版最优潮流计算模块 ——作业定义
初始潮 流选择
目标函数 设置
运行约 束设置
控制变 量设置
计算方 法
PSASP7.0版最优潮流计算模块 ——目标函数和电压上下限
PSASP7.0版最优潮流计算模块 ——控制变量设置
PSASP7.0版最优潮流计算模块 ——结果输出
PSASP7.0版最优潮流计算模块 ——操作注意点
发电/负荷按比例切除
同时定义多个切除方案
静态安全分析作业定义
自动发电分配
Ri 1 T j* Tj Sn
考虑 调速器
Tj , 1
i
i
*

i

Sb
P R P
i
Ki
K
i
Ri T j
Sn
R
Sb
不考虑 调速器
Tj
若发电机的有功出力已达到限值，则此发电机不参与调节。
3
4
最优潮流计算不收敛的处理措施
最优潮流和无功优化计算的基本概念 --最优潮流计算
初始条 件
• 系统的结构参数及负荷情况给定
• 发电机的有功、无功功率 调整系 • 并联电容电抗器、SVC等无功补偿设备的补偿容量 统变量 • 有载调压变压器的档位 • 满足电网安全运行约束条件 满足约 • 考虑可调整的系统变量的调节范围约束
3[9,12]
(3)
(5)
5[13,14,15,16,17,18]
6[19]
PSASP潮流计算的特点
（4）发电/负荷比例因子
可用于模拟实际电网中发电负荷区
域性增长的远景规划情况 可按电压等级、分区设置比例因子 同一作业可设置多个比例因子
PSASP潮流计算的特点
（5）可设多个平衡点以改善收敛性和便于几个 孤立子系统同时计算
福建
6
PSASP潮流计算的特点
（2）可计算交直流混合电力系统
PSASP潮流计算的特点
1
（2）
厂站1
2
5
7
（1）
9
11
3
6
8
（3）完善的拓扑分析 功能
（3）
4
（4）
12
10
厂站2
13 14
15
16
厂站3
1[1,2,ห้องสมุดไป่ตู้,4,5,6]
（5）
17
18
3[10,11]
(2)
19
2[7,8] (1) (4)
3
4
潮流计算不成功的原因及处理措施
潮流计算的基本概念
(1) 潮流计算的用途
增建变电站
负荷变化 系统运行 网架变化
…… …… 电磁环网解环
系统规划
潮流计算的基本概念
潮流计算是系统分析计算的基础
短路计算 网损计算
静态安全分 析计算 暂稳计算 ……
潮流计算
潮流计算的基本概念
（2）潮流计算问题
已知量：电网结构和参数、发电/负荷的运行状态
无功优化， 计算方法推 荐采用“内 点法”； 有功无功混 合优化，推 荐采用”牛 顿法”。
电压上下限 设置窗口里 提供了丰富 的辅助按钮 帮助用户设 置。
若要考虑变压 通过发电机、 器档位，注意 负荷名称下拉 在基础数据库 框可快速定位 中完整填写变 负荷无功补偿 压器抽头信息。 设置时，电容 器为正值，电 抗器为负值。