一、實驗?zāi)康牧私釶SASP 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫以及用PSASP 進(jìn)行電力系統(tǒng)各種計算的方法。二、PSASP 概述PSASP (Power System Analysis Software Package)

一、實驗?zāi)康?/p>

了解PSASP 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫以及用PSASP 進(jìn)行電力系統(tǒng)各種計算的方法。

二、PSASP 概述

PSASP (Power System Analysis Software Package) 是由中國電力科學(xué)研究院研發(fā)的一套功能強大、使用方便的電力系統(tǒng)分析綜合程序。主要用于電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計人員確定經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的規(guī)劃設(shè)計方案；運行調(diào)度人員確定系統(tǒng)運行方式、分析系統(tǒng)事故、尋求反事故措施；科研人員研究新設(shè)備、新元件投入系統(tǒng)等新問題以及高等院校用于教學(xué)和研究。

基于電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、固定模型庫以及用戶自定義模型庫的支持，PSASP 可進(jìn)行電力系統(tǒng)(輸電、供電和配電系統(tǒng)) 的各種穩(wěn)態(tài)分析、故障分析及機電暫態(tài)分析計算。

1．PSASP

的三層體系結(jié)構(gòu)

PSASP 是一個資源共享、高度集成和開放的大型軟件包，其結(jié)構(gòu)分為三層，如下圖所示： 第一層是公用數(shù)據(jù)和摸型的的資源庫，其中包括：

（1）電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫：包括發(fā)電機、負(fù)荷、變壓器、交直流線等電網(wǎng)基本元件，提供了各種分析計算的基本數(shù)據(jù)支持。

（2）固定模型庫：包括發(fā)電機、負(fù)荷、調(diào)壓器、調(diào)速器、PSS 、直流輸電、靜止無功補償器等模型，提供了電力系統(tǒng)常用的模型支持。

（3）用戶自定義模型庫：由用戶自定義(UD)方式建立的各種元件模型構(gòu)成，用以擴充PSASP 的模型功能支持。

（4）用戶程序庫：由用戶程序接口(UPI)方式實現(xiàn)的一些模型和功能程序構(gòu)成，用以支持PSASP 運行。

第二層是基于資源庫的應(yīng)用程序包，在電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、固定模型庫以及用戶自定義模型庫的支持下，可進(jìn)行各種計算分析。其中包括：

（1）穩(wěn)態(tài)分析：潮流計算、網(wǎng)損分析、最優(yōu)潮流和無功優(yōu)化、靜態(tài)安全分析、諧波分析、靜態(tài)等值等；

（2）故障分析：短路計算、復(fù)雜故障計算、繼電保護(hù)整定計算等；

（3）機電暫態(tài)分析：暫態(tài)穩(wěn)定計算、直接法暫態(tài)穩(wěn)定計算、電壓穩(wěn)定計算、小干擾穩(wěn)定計算、動態(tài)等值、馬達(dá)起動、控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化與協(xié)調(diào)、電磁-機電暫態(tài)分析的次同步諧振計算等。 第三層是計算結(jié)果庫和分析工具，執(zhí)行各種分析計算后，即生成相應(yīng)的結(jié)果數(shù)據(jù)庫，以便進(jìn)一步采用不同的手段進(jìn)行分析。

2．PSASP 計算流程

PSASP 計算的流程和結(jié)構(gòu)如下圖所示：

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各種計算公共部分

圖中，虛線以上是各種計算(潮流、暫態(tài)穩(wěn)定、短路等) 的公共部分，即基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備?？赏ㄟ^文本和圖形兩種方式建立和編輯，最終生成可供各種計算分析的電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。虛線以下為各種計算特有的部分。其中需要用戶參與的有兩部分：

其一是計算作業(yè)的定義。確定電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，運行方式及計算的控制(計算方法，迭代誤差、控制功能的投入等) 。這里有文本和圖形兩種方式支持。

其二是計算結(jié)果的編輯和輸出。即選擇輸出的范圍和內(nèi)容，這里有文本和圖形兩種方式： 文本方式是生成報表、報表文件和簡單圖示；

圖形方式是在單線圖上直接標(biāo)識。

三、PSASP 的電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

1．電網(wǎng)數(shù)據(jù)分類

PSASP 中根據(jù)物理特性和計算需要將數(shù)據(jù)分為四類：

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：基于物理特性的電力系統(tǒng)元件庫及元件公用參數(shù)庫，是電力系統(tǒng)分析計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，且與執(zhí)行什么計算無關(guān)。

