电力系统综合分析
实验一 数据录入和单线图的绘制
一、 实验目的
通过输入9点系统的基础数据并绘制其单线图熟悉PSASP软件的使用，并未今后的分析提供基础数据。
二、 实验内容
1. 进入PSASP主画面
点击开始\\程序\\电力软件\\PSASP6.2\\电力系统综合分析程序，弹出PSASP封面后，按任意键，即进入PSASP主画面，在该画面中完成如下工作：
1) 指定数据目录
第一次可以通过“创建数据目录”按钮，建立新目录，以后可通过“选择数据目录”按钮，选择该目录。
2) 给定系统基准容量
在系统基准容量项中，键入该系统基准容量100MVA。建立了数据之后，该数不要轻易改动。
2. 文本方式下的数据输入
在PSASP主画面中点击“文本支持环境”按钮，进入文本支持环境。点击“数据”，下拉菜单中选择“基础数据”，下拉第二级菜单：
1) 建立母线数据
点击“母线”，弹出母线数据录入窗口，在窗口中依次录入该系统的母线数据。其中母线名和基准电压必填。该系统的母线数据如下： 母线名 基准电压 区域号 电压上限 电压下限 单项短路三项短路容量 容量 16.5000 2 18.1500 14.8500 0.0000 0.0000 发电1 18.000 1 19.800 16.2000 0.0000 0.0000 发电2 13.8000 1 15.1800 12.4200 0.0000 0.0000 发电3 GEN1-230 230.000 2 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 GEN2-230 230.000 1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 GEN3-230 230.000 1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 STNA-230 230.000 2 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 STNB-230 230.000 2 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 STNC-230 230.000 1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2) 建立交流线数据 点击“交流线”，弹出交流线数据录入窗口，在窗口中依次录入该系统的交流线的正序和零序数据： 数I测母J测母编所单正序正序正序零序零序零序据线 线 号 属位 阻抗 电抗 充电电阻 电抗 充电组 区电纳电纳域 的1/2 的1/2 常GEN1STNA-21 I标0.0100.0850.0880.0000.2550.000000 000 000 000 000 规 -230 30 测 幺 000 常STNAGEN2-22 I标0.0320.1610.1530.0000.4830.000000 000 000 000 000 规 -230 30 测 幺 000 常GEN2STNC-23 I标0.0080.0720.0740.0000.2160.000000 500 000 000 000 规 -230 30 测 幺 500 常STNC-GEN3-24 I标0.0110.1000.1040.0000.3020.00030 800 500 000 400 000 规 230 测 幺 900 常GEN3STNB-25 I标0.0390.1700.1790.0000.5100.000000 000 000 000 000 规 -230 30 测 幺 000 常STNB-GEN1-26 I标0.0170.0920.0790.0000.2760.00030 000 000 000 000 000 规 230 测 幺 000 常GEN3STNB-21I标0.0390.1700.1790.0000.5100.0001 测 幺 000 000 000 000 000 000 规 -230 30
3) 建立两绕组变压器数据
