1、摘要1潮流計算簡介1.1潮流計算簡介2課題內(nèi)容目的及要求2.1課程設計的目的2.2課程設計的要求2.3課題及相關技術參數(shù)3 PSCAD軟件介紹及應用3.1 PSCAD簡介及說明3.2 PSCAD設計優(yōu)點4系統(tǒng)調試與仿真4.1仿真調試總結I112222333448參考文獻摘要電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效，無污染，使用方便，易于控制的電能得到廣泛應 用，推動了社會生產(chǎn)各個領域的發(fā)展，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術革命。 潮流計算是電力系統(tǒng)最基本最常用的計算。 根據(jù)系統(tǒng)給定的運行條件，網(wǎng)絡接線 及元件參數(shù)，通過潮流計算可以確定各母線的電壓幅值和相角， 各元件流過的功 率，整個系統(tǒng)的功率損耗。潮流計算是實

2、現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟發(fā)供電的必要手段 和重要工作環(huán)節(jié)。因此，潮流計算在電力系統(tǒng)的規(guī)劃計算，生產(chǎn)運行，調度管理 及科學計算中都有著廣泛的應用。 對于正在規(guī)劃的電力系統(tǒng)，通過潮流計算，可 以為選擇電網(wǎng)供電方案和電氣設備提供依據(jù)。 潮流計算還可以為繼電保護和自動 裝置定整計算、電力系統(tǒng)故障計算和穩(wěn)定計算等提供原始數(shù)據(jù)。關鍵詞：電力系統(tǒng)；潮流計算；PSCAD軟件1潮流計算簡介1.1潮流計算簡介潮流計算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基本的計算，指在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡拓 撲、元件參數(shù)和發(fā)電、負荷參量條件下，計算有功功率、無功功率及電壓在電力 網(wǎng)中的分布。潮流計算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結構、 參數(shù)和發(fā)電機、負荷等元件的運

3、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)絡的功率損耗等。在電力系統(tǒng)運行和規(guī)劃中，都需要研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行情況，確定電力系 統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)。給定電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構、參數(shù)和決定電力系統(tǒng)運行狀況的 邊界條件，確定電力系統(tǒng)運行的方法之一是朝流計算。從數(shù)學上說：朝流計算是要求解一組有潮流方程描述的非線性方程組。電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)分析中最重要最基本的計算，是電力運行、規(guī)劃以及安全性、可靠性分析和優(yōu)化的基礎，也是各種電磁暫

4、態(tài)和機電暫態(tài)分析的基礎和出 發(fā)點。電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)最基本的計算，也是最重要的計算。所謂潮 流計算，就是已知電網(wǎng)的接線方式與參數(shù)及運行條件， 計算電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行各 母線電壓、個支路電流與功率及網(wǎng)損。對于正在運行的電力系統(tǒng)，通過潮流計算 可以判斷電網(wǎng)母線電壓、支路電流和功率是否越限，如果有越限，就應采取措施， 調整運行方式。對于正在規(guī)劃的電力系統(tǒng)，通過潮流計算，可以為選擇電網(wǎng)供電 方案和電氣設備提供依據(jù)。潮流計算還可以為繼電保護和自動裝置定整計算、電力系統(tǒng)故障計算和穩(wěn)定 計算等提供原始數(shù)據(jù)。此外，在進行電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)穩(wěn)定計算時， 要利用潮 流計算的結果作為其計算的基礎；一些故障分析

5、以及優(yōu)化計算也需要有相應的潮 流計算作配合；潮流計算往往成為上述計算程序的一個重要組成部分。 以上這些， 主要是在系統(tǒng)規(guī)劃設計及運行方式安排中的應用，屆于離線計算范疇。隨著現(xiàn)代 化的調度中心的建立，為了對電力系統(tǒng)進行實時安全監(jiān)控， 需要根據(jù)實時數(shù)據(jù)庫 所提供的信息。圖2.1簡單電力系統(tǒng)2課題內(nèi)容目的及要求2.1課程設計的目的(1)掌握電力系統(tǒng)潮流計算的基本原理。(2)掌握并能熟練運用PSCAD/MATLAB仿真軟件(3)采用PSCAD/MATLAB軟件，做出系統(tǒng)接線圖的潮流計算仿真結果。2.2課程設計的要求本次課程設計主要是為了掌握電力系統(tǒng)潮流計算的基本原理和熟練運用PSCAD仿真軟件。課程設

6、計的具體要求如下：(1)熟悉PSCAD/MATLAB軟件(2)編寫潮流計算流程圖(3)建立系統(tǒng)接線圖的仿真過程(4)得出仿真結果2.3課題及相關技術參數(shù)在圖2.1所示的簡單電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)節(jié)點1為PV節(jié)點，節(jié)點2為平衡 節(jié)點，其余為PQ節(jié)點，已給定網(wǎng)絡歌元件參數(shù)的標幺值如圖。 輸電線路電壓等 級為220KV，收斂系數(shù)8 =0.00001計算各個母線上的潮流分布。所有數(shù)據(jù)均為標幺值，系統(tǒng)基準值SYSBASE:100KVS；=Q,22 + 7 0.14I-rm 3Z24= 0J64- yO.8y= /0J5Z23=O.O8+jQA y= j0.04Z35=0J5 + J0.6y= j0,02Gen