（2）計算數(shù)據(jù)：根據(jù)不同計算的需要，與計算密切相關(guān)的數(shù)據(jù)。如：暫態(tài)穩(wěn)定計算所需的控制信息，故障信息，這部分?jǐn)?shù)據(jù)多是些臨時性的控制信息數(shù)據(jù)，需要不斷地調(diào)整和修改。

（3）結(jié)果數(shù)據(jù)：各種計算結(jié)果的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與執(zhí)行什么計算相關(guān)。

（4）用戶自定義模型數(shù)據(jù)：作為擴充PSASP 功能的用戶自定義(UD)模型及其參數(shù)庫。這部分雖與執(zhí)行什么計算有關(guān)，如有潮流計算的UD 模型和暫穩(wěn)計算的UD 模型之分，但它一次建好，可為多個電網(wǎng)所使用，因此是非常穩(wěn)定的。

2．基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)容

電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫是支持PSASP 各種計算的公用數(shù)據(jù)庫，分為基本元件庫和元件公用參數(shù)庫，由這兩個庫共同完成電力系統(tǒng)各元件的數(shù)據(jù)描述。每個數(shù)據(jù)庫按元件不同又設(shè)置了若干個數(shù)據(jù)表。

（1）基本元件數(shù)據(jù)庫

該庫主要存放輸電線、變壓器，一次設(shè)備(發(fā)電機、負(fù)荷、直流、靜補) 和二次裝置(調(diào)壓器、調(diào)速器，PSS 等) 等系統(tǒng)元件的數(shù)據(jù)。

（2）元件公用參數(shù)數(shù)據(jù)庫

在基本元件數(shù)據(jù)庫中，其中有些元件，如：發(fā)電機及調(diào)節(jié)器(調(diào)壓，調(diào)速，PSS) 、負(fù)荷、靜補、直流等存在著不同的記錄中含有相同數(shù)據(jù)的情況。因此，把相同的數(shù)據(jù)抽出來，作為公用參數(shù)庫，這樣系統(tǒng)各種元件(如發(fā)電機) 的參數(shù)，只需填寫一個參數(shù)組號，就可共享參數(shù)庫中的相應(yīng)參數(shù)，從而

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四、PSASP 的使用方法（以短路計算為例）

1．輸入電網(wǎng)數(shù)據(jù)，形成電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫及元件公用參數(shù)數(shù)據(jù)庫，（后者含勵磁調(diào)節(jié)器， 調(diào)速器，PSS 等的固定模型），也可使用用戶自定義模型UD 。在此，可將數(shù)據(jù)合理組織成若干數(shù)據(jù)組，以便下一步形成不同的計算方案。

（1）文本支持環(huán)境

點擊“數(shù)據(jù)”菜單項，執(zhí)行“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”和

“公用參數(shù)”命令，可依次輸入各電網(wǎng)元件的參數(shù)。

（2）圖形支持環(huán)境：

在“編輯模式下”，利用工具箱，輸入電網(wǎng)接線圖。作圖時，若元件參數(shù)尚未輸入，會自動彈出相關(guān)數(shù)據(jù)錄入窗口，此時輸入數(shù)據(jù)即可。

注意：兩種環(huán)境下，均應(yīng)先輸入母線數(shù)據(jù)，再處理其他元件?。?！

2．方案定義

從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中抽取數(shù)據(jù)組，組合成不同方案，以確定電網(wǎng)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)和運行方式。

（1）文本支持環(huán)境：點擊“計算”菜單項，執(zhí)行“方案定義”命令。

（2）圖形支持環(huán)境：“運行模式”下，點擊“作業(yè)”菜單項，執(zhí)行“方案定義”命令。

3．?dāng)?shù)據(jù)檢查

對確定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，檢查網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的合理性，計算規(guī)模是否超出范圍。

