PSASP和PowerFactory变压器模型的对比

电力系统分析综合程序PSASP(power system analysis software package)和PowerFactory是目前广泛采用的电力系统分析软件,也是重庆大学电气工程学院"电力系统稳态分析"课程的实验教学工具软件。然而学生在实验中发现,对于同一算例,两个软件的潮流计算结果并不一致。分析表明,结果不一致的原因在于两个软件所用变压器模型存在差异。为此,本文从变压器参数计算方法、对励磁支路的处理等方面,对PSASP和PowerFactory的双绕组/三绕组变压器模型进行对比分析,并提出使两个软件潮流结果差异尽可能小的参数及控制选项设置方法。本文用两个简单算例验证了对比分析结果的有效性。

基于PSASP的光伏接入系统容量及位置的分析研究

对光伏接入系统的位置和容量进行分析和研究,可以起到提升系统运行的安全性和稳定性的作用。建立光伏接入容量及位置的优化模型,采用静态N-1对系统安全分析,考虑系统网损的变化情况,分析了多故障情况下电网的安全性和稳定性,并针对系统的实际情况,给出了改善系统稳定性的相应措施。通过电力系统分析综合程序(PSASP)搭建了IEEE 39节点标准系统仿真模型,仿真结果验证了所提措施的正确性和有效性。

基于PSASP的UPFC潮流控制建模与仿真

为了将统一潮流控制器UPFC(unified power flow controlle)r嵌入到商业软件中,采用节点注入电流法建立了UPFC的潮流控制模型。该模型通过控制UPFC串联侧节点的注入电流和并联侧节点的无功注入电流来控制线路潮流和UPFC接入点母线电压,其中,串联侧节点的注入电流通过功率目标方程直接求取,并联侧节点的无功注入电流通过引入被控母线电压的参考值与实际值的偏差求得。基于电力系统分析综合程序PSASP(power system analysis software package)进行了算例研究,结果表明所建模型能有效实现UPFC的潮流控制作用,且具有较快的潮流追踪速度和较高的收敛精度。对其他FACTS(flexible AC transmission system)器件的控制建模具有一定的参考价值。

通用储能系统数学模型及其PSASP建模研究

随着光伏、风能发电等并网发电容量的不断增加,储能系统作为平抑功率波动的重要手段被广泛关注。研究合理的储能系统配置,改善系统暂态响应,成为增强电网对新能源发电接纳能力的重要技术手段。为研究不同储能系统对电网机电暂态响应的影响,提出了一种适用于电力系统机电暂态计算的通用储能系统模型。该模型可以体现储能系统响应时延、充放电功率限制、储能容量限制等储能系统特性参数。通过电力系统综合分析软件PSASP的用户自定义模型UD模块进行自定义建模仿真,分析验证了该模型的有效性,并对算例系统中光伏发电出力变化对弱电网的系统频率造成的影响进行了仿真分析,并提出了储能系统配置的相关建议。

基于PSASP短路计算的区域电网等值方法

使用PSCAD/EMTDC软件对大型区域电网的局部线路和附近区域进行电磁暂态分析,需要将区域电网分为内部网络和外部网络2部分,对外部网络进行等值简化。传统的网络等值方法需要建立被等值系统的节点导纳矩阵,通过高斯消元法化简网络,计算工作量巨大。为此提出了基于PSASP短路计算的区域电网等值方法。通过全部边界节点的同时短路获得注入电流源参数。然后采用边界节点逐一短路,获得与边界节点数目相同的节点电压方程组,联立求解出节点导纳矩阵。新方法直接求解边界节点对应参数,计算量小。含特高压线路的大型区域电网仿真分析表明,PSASP原网络和PSCAD/EMTDC等值网络的短路电流基本一致,验证了等值方法正确性。最后分析比较了新方法与传统的静态等值方法,探讨了新方法的适用范围。

基于PSASP的核反应堆数学模型及其动态响应特性

根据核反应物理原理推导出了核反应堆数学模型,包括中子动力学模型、燃料和冷却剂温度模型2个部分。在PSASP环境下对核反应堆进行了建模和仿真计算。仿真结果表明,由于温度效应和中毒效应的存在,核反应堆对反应性阶跃扰动和冷线温度阶跃扰动有一定的自稳定性,该特性满足核反应堆在设计时的目标。今后可将上述模型与核电站其他部分模型在PSASP内整体封装,以便进行电力系统动态分析。

