电力系统分析实验指导书
一、实验目的了解PSASP 的基础数据库以及用PSASP 进行电力系统各种计算的方法。二、PSASP 概述PSASP (Power System Analysis Software Package)
一、实验目的
了解PSASP 的基础数据库以及用PSASP 进行电力系统各种计算的方法。
二、PSASP 概述
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。 第三层是计算结果库和分析工具，执行各种分析计算后，即生成相应的结果数据库，以便进一步采用不同的手段进行分析。
2．PSASP 计算流程
PSASP 计算的流程和结构如下图所示：
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各种计算公共部分
图中，虚线以上是各种计算(潮流、暂态稳定、短路等) 的公共部分，即基础数据准备。可通过文本和图形两种方式建立和编辑，最终生成可供各种计算分析的电网基础数据库。虚线以下为各种计算特有的部分。其中需要用户参与的有两部分：
其一是计算作业的定义。确定电网的结构，运行方式及计算的控制(计算方法，迭代误差、控制功能的投入等) 。这里有文本和图形两种方式支持。
其二是计算结果的编辑和输出。即选择输出的范围和内容，这里有文本和图形两种方式： 文本方式是生成报表、报表文件和简单图示；
图形方式是在单线图上直接标识。
三、PSASP 的电网基础数据库
1．电网数据分类
PSASP 中根据物理特性和计算需要将数据分为四类：
（1）基础数据：基于物理特性的电力系统元件库及元件公用参数库，是电力系统分析计算的基础数据，这些数据比较稳定，且与执行什么计算无关。
（2）计算数据：根据不同计算的需要，与计算密切相关的数据。如：暂态稳定计算所需的控制信息，故障信息，这部分数据多是些临时性的控制信息数据，需要不断地调整和修改。
（3）结果数据：各种计算结果的数据，这些数据与执行什么计算相关。
（4）用户自定义模型数据：作为扩充PSASP 功能的用户自定义(UD)模型及其参数库。这部分虽与执行什么计算有关，如有潮流计算的UD 模型和暂稳计算的UD 模型之分，但它一次建好，可为多个电网所使用，因此是非常稳定的。
2．基础数据的内容
电网基础数据库是支持PSASP 各种计算的公用数据库，分为基本元件库和元件公用参数库，由这两个库共同完成电力系统各元件的数据描述。每个数据库按元件不同又设置了若干个数据表。
（1）基本元件数据库
该库主要存放输电线、变压器，一次设备(发电机、负荷、直流、静补) 和二次装置(调压器、调速器，PSS 等) 等系统元件的数据。
（2）元件公用参数数据库
在基本元件数据库中，其中有些元件，如：发电机及调节器(调压，调速，PSS) 、负荷、静补、直流等存在着不同的记录中含有相同数据的情况。因此，把相同的数据抽出来，作为公用参数库，这样系统各种元件(如发电机) 的参数，只需填写一个参数组号，就可共享参数库中的相应参数，从而
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四、PSASP 的使用方法（以短路计算为例）
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。
（1）文本支持环境
点击“数据”菜单项，执行“基础数据”和
“公用参数”命令，可依次输入各电网元件的参数。
（2）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。
（1）文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“方案定义”命令。
（2）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。
（1）文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“数据检查”命令。
（2）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。
（1）文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“短路”命令。
（2）图形支持环境：“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“短路”命令。
5．执行计算
（1）文本支持环境：在上述“短路计算信息”窗口，完成作业定义之后，点击“计算”按钮即可。
（2）图形支持环境：运行模式”下，
a. 点击“视图”菜单项，执行“短路”命令，选择作业；
b. 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令，执行计算；
c. 点击“格式”菜单项，执行“短路结果”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。
（1）文本支持环境：点击“结果”菜单项，执行“短路”命令。
（2）图形支持环境：“运行模式”下，点击“报表”菜单项，执行“短路”命令。
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一、实验目的
理解电力系统分析中潮流计算的相关概念，掌握用PSASP 软件对电力系统潮流进行计算的方法。
二、实验内容
1．PSASP 潮流计算概述
潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
以一个下图所示9节点系统为例，计算其在常规、规划两种运行方式下的潮流。规划运行方式即在常规运行方式下，其中接于一条母线（STNB-230）处的负荷增加，对原有电网进行改造后的运行方式，具体方法为：在母线GEN3-230和STNB-230
之间增加一回输电线，增加发电机3的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示。
三、实验步骤
1．双击PSASP 图标，弹出
PSASP 封面后，按任意键，即进入PSASP 主画面：
在该画面中，点击“创建”按钮，建立新目录，如：C:CLJS。以后可通过“选择”按钮，选择该目
录。在系统基准容量项中，键入该系统基准容量，如100MV A 。
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在PSASP 主画面中，点击“图形支持环境”按钮，进入图形支持环境，再点击“编辑模式”按钮，即进入系统单线图编辑窗口，分别录入系统母线、交流线、变压器、发电机和负荷的数据，以下以变压器为例：
注意：变压器是发I 侧为标准侧， I 、J 侧互换后，变压器的等效π型等值电路不同，故其I 、J 侧不能互换。
3．在文本环境窗口中点击“计算”下拉菜单中的“方案定义”或在图形支持的运行模式窗口中点击“作业”下拉菜单中的“方案定义”，弹出方案定义窗口。
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在文本和图形环境下均可以定义不同的潮流计算作业，每一作业需给定一个作业号。
点击作业页上的“刷新”按钮，按作业定义从基础数据库中重新抽取数据，以刷新该潮流作业计算数据；点击“删除”按钮，可删除该潮流作业；点击“编辑...”按钮，激活以下的数据栏，可进一步给出该潮流作业所包含的其它内容。
计算方法数据栏要选择计算方法及给定迭代时允许误差及迭代次数上限，在PSASP 时，提供了5种计算方法：① PQ分解法；② 牛顿法(功率式) ；③ 最佳乘子法；④ 牛顿法(电流式) ；⑤ PQ-牛顿法(功率式) ，在计算时可根据实际系统特性选择合适的算法。
数据修改：当选择或定义了一个作业之后，便生成了该作业的计算数据。可以仅对计算数据进行调整和修改，而不影响基础数据。潮流计算的作业计算数据包括交流线、变压器、发电机、负荷和直流线的数据
数据回存：使用“数据回存”功能，可将计算数据所做的修改存回到基础数据中。
5．点击“计算”按钮，执行定义好的作业的潮流计算，在计算过程窗口中显示迭代过程。关闭该窗口，返回潮流计算信息窗口。
6．在文本支持窗口中，点击“结果”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、实验注意事项
1. 本系统文件请存入D ：PSASP学号 姓名潮流下；
2．严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。 五、实验报告
1．在文本方式下查看作业号1的潮流计算结果报表。报表输出格式选择如下： 分区输出 单位：p.u
输出范围：全网
输出对象：摘要信息、结果综述、母线、交流线、两绕组变压器 输出方式：输出至文件
2．改用PQ 分解法重复计算作业1，查看计算结果，与牛顿法结果做比较。 3．对计算结果进行分析，写出实验感想和小结。
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一、实验目的
理解电力系统分析中短路计算的相关概念，掌握用PSASP 软件对电力系统短路进行计算的方法。
二、实验内容
1．PSASP 短路计算概述
电力系统短路的类型主要有三相短路、两相短路、一相接地短路和两相接地短路。在同一时刻，电力系统内仅有一处发生上述某一种类型的故障，称为简单故障。同时有两处或两处以上发生故障，或在同一处同时发生两种或两种以上类型故障，称为复杂故障或多重故障。
短路计算就是在某种故障下，求出流过短路点的故障电流、电压及其分布的计算。PSASP 中提供了两种计算短路电流的方式，一是基于潮流计算，二是不基于潮流计算。
本次实验在潮流计算的结果基础数据上完成。 三、实验步骤
1．打开PSASP 软件编辑界面，选择自己保存在计算机上面的潮流计算文件夹名称，进入文本编辑界面。
2．方案定义：基于潮流的短路计算是以某一潮流计算结果为基础，因此其基础方案与潮流基础方案相同。不基于潮流的短路计算先要定义基础方案，其定义方法同潮流计算中基础方案的定义。
3．作业定义：点击“作业”菜单项，执行“短路”命令，定义作业。
5．报表输出结果：点击“结果”菜单项，执行“短路”命令，选择报表输出方式。 四、实验注意事项
1. 本系统文件请存入D ：PSASP学号 姓名短路下；
2．严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。 五、实验报告
1．将在PSASP 环境下对上述系统的计算数据用表格写出来。报表输出格式选择如下： 分区输出 单位：p.u
输出范围：全网
故障点选择：GEN1-230、GEN2-230、GEN3-230
输出内容：短路电流简表、短路电流分布系数、母线电压、支路电流 输出方式：输出至文件
2．用PSASP 对教材中P191例8-4进行各种短路计算。 3．对计算结果进行分析，写出实验感想和小结。
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