点击“两绕组变压器”，弹出两绕组变压器数据录入窗口，在窗口中依次录入变压器的正序数据和零序数据。该系统的变压器数据如下： 数据I测J测母线 编号 连接单位 正序正序电零序零序电组 母线 方式 电阻 抗 电阻 抗 常规 发电GEN1-230 7 三角标幺 0.000 0.05760 0.000 0.05760 1 形/星行接地 常规 发电GEN2-230 8 三角标幺 0.000 0.06250 0.000 0.06250 2 形/星行接地 常规 发电GEN3-230 9 三角标幺 0.000 0.05860 0.000 0.05860 3 形/星行接地 常规 发电GEN3-230 9 三角标幺 0.000 0.04500 0.000 0.0450 形/星行接地 激磁激磁变比 I测主J测主J测抽J测抽头J测最大J测最电导 电纳 抽头抽头头级位置 抽头电小抽头电压 电压 差 压 电压 0.000 0.000 1.00 16.5 230.0 1.25 9 253.00 207.00 0.000 0.000 1.00 18.0 230.0 2.5 3 241.50 218.50 0.000 0.000 1.00 13.8 230.0 2.5 3 241.50 218.50 0.000 0.000 1.00 13.8 230.0 2.5 3 241.50 218.50 4) 建立发电机及其调节器数据 点击“发电机及其调节器”，弹出发电机及其调节器数据录入窗口。首先指定母线名和潮流计算用的母线类型，然后分三页分别录入有关数据。该系统的发电机数据如下： 数据母母线单额定容量额定功有功无功母线母线电组 线类型 位 （MVA） 率（MW） 功率 功率 电压压相角 名 幅值 100.0 222.75 0.000 0.00 1.0400 0.00 V 标常规 发电1 幺 PV 100.0 172.8 1.630 1.00 1.0250 0.00 常规 发标电2 幺 PV 100.0 115.2 0.850 1.00 1.0250 0.00 常规 发标电3 幺 PV 100.0 115.2 1.300 1.00 1.0250 0.00 常规 发标电3 幺 无功无功有功上有功下限 d轴暂态d轴次负序电转子惯上限 下限 限 暂态电性时间X2Xd'抗 电抗 Xd''Tj(s)抗 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0608 0.0608 0.0608 47.28 0.00 0.00 0.00 0.1198 0.1198 0.1198 12.8 0.00 0.00 0.00 0.1813 0.1813 0.1813 6.02 0.00 0.00 0.00 0.1813 0.1813 0.1813 6.02 5) 建立负荷数据 点击“负荷”，弹出负荷数据录入窗口，其数据填写过程如下：首先指定母线名和潮流计算用的母线类型，然后分三页分别录入有关数据。该系统的负荷数据如下： 数母线名 编母单有功无功母母无无有有据号 线位 负荷 负荷 线线功功功功组 类电电上下上下型 压压限 限 限 限 幅相值 角 常STNA-2330P标1.250.500.00.00.00.00.00.03 0 0 Q 幺 0 0 0 0 0 0 0 0 STNB-230 30P标0.900.300.00.00.00.00.00.01 Q 幺 0 0 0 0 0 0 0 0 STNC-230 30P标1.000.350.00.00.00.00.00.02 Q 幺 0 0 0 0 0 0 0 0 STNB-230 30P标1.500.300.00.00.00.00.00.01 Q 幺 0 0 0 0 0 0 0 0
6) 建立区域数据
点击“区域”，弹出区域数据录入窗口，该系统分为两个区域，课依次在窗口中录入区域名。该系统的区域数据如下：
区域名 区域号 1 区域-1 2 区域-2
基础数据的录入到此完成，核对数据无误后备份建立的整个目录以及所包含的文件夹，以备后面的实验所用。 规 常规 常规 常规 实验二 潮流计算
一、 实验目的
了解电力系统分析中潮流计算的相关概念以及PSASP软件对潮流计算的计算过程，学会分析有关数据。
二、 实验内容
1. 潮流计算作业基础方案的定义
在文本环境窗口中，点击：方案定义“后，弹出方案定义窗口。在方案定义窗口中，填写方案名并点击描述按钮填写相关说明。定义方案如下： 方案名 数据组组成 说明 常规方式 常规 常规运行方式 规划方式 常规+新建 规划运行方式 2. 潮流计算作业的定义和执行 在文本环境窗口中，点击“潮流”，便可在文本方式下潮流计算信息窗口中定义作业，现定义潮流计算作业方案如下： 潮流作 计算方迭代次电压上电压下方案名 允许误差 业号 法 数上限 限 限 常规方牛顿法1 0.0001 50 1.10 0.90 式 功率式 规划方PQ分解2 0.0001 50 1.15 0.95 式 法 点击“编辑”按钮填写相关数据，点击“刷新”按钮保存数据。 点击“计算”按钮，执行作业1的潮流计算，即可在潮流计算窗口中显示迭代过程。关闭该窗口，返回潮流计算信息窗口。作业2的操作同作业1。 3. 潮流计算作业结果的输出 A. 报表输出