基于PSASP自定义模型的核电机组动态响应仿真

根据压水堆核电厂物理过程的热工水力学分析和能量转化与传递规律,在电力系统分析综合程序(PSASP)中建立了适用于核电厂内部动态和电力系统暂态稳定计算的压水堆核电厂的集总参数模型。仿真分析了核电机组的功率调节特性,包括自稳定性、自调节性和功率调节系统作用下的功率阶跃和线性升降特性等。结果表明,由于负温度效应,压水堆具有自稳定性和自调节性,可承受一定的外部干扰和至少10%Pn的功率阶跃;在功率调节系统作用下,核电机组的功率调节速率可达到5%Pn/min,能满足电网调峰的要求。

基于PSASP的并网风电场潮流分析

一般风电场系统潮流计算是在常规PQ模型的基础上设功率因数恒定。通过建立风电场稳态分析模型,结合常规PQ模型,提出采用异步发电机等值电路计算滑差和无功功率的新方法。在电力系统分析综合程序PSASP 6.28环境下,利用两种方法对包含风电场的电力系统潮流进行计算。仿真结果的比较表明了新方法计算量较小、收敛性较好,是可行的。其他新能源发电形式也可以通过这种方式融入PASAP的潮流计算中进行分析,具有很大的实用性。

基于PSASP的分时段无功考核方法的仿真分析与应用研究

提出了一种分时段无功考核新方法,以用户月平均功率因数作为考核对象,分别考核用户在峰时段、平时段和谷时段的平均功率因数,且考核标准也相应地有所不同。为了验证这种新方法对电力系统运行的影响,以部分实际用户为对象,利用电力系统分析综合程序建立仿真网络,根据用户的月用电总量、最大利用小时数和功率因数求出用户的有功功率和无功功率,然后计算网络在原考核标准和新的考核标准下的潮流分布,结果表明该方法可以提高电压质量,降低电网功率损耗,并且当用户功率因数越差时,考核标准越高,影响就越明显。最后根据现有用户无功补偿情况提出了新考核方法应用的硬件改造和投资方案。

基于PSASP的潮流计算及其应用

研究了常规潮流计算与最优潮流计算的理论和区别,利用电力系统分析综合程序(PSASP),以山西长治电网为例,进行潮流计算及静态安全分析。潮流计算的结果表明,发电功率与负荷需求基本达到供需平衡,各节点处的电压也符合要求;静态安全分析的结果表明,无故障断开某些线路时,将引起某些线路过载及电压降低,不能满足运行要求。通过对实际电网采用PSASP软件进行潮流计算及静态安全分析,证明PSASP能够较好地分析实际电网的潮流分布和负荷情况,能够满足电力系统运行分析与规划的数字仿真需要,从而保证电网的安全稳定运行。

基于PSASP的分散式风电并网模式

基于分散式风电并网,提出3种并网模式,即通过35 k V专线接入110 k V变电站35 k V母线侧(模式1);通过35 k V专线接入35 k V变电站35 k V母线侧(模式2);分散式风电T接入35 k V线路(模式3)。利用电力系统综合分析程序(PSASP)软件搭建了一个实际配电网的电网模型,并分别就这3种并网模式进行仿真研究。通过对分散式风电并网对电网带来的潮流分布、短路电流变化和网损影响的研究,表明3种分散式风电并网模式都是可行的方案,得到并网模式1对并网变电站潮流流向和电压质量的影响最小,对短路电流改变最小,短路容量比最小,同时并网模式1对电网的网损最小。对比分析给出模式1是3种并网模式中最优的。

基于MATLAB和PSASP的电力系统潮流分析与计算

针对一个典型的9节点电力系统,用MATLAB软件编写了基于直角坐标的牛顿-拉夫逊法电力系统潮流计算程序,该程序具有计算精度高、收敛速度快等特点,并具有一定的灵活性和通用性.最后用电力系统分析综合程序(PSASP)对潮流计算结果进行了验证,得到了报表输出和图示化输出,并在系统单线图上输出潮流计算的结果.

基于PSASP/UPI的VSC-HVDC系统潮流控制建模与仿真

提出一种采用节点电流注入法含双端VSC-HVDC的交直流混合系统潮流控制交替求解新方法,交流系统与VSC-HVDC系统通过注入电流接口并交替求解,VSC-HVDC系统根据不同控制方式计算注入电流.对定交流母线电压控制通过无功注入电流反馈控制解决了交流母线电压参考值在交流系统潮流计算中不能直接给定的问题.本文所提新方法可借助电力系统分析综合程序(PSASP)的用户程序接口(UPI)功能实现含VSC-HVDC系统的潮流控制计算.通过新英格兰系统验证了本文所提方法的可行性及有效性.所提方法无需针对VSC-HVDC的各种控制方式改变VSC-HVDC两侧交流母线的节点类型,控制灵活;无需修改常规潮流计算的雅可比矩阵,程序编写量小,交直流接口清晰且通用性好;对利用商业软件进行含VSC-HVDC的实际电网潮流控制计算有参考价值.