（1）文本支持環(huán)境：點擊“計算”菜單項，執(zhí)行“數(shù)據(jù)檢查”命令。

（2）圖形支持環(huán)境：“運行模式”下，點擊“作業(yè)”菜單項，執(zhí)行“數(shù)據(jù)檢查”命令。

4．作業(yè)定義

給出計算控制信息，明確具體的計算任務(wù)。

（1）文本支持環(huán)境：點擊“計算”菜單項，執(zhí)行“短路”命令。

（2）圖形支持環(huán)境：“運行模式”下，點擊“作業(yè)”菜單項，執(zhí)行“短路”命令。

5．執(zhí)行計算

（1）文本支持環(huán)境：在上述“短路計算信息”窗口，完成作業(yè)定義之后，點擊“計算”按鈕即可。

（2）圖形支持環(huán)境：運行模式”下，

a. 點擊“視圖”菜單項，執(zhí)行“短路”命令，選擇作業(yè)；

b. 點擊“計算”菜單項，執(zhí)行“短路”命令，執(zhí)行計算；

c. 點擊“格式”菜單項，執(zhí)行“短路結(jié)果”命令，確定計算結(jié)果在圖上的顯示方式。

6．報表輸出結(jié)果

用戶可選擇期望的輸出范圍，輸出內(nèi)容和輸出方式。

（1）文本支持環(huán)境：點擊“結(jié)果”菜單項，執(zhí)行“短路”命令。

（2）圖形支持環(huán)境：“運行模式”下，點擊“報表”菜單項，執(zhí)行“短路”命令。

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一、實驗?zāi)康?/p>

理解電力系統(tǒng)分析中潮流計算的相關(guān)概念，掌握用PSASP 軟件對電力系統(tǒng)潮流進(jìn)行計算的方法。

二、實驗內(nèi)容

1．PSASP 潮流計算概述

潮流計算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機、負(fù)荷等元件的運行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)參數(shù)的計算。通常給定的運行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓和相位角。待求的運行狀態(tài)參量包括電網(wǎng)各母線節(jié)點的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。

以一個下圖所示9節(jié)點系統(tǒng)為例，計算其在常規(guī)、規(guī)劃兩種運行方式下的潮流。規(guī)劃運行方式即在常規(guī)運行方式下，其中接于一條母線（STNB-230）處的負(fù)荷增加，對原有電網(wǎng)進(jìn)行改造后的運行方式，具體方法為：在母線GEN3-230和STNB-230

之間增加一回輸電線，增加發(fā)電機3的出力及其出口變壓器的容量，新增或改造的元件如下圖虛線所示。

三、實驗步驟

1．雙擊PSASP 圖標(biāo)，彈出

PSASP 封面后，按任意鍵，即進(jìn)入PSASP 主畫面：

在該畫面中，點擊“創(chuàng)建”按鈕，建立新目錄，如：C:CLJS。以后可通過“選擇”按鈕，選擇該目

錄。在系統(tǒng)基準(zhǔn)容量項中，鍵入該系統(tǒng)基準(zhǔn)容量，如100MV A 。

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在PSASP 主畫面中，點擊“圖形支持環(huán)境”按鈕，進(jìn)入圖形支持環(huán)境，再點擊“編輯模式”按鈕，即進(jìn)入系統(tǒng)單線圖編輯窗口，分別錄入系統(tǒng)母線、交流線、變壓器、發(fā)電機和負(fù)荷的數(shù)據(jù)，以下以變壓器為例：

注意：變壓器是發(fā)I 側(cè)為標(biāo)準(zhǔn)側(cè)， I 、J 側(cè)互換后，變壓器的等效π型等值電路不同，故其I 、J 側(cè)不能互換。

3．在文本環(huán)境窗口中點擊“計算”下拉菜單中的“方案定義”或在圖形支持的運行模式窗口中點擊“作業(yè)”下拉菜單中的“方案定義”，彈出方案定義窗口。

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在文本和圖形環(huán)境下均可以定義不同的潮流計算作業(yè)，每一作業(yè)需給定一個作業(yè)號。

點擊作業(yè)頁上的“刷新”按鈕，按作業(yè)定義從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中重新抽取數(shù)據(jù)，以刷新該潮流作業(yè)計算數(shù)據(jù)；點擊“刪除”按鈕，可刪除該潮流作業(yè)；點擊“編輯...”按鈕，激活以下的數(shù)據(jù)欄，可進(jìn)一步給出該潮流作業(yè)所包含的其它內(nèi)容。

計算方法數(shù)據(jù)欄要選擇計算方法及給定迭代時允許誤差及迭代次數(shù)上限，在PSASP 時，提供了5種計算方法：① PQ分解法；② 牛頓法(功率式) ；③ 最佳乘子法；④ 牛頓法(電流式) ；⑤ PQ-牛頓法(功率式) ，在計算時可根據(jù)實際系統(tǒng)特性選擇合適的算法。