在文本环境窗口“结果”下拉菜单中。点击“潮流”，再点击“报表输出”按钮，完成以下设置：
1) 设置输出基本信息 选择作业号；
输出单位为有名值（KV/MW/Mvar）； 分区输出为否； 2) 选择输出范围
点击“输出范围选择”按钮，选择全网，不必再选其他项 3) 输出方式
选报表或Excel报表。
4) 选择报表输出的对象，选择变量，点击“输出”按钮，得到Excel格
区域及其联络线结果报表 作业号： 1 计算日期：2010/04/06 时间：15:10:29 单位：MW -43.054 71.787 -143.598 区域号 2 区域名 区域-2 10.173 215 80 有功发电 无功发电 有功负荷 无功负荷 有功输出 无功输出 本区母线 相联区母线 相联区号 支路号 5 2 支路类型 有功输出 无功输出 有功损耗 无功损耗 AC AC -59.598 -84 -22.364 -20.69 1.424 2.404 -30.167 -18.246 STNB-230 GEN3-230 1 STNA-230 GEN2-230 1 区域号 1 区域名 区域-1 有功发电 无功发电 有功负荷 无功负荷 有功输出 无功输出 248 17.544 100 35 147.426 -5.359 本区母线 相联区母线 相联区号 支路号 5 2 支路类型 有功输出 无功输出 有功损耗 无功损耗 AC AC 61.022 86.404 -7.803 2.444 1.424 2.404 -30.167 -18.246 GEN3-230 STNB-230 2 GEN2-230 STNA-230 2 式的报表，将报表另存到指定目录中。 作业1报表如下：
B. 图示化输出
在文本支持窗口中，点击“结果/潮流”，在点击“图示化输出”按钮，进入图示化输出窗口，再点击工具条中的“开始”按钮，弹出图示化选择窗口：
1) 母线支路图示化
在图示化选择窗口中，选择“母线支路图示化”，点击“确定”按钮，在母线支路选择窗口中完成：
a) 设置输出基本信息
选择作业号； 输出单位为标幺值 b) 选择开始母线
在类型中选择“母线”图，再到母线栏中选定一个母线：如GEN1-230.，确定退出后，即显示母线结果图如下：
双击所连接的1号线，则显示该支路结果图，如下：
2) 区域图示化
在区域选择窗口中，选中“区域图示化”，点击“确定：按钮，在区域选择窗口中完成：
a) 设置基本信息 设置作业号； 输出单位为标幺值 b) 选择开始区域
选择区域，点击“确定”按钮退出后，即显示该区域结果图如下：
实验三 短路计算
一、 实验目的
了解电力系统分析中短路计算的相关概念以及PSASP软件对短路的计算过程，学会分析有关数据。
二、 实验内容
1. 短路计算基础方案的建立
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。
短路作业号 基于潮流 潮流作业号 计算功能 说明 基于潮流作1 1 是 短路电流 业1的全网三2 是 1 短路电流 3 是 1 短路电流 4 是 2 短路电流 5 不基于潮流，基于方案“常规方式” 相短路电流计算。 基于潮流作业1的短路计算：逐个对区域1内个母线，按单相接地短路方式。 基于潮流作业1的短路计算：在线路1上距离I测50%初发生AB两相短路。 基于潮流作业2的复杂故障短路计算：在线路6靠近STNB-230母线侧单相短路接地同时三相开关跳。 不基于潮流的全网戴维南等值阻抗计算。
2. 短路计算作业的定义和执行 A. 基于潮流的短路计算作业1
在文本环境窗口中，点击“计算/短路”，便可在短路计算信息窗口中定义作业1，点击编辑，按上表填入作业信息。改作业表示以潮流作业1为基础，逐个对全网各母线，按ABC三相短路方式计算。带点击“计算”按钮，执行作业1的短路计算，弹出计算过程窗口。关闭该窗口，返回短路计算信息窗口。
短路作业2、3、4方法同1。
B. 不基于潮流的戴维南等值阻抗计算作业5
在文本环境窗口中，点击“计算/短路”，便可在短路计算信息窗口中定义作业5，该作业是不基于潮流的全网戴维南等值阻抗计算。
点击“计算”按钮，执行作业5计算，弹出计算窗口。关闭该窗口，返回短路计算信息窗口。
3. 短路计算作业结果的输出 A. 报表输出