在PSASP/UPI环境下的风电场潮流计算

考虑风速的随机性、风力发电机出力的不确定性、尾流效应影响的潮流计算方法进行了研究,使用PSASP的用户接口程序,编写风电场模型的用户程序,使PSASP环境下的潮流计算模块与用户程序模块交替迭代求解,实现了含风力发电机组的潮流计算。将提出的模型接入单机无穷大系统进行潮流计算,验证了程序的有效性及合理性;接入3机9节点系统进行潮流计算,分析比较了风电场加入前后系统的节点潮流变化情况,为风电机组出力不确定情况下的潮流定量计算提供参考。

基于PSASP/UPI的含风电场电力系统短路故障分析

风电场机组装机容量正逐年增加,而大规模风电接入系统对电力系统影响较大,因此研究系统故障以及风电保护配置对电网稳定运行很重要。通过对双馈异步风力发电机进行动态建模,在电力系统分析综合程序PSASP/UPI6.28环境下,实现了风电系统的短路故障仿真,在此基础上分析了不同短路点对称和不对称故障状态下风电系统的电压、电流以及短路容量对风电并网暂态稳定性的影响等。研究结果表明风电场继电保护整定时应考虑这些影响因素,以提高风电场继电保护动作的有效性和可靠性。

利用PSASP建立配网故障恢复系统专家知识

首先介绍了配电网恢复重构的几种方法,指出固定逻辑法最适合于贵州地方配电网。然后以铜仁高压配网为例,采用PSASP软件对传统的故障预案进行分析计算,得出了具体的数据支持,即制定了量化的故障预案。这些量化后的故障预案可以作为故障恢复系统中的专家知识使用,同时为调度人员在故障处理时提供了切实有效的保障。

PSASP用户自定义建模混合步长仿真机制的实现与应用

基于面向对象程序架构的用户自定义(UD)建模仿真程序设计,对UD模型的计算流程进行改造,通过设置仿真控制时间窗或者进行偏差判断,由程序根据事先设定的步长值,在仿真过程中进行积分步长的变换,既可以实现稳态工况下采用大步长仿真以提高计算效率,又可以实现在故障发生和系统恢复期间采用小步长仿真以提高计算精度和改善仿真收敛性的目的,解决了当前电力系统分析综合程序(PSASP)只能采用统一的固定步长进行计算,不能兼顾仿真效率和精度的不足。同时开发了用于长过程仿真的自动发电控制(AGC)的UD模型,并采用混合步长仿真机制,分析了AGC在电力系统中的动态特性,一方面验证了该机制的有效性和模型的合理性,另一方面通过提高机电–中长期暂态仿真的效率,为PSASP全过程仿真的实现提供了可行的通路。

PSASP用户自定义建模优化算法研究

针对电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP)中现有的用户自定义(user-defined,UD)建模功能存在诸如方便性、灵活性、计算精度、仿真效率等方面的不足,笔者对其进行了优化升级,以进一步满足用户进行大规模电力系统仿真分析的需要。为此,提供了2种优化措施,一是采用一种拓扑结构排序算法,即Kosaraju算法;二是引入用户自约定临时变量。最后,通过PSASP中36节点机电暂态算例和小干扰稳定算例对2种优化方法进行验证,算例结果证明了该方法的有效性。

电力协同系统与PSASP的比较与运用

电力系统方式计算协同系统是我国第一款电力协同工作软件,具备强大的计算分析和协同管理功能,但未获得众多用户的应用和信任。文章基于软件架构,系统功能和应用流程3方面对电力系统方式计算协同系统和综合稳定程序PSASP进行分析比较,证明协同系统在软件架构扩展,数据校核,数据批处理,数据兼容,日志管理,数据版本及数据权限管理等方面有明显优势。协同系统具备可靠的数据分析和管理功能,数据操作历史的可追溯性强,数据分析对比和数据共享更灵活,同时协同系统可兼容多种格式的电网数据格式,能有效地提高办公效率。目前,该系统已在多省投入运行,效果良好。

基于PSASP的可控串联补偿电容器潮流建模

在简要介绍灵活交流输电系统(FACTS)装置建模理论的基础上,充分考虑输电线路长度的影响,采用输电线路的π型电路,基于功率注入法建立了可控串联补偿电容器(TCSC)的潮流模型,并进一步利用电力系统分析综合程序(PSASP)的用户自定义功能建立了TCSC的PSASP潮流模型,最后用W SCC-6节点系统算例验证了该模型的合理性。