數(shù)據(jù)修改：當(dāng)選擇或定義了一個作業(yè)之后，便生成了該作業(yè)的計算數(shù)據(jù)?？梢詢H對計算數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和修改，而不影響基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。潮流計算的作業(yè)計算數(shù)據(jù)包括交流線、變壓器、發(fā)電機、負(fù)荷和直流線的數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)回存：使用“數(shù)據(jù)回存”功能，可將計算數(shù)據(jù)所做的修改存回到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中。

5．點擊“計算”按鈕，執(zhí)行定義好的作業(yè)的潮流計算，在計算過程窗口中顯示迭代過程。關(guān)閉該窗口，返回潮流計算信息窗口。

6．在文本支持窗口中，點擊“結(jié)果”菜單項，執(zhí)行“潮流”命令，計算結(jié)果輸出有圖示、報表輸出兩種方式。

四、實驗注意事項

1. 本系統(tǒng)文件請存入D ：PSASP學(xué)號 姓名潮流下；

2．嚴(yán)禁刪除或更改計算機中除上述目錄以外的一切內(nèi)容。 五、實驗報告

1．在文本方式下查看作業(yè)號1的潮流計算結(jié)果報表。報表輸出格式選擇如下： 分區(qū)輸出 單位：p.u

輸出范圍：全網(wǎng)

輸出對象：摘要信息、結(jié)果綜述、母線、交流線、兩繞組變壓器 輸出方式：輸出至文件

2．改用PQ 分解法重復(fù)計算作業(yè)1，查看計算結(jié)果，與牛頓法結(jié)果做比較。 3．對計算結(jié)果進(jìn)行分析，寫出實驗感想和小結(jié)。

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一、實驗?zāi)康?/p>

理解電力系統(tǒng)分析中短路計算的相關(guān)概念，掌握用PSASP 軟件對電力系統(tǒng)短路進(jìn)行計算的方法。

二、實驗內(nèi)容

1．PSASP 短路計算概述

電力系統(tǒng)短路的類型主要有三相短路、兩相短路、一相接地短路和兩相接地短路。在同一時刻，電力系統(tǒng)內(nèi)僅有一處發(fā)生上述某一種類型的故障，稱為簡單故障。同時有兩處或兩處以上發(fā)生故障，或在同一處同時發(fā)生兩種或兩種以上類型故障，稱為復(fù)雜故障或多重故障。

短路計算就是在某種故障下，求出流過短路點的故障電流、電壓及其分布的計算。PSASP 中提供了兩種計算短路電流的方式，一是基于潮流計算，二是不基于潮流計算。

本次實驗在潮流計算的結(jié)果基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上完成。 三、實驗步驟

1．打開PSASP 軟件編輯界面，選擇自己保存在計算機上面的潮流計算文件夾名稱，進(jìn)入文本編輯界面。

2．方案定義：基于潮流的短路計算是以某一潮流計算結(jié)果為基礎(chǔ)，因此其基礎(chǔ)方案與潮流基礎(chǔ)方案相同。不基于潮流的短路計算先要定義基礎(chǔ)方案，其定義方法同潮流計算中基礎(chǔ)方案的定義。

3．作業(yè)定義：點擊“作業(yè)”菜單項，執(zhí)行“短路”命令，定義作業(yè)。

5．報表輸出結(jié)果：點擊“結(jié)果”菜單項，執(zhí)行“短路”命令，選擇報表輸出方式。 四、實驗注意事項

1. 本系統(tǒng)文件請存入D ：PSASP學(xué)號 姓名短路下；

2．嚴(yán)禁刪除或更改計算機中除上述目錄以外的一切內(nèi)容。 五、實驗報告

1．將在PSASP 環(huán)境下對上述系統(tǒng)的計算數(shù)據(jù)用表格寫出來。報表輸出格式選擇如下： 分區(qū)輸出 單位：p.u

輸出范圍：全網(wǎng)

故障點選擇：GEN1-230、GEN2-230、GEN3-230

輸出內(nèi)容：短路電流簡表、短路電流分布系數(shù)、母線電壓、支路電流 輸出方式：輸出至文件

2．用PSASP 對教材中P191例8-4進(jìn)行各種短路計算。 3．對計算結(jié)果進(jìn)行分析，寫出實驗感想和小結(jié)。

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