计算结果的报表输出内容随着计算功能的不同而不同。对于短路电流计算，输出的报表内容有短路电流简表、短路电流分布系数、母线电压、支路电流、支路电压、电流及视在阻抗；对于戴维南等值阻抗计算，输出的报表内容为戴维南等值阻抗。
在文本环境窗口中，点击“结果”，下拉各种计算结果，再点击“短路”，进入报表编辑窗口完成：
1) 设置输出基本信息 作业号“分别为1~5； 分区输出：否；
单位：标幺值（p.u.）。 2) 选择故障点
点击“故障点选择”按钮，弹出故障点选择窗口，根据短路计算定义的内容选择故障点。
3) 选择输出范围
点击“输出范围选择”按钮，弹出输出范围选择窗口，选中全网，则不必再选其他项。
4) 选择输出范围 所选输出内容如下： a) 短路电流简表 b) 短路电流分布系数 c) 母线电压
选中后，点击其后的“选择”按钮，在母线电压变量选择窗口中选择固定表1，点击“确定”按钮，确认后，返回原窗口。则母线电压的输出变量为：
A相电压幅值 A相电压相角 B相电压幅值 B相电压相角 C相电压幅值 C相电压相角
以下各报表的变量选择过程与母线电压相同。 d) 支路电流
选择支路电流的输出变量为： 正序电流幅值 正序电流相角 5) 选择输出模式 选择Excel。 6) 输出
选定短路计算作业、故障点、输出范围、输出内容和输出方式之后，点击“输出”按钮，即可输出Excel报表。 三、 实验结果
作业号1
短路点及其支路结果报表
短路作业号：1
短路计算日期：2010/04/09 时间:16:34:47
单位： 电流幅值( p.u. ) 短路容量(MVA) 阻抗幅值( p.u. ) 角度(deg.)
Z0K 10000 Z0K 10000 10000 10000 故障母线 GEN1-230 相连母线 支路号 SK1 1363.148 SK1 217.83 267.497 884.037 Z1K 0.0759 Z1K 0.4752 0.387 0.1171 Z1S 0.0759 Z1S 0.0902 0.0943 0.2133 故障类型： ABC三相短路
SK0 0 SK0 0 0 0 Z0S 10000 Z0S 10000 10000 10000 STNA-230 1 STNB-230 6 发电1 7 故障母线 SK1 902.739 SK1 572.728 334.758 Z1K 0.1113 Z1K 0.1754 0.3001 Z1S 0.1113 Z1S 0.3001 0.1754 SK0 0 SK0 0 0 Z0K 10000 Z0K 10000 10000 Z0S 10000 Z0S 10000 10000 STNA-230 相连母线 GEN1-230 GEN2-230 支路号 1 2
故障母线 GEN2-230 相连母线
支路号
SK1 1104.76 SK1 290.197 253.01 571.339
Z1K 0.0933 Z1K 0.355 0.4072 0.1803
Z1S 0.0933 Z1S 0.1261 0.1204 0.1897
SK0 0 SK0 0 0 0
Z0K 10000 Z0K 10000 10000 10000
Z0S 10000 Z0S 10000 10000 10000 STNC-230 3 STNA-230 2 发电2 8
故障母线
SK1 909.621 SK1 500.451 410.415
Z1K 0.1125 Z1K 0.2045 0.2494
Z1S 0.1125 Z1S 0.2494 0.2045
SK0 0 SK0 0 0
Z0K 10000 Z0K 10000 10000
Z0S 10000 Z0S 10000 10000 STNC-230 相连母线 GEN2-230 GEN3-230 支路号 3 4 故障母线 GEN3-230 相连母线 支路号 SK1 1042.898 SK1 Z1K 0.1001 Z1K Z1S 0.1001 Z1S SK0 0 SK0 Z0K 10000 Z0K Z0S 10000 Z0S STNB-230 5 STNB-230 11 STNC-230 4 发电3 9 167.283 167.283 300.976 408.472
0.6244 0.6244 0.347 0.2557
0.1192 0.1192 0.1407 0.1645
0 0 0 0
10000 10000 10000 10000
10000 10000 10000 10000
故障母线
SK1 943.522 SK1 211.433 211.433 522.612
Z1K 0.11 Z1K 0.4909 0.4909 0.1986