7、 2g =L05Gen匕=0.35= 1.07； =l:L05*zn= J0.5 s4=0.5 + 0.063 PSCAD軟件介紹及應用3.1 PSCA D簡介及說明PSCAD是一種有效的用戶圖形界面，能夠顯著地提高電力系統(tǒng)電磁瞬時模 擬研究的效率。利用PSCAD家族的軟件工具，使得電力系統(tǒng)工程帥能夠充分利 用現(xiàn)代微機工作站的資源，更為有效地使用馬尼托巴高壓直流研究中心的EMTDC瞬時模擬軟件。該族軟件還可作為該中心的實時數(shù)字模擬器（RTDS） 的用戶界面。PSCAD由下述軟件模塊構成：檔管理系統(tǒng)、建模（DRAFT）模塊、架空線（T-LINE）和電纜（CABLE）模塊、運行（RUN TIME）

8、模塊、單曲線繪圖 （UNIPLOT）和多曲線繪圖（MULTIPLOT）模塊。PSCAD/EMTDC在時間域描述和求解完整的電力系統(tǒng)及其控制的微分方 程 （包括電磁和機電兩個系統(tǒng)）。這一類的模擬工具不同丁潮流和暫態(tài)視定的模擬 工具。后者是用穩(wěn)態(tài)解去描述電路（即電磁過程）。但是在解電機的機械動態(tài)（即 轉動慣量）微分方程。PSCAD/EMTDC的結果是作為時間的即時值被求解。但 通過內(nèi)置的轉換器和測量功能 （象實有效值表計或者快速育里葉變換頻譜分析 等）。這些結果能被轉換為欠量的幅值和相角。實際系統(tǒng)的測量能夠通過很多途徑來完成。由丁潮流和穩(wěn)定的程序是通過穩(wěn) 定方程來代表它們只能基頻段幅值和相位。因此

9、PSCAD的模擬結果能夠產(chǎn)生電力系統(tǒng)所有頻率的相應限制僅在丁用戶自己選擇的時間步長。這種時間步長可以在毫秒到秒之間變化。3.2 PSCAD設計優(yōu)點基丁以上簡單說明我們可以了解到PSCAD是電力專業(yè)十分有用的仿真軟 件。我們組的課題系統(tǒng)節(jié)點較多，傳統(tǒng)的手工計算顯然不切實際。丁是要尋找一 種簡單科學的計算方法來替代傳統(tǒng)的手工計算，從而提高計算效率。因此利用PSCAD仿真運行出結果就成了本次課程設計最為關鍵的一個環(huán)節(jié)。利用PSCAD對IEEE14節(jié)點系統(tǒng)進行的仿真可以快速準確得出各母線上的潮流分 布及系統(tǒng)的其他運行狀態(tài)輸出顯示快速、明了。圖4.1仿真圖4系統(tǒng)調試與仿真4.1仿真調試A重蚤一二 .6H

10、sol 更一鹵 eL吾室/t-110 04 uFxs圖4.3母線上2上有功功率分布輸出顯示如圖4.2所示，點擊最右邊放大圖標可以查看各節(jié)點參數(shù)分布情況。圖4.2輸出端顯示圖點擊最左邊任意正弦圖標，對應顯示相關輸出，下面幾張圖分別為母線上2、4的有功功率分布（圖4.3和圖4.6）,無功功率分布（圖4.4和4.7）,電壓分 布（圖4.5和圖4.6）。ts24p_1圖4.6母線上4有功功率分布圖4.4母線上2上無功功率分布圖4.5母線上2上電壓分布s24v 12D.0 -15.0 -10.0 -5.0 -00-5 0 -*10 0 -15.0 -*20.0 -25 0 - 25.0 -圖4.7母線上

11、4上無功功率分布圖4.8母線上4上電壓分布從上面幾張圖中可以看出有功和無功開始有些波動，最后趨丁穩(wěn)定，波形近 似一條直線。在仿真過程開始，我們遇到了一些問題，比如編譯時提示有錯誤，我們通 過錯誤提示找到問題所在，將信號標簽和圖對應好，同過更改信號標簽，最后實 現(xiàn)了仿真。而且我們在仿真過程中也應該注意元件要選用給定的參數(shù)。在本次潮流計算的設計中，我收獲很大，這次的學習讓我更好的掌握了潮流 計算的相關原理及計算步驟。通過本次的課題，我深深感受到了從前學習的知識 還相當淺顯，課堂上我們學習的潮流計算只是非常簡單的原理和公式。由于我們是初次接觸到課程設計要使用的專業(yè)軟件PSCAD,而且這個軟件的相關教程基 本都是英文的，所以仿真對于我們來說還是很有難度的。 因此為了完成此次課程 設計，我把教材相關意節(jié)乂看了幾遍，在圖書館和網(wǎng)上查閱了相關文獻資料， 并 和我們組的同學進行了討論。通過這次課程設計，我們看到了實踐與理論的差距， 更讓我們體會到了理論與實踐相結合的重要性， 使我得到了一次用專業(yè)知識、專 業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。 使我在潮流計算技巧的掌握方面都能向 前邁了一大步。最后感謝老師