Z1S 0.11 Z1S 0.1416 0.1416 0.2455
SK0 0 SK0 0 0 0
Z0K 10000 Z0K 10000 10000 10000
Z0S 10000 Z0S 10000 10000 10000 STNB-230 相连母线 GEN3-230 GEN3-230 GEN1-230 支路号 5 11 6
故障母线 发电1 相连母线 GEN1-230
支路号 7
SK1 2102.136 SK1 382.52
Z1K 0.0495 Z1K 0.2719
Z1S 0.0495 Z1S 0.0604
SK0 0 SK0 0
Z0K 10000 Z0K 10000
Z0S 10000 Z0S 10000
故障母线 发电2 相连母线 GEN2-230
支路号 8
SK1 1263.662 SK1 410.323
Z1K 0.0811 Z1K 0.2498
Z1S 0.0811 Z1S 0.1179
SK0 0 SK0 0
Z0K 10000 Z0K 10000
Z0S 10000 Z0S 10000
故障母线 发电3 相连母线 GEN3-230
支路号 9
SK1 1013.581 SK1 475.064
Z1K 0.1011 Z1K 0.2158
Z1S 0.1011 Z1S 0.1896
SK0 0 SK0 0
Z0K 10000 Z0K 10000
Z0S 10000 Z0S 10000 作业号2
短路点及其支路结果报表
短路作业号：2
短路计算日期：2010/04/09 时间:16:34:43
单位： 电流幅值( p.u. ) 短路容量(MVA) 阻抗幅值( p.u. ) 角度(deg.)
故障类型： A相短路接地
故障母线 GEN2-230 相连母线 支路号 3 2 8 SK1 461.732 SK1 137.22 125.06 261.093 Z1K 0.0933 Z1K 0.3138 0.3443 0.1649 Z1S 0.0933 Z1S 0.1248 0.1203 0.1642 SK0 461.732 SK0 29.657 31.478 0 Z0K 0.0542 Z0K 0.8442 0.7954 10000 Z0S 0.0542 Z0S 0.0579 0.0582 0.0542 STNC-230 STNA-230 发电2 故障母线 STNC-230 相连母线 支路号 3 4 SK1 250.915 SK1 157.136 134.715 Z1K 0.1125 Z1K 0.1797 0.2096 Z1S 0.1125 Z1S 0.2215 0.2427 SK0 250.915 SK0 99.513 151.403 Z0K 0.2148 Z0K 0.5415 0.3559 Z0S 0.2148 Z0S 0.3559 0.5415 GEN2-230 GEN3-230
故障母线 GEN3-230 相连母线
支路号 5 11 4 9
SK1 451.992 SK1 87.256 87.256 125.515 167.423
Z1K 0.1001 Z1K 0.5188 0.5188 0.3606 0.2704
Z1S 0.1001 Z1S 0.1227 0.1227 0.1386 0.152
SK0 451.992 SK0 19.283 19.283 26.681 0
Z0K 0.0501 Z0K 1.1753 1.1753 0.8494 10000
Z0S 0.0501 Z0S 0.0524 0.0524 0.0533 0.0501 STNB-230 STNB-230 STNC-230 发电3
故障母线 发电2
支路号 8
SK1 0
Z1K 10000 Z1K 1000
Z1S 10000 Z1S 1000
SK0 0 SK0 0
Z0K 10000 Z0K 1000
Z0S 10000 Z0S 10000 相连母线 GEN2-230 SK1 159.027 0 0 0
故障母线 发电3
支路号 9
SK1 0
Z1K 10000 Z1K 10000
Z1S 10000 Z1S 10000
SK0 0 SK0 0
Z0K 10000 Z0K 10000
Z0S 10000 Z0S 10000 相连母线 SK1 88.622 GEN3-230 作业号3
短路点及其支路结果报表
短路作业号：3
短路计算日期：2010/04/09 时间:16:35:40
单位： 电流幅值( p.u. ) 短路容量(MVA) 阻抗幅值( p.u. ) 角度(deg.)
Z1S 0.1113 Z1S 0.3313 0.1769 SK0 0 SK0 0 0
Z0K 10000 Z0K 10000 10000
故障母线 STNA-230 相连母线 GEN1-230 GEN2-230
支路号 1 2
SK1 533.013 SK1 354.175 210.599
Z1K 0.1113 Z1K 0.1675 0.2817 故障类型： AB两相短路
Z0S 10000 Z0S 10000 10000
作业号4
母线电压结果报告
短路作业号：4
短路计算日期：2010/04/09 时间:16:38:08 单位：幅值( p.u. ) 角度(deg.)
故障母线：T_Start: 0.200 STNB-230
故障方式
I侧母线 J侧母线 编号 % 新增母线 A B C 短路 接地 断线 接入时间(s) 退出时间(s) STNB-230 GEN1-230 6 10 Y Y Y N N Y 0.20000 10.00000
母线名 GEN1-230 GEN2-230 GEN3-230 STNA-230 STNB-230 STNC-230 发电1 发电2 发电3 A相电压幅值 1.0256 1.025 1.0362 0.9966 1.0256 1.0173 1.035 1.0218 1.0191 A相电压相角 357.66 2.74 0.48 355.66 357.66 359.56 359.93 8.22 3.03 B相电压幅值 1.0256 1.025 1.0362 0.9966 1.0256 1.0173 1.035 1.0218 1.0191 B相电压相角 237.66 242.74 240.48 235.66 237.66 239.56 239.93 248.22 243.03 C相电压幅值 1.0256 1.025 1.0362 0.9966 1.0256 1.0173 1.035 1.0218 1.0191 C相电压相角 117.66 122.74 120.48 115.66 117.66 119.56 119.93 128.22 123.03
实验四 暂态稳定
一、 实验目的
了解电力系统暂态稳定的相关概念，学习根据相对功角判断系统的稳定性。
二、 实验内容
暂态稳定基础方案及其数据组构成如下： 潮流作业号 方案名 数据组 方案解释 2 规划方式 常规+新建 在文本环境窗口中，点击“计算/暂态稳定”便可在再谈稳定计算信息窗口中定义作业1。 1. 设置网络故障
选中“网络故障”，点击其后的“编辑”按钮，弹出暂态稳定网络故障数据窗口，在该窗口中，录入和编辑故障数据如下： 编位新ABC接短断接退接接I侧母线 J侧母线 号 置增相 相 相 地 路 线 入出入入作业号 1 GEN2-230 STNC-230 3 % 母线 50 T T T T T F 表4-1 时间 0.1 时电电间 阻 抗 0.2 0 0 2. 选择输出信息
点击输出信息栏中的“选择”按钮，弹出暂态稳定输出选择窗口，在该窗口中完成：
1) 选中“自动分析”
2) 选中“发电机功角”，选择发电1-发电2，选择发电2-发电3，选择
发电1-发电3。 3) 选中“母线电压”，选择STNA-230，STNVB-230，GEN2-230，GEN3-230。 4) 以上选项都选择为监视。 3. 执行计算
点击“计算”按钮，执行作业1的暂态稳定计算并在暂态稳定计算监视窗口中显示 计算的动态监视曲线。关闭该窗口，返回暂态稳定计算信息窗口。
曲线如下：
4. 暂态稳定计算结果的输出
在文本环境窗口中，点击“结果/暂态稳定”，弹出暂态稳定计算结果输出窗口，选择发电机功角分析输出，将功角图保存下来。
5. 分别将表4-1的退出时间改变为0.3，0.4，0.5，1.0，10。保存数据重新
进行计算，并保存得到的功角图。
①当退出时间改为0.3时，所得计算结果如下：
②当退出时间改为0.4时，计算结果如下：
③当退出时间为0.5时，所得计算结果为：
④当退出时间为1.0时，所得计算结果为：
⑤当退出时间为10时，所得计算结果为：
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