构建基础的PSASP仿真方案

在做电力系统分析计算之前，PSASP要求首先确定计算的基础方案，即定义待计算电网的规模、结构和运行方式，以便从已建立的电网基础数据库中抽取数据，建立计算的基础电网模型。

一个潮流计算基础方案(Scheme)的数据由一个或若干(最多30)个有次序的数据组(Group)给出网络结构、参数和节点发电、负荷等计算基本数据相叠加组成，如图8-1所示。

图8-1　潮流计算基础方案构成

不同数据组的数据既可以是电网中不同地区的计算数据，也可以是同一电网不同年份、不同运行方式的数据。各组数据叠加的结果为各数据组的“合集”，其中各数据组重叠部分的内容由顺序在后的数据组决定，即后者对前者加以修改，如图8-2所示。

图8-2　各组数据叠加

下面以图8-3所示的美国西部电力系统(WSCC)的3机9母线系统单线图为例，介绍如何搭建进行各种仿真运算所需要的单线图，具体操作步骤如下。

图8-3　美国WSCC的3机9母线系统单线图

1.建立新的PSASP作业

通过开始菜单或者桌面快捷方式启动PSASP 7.21，并单击工具栏中的“新建工程”按钮，如图8-4所示。

图8-4　新建工程

选择一个文件夹并输入工程名称，如图8-5所示的“WSCC9”。

图8-5　定义作业名

PSASP会为作业建立一个名称为“WSCC9”的新文件夹，其中包含了作业所需要的一组数据文件夹和文件。在PSASP中选择文件“WSCC9.pro”就可以打开工程。

作业建立好后，需要为单线图命名，如“WSCC9”，如图8-6所示。一个作业下可能包含多个单线图。

图8-6　单线图命名

这样一个空的作业就建立好了。此时，PSASP默认为编辑模式，工具栏里的“编辑”按钮为按下状态，如图8-7所示。

只有在编辑模式，才可以进行系统基础数据的编辑，如添加/删除元件、改变系统结构、修改设备参数，以及绘画单线图。在计算模式下，只能浏览系统的基础数据。

可以通过单击文件菜单下的“文件(F)”→“作业信息”选项来查看编辑系统的容量，系统的基准容量为100 MV·A，如图8-8所示。

图8-7　编辑按钮

图8-8　系统的基准容量

2.设置区域、分区和场站信息

一个默认的作业通常由一个区域、一个分区和一个变电站或电厂将元件分组。虽然将所有元件划分在一个区域、一个变电站或电厂里并不会影响计算结果，但是仍推荐用户对元件进行合理的划分。

在“元件数据”菜单里，每个元件都可以修改，如图8-9(a)所示。应当设定区域数据，在“元件数据”菜单中单击“区域”选项，弹出“数据浏览”对话框，如图8-9(b)所示。

图8-9　区域设置

(a)“元件数据”菜单；(b)“数据浏览”对话框

每一类元件都被列在不同的标签下，可以添加、删减和修改其记录。

默认的区域编号为0。在本次实验中，设置1个区域、2个分区和6个变电站。分区1和分区2都在同一个区域内，如图8-10所示；T站Gen2、Gen3和STNC在分区1，T站Gen1、STNA、STNB在分区2，如图8-11所示。单击“＋”或者“－”按钮可以添加、删除与区域和分区相关的记录。在任何时候，可以单击“保存”按钮将数据变化保存。

图8-10　分区

图8-11　厂站分区

3.绘制单线图，并设置数据

1)母线(www.xing528.com)

绘制母线如图8-12所示。在系统仿真中，母线通常是指计算母线。单击右侧工具箱的母线图标，在空白处放置好母线。如果需要改变其方向，可以通过右击母线来设置。

图8-12　绘制母线

单击绘图区域建立一个母线，命名为“GEN2”，如图8-13所示。双击单线图上的母线，填写数据，如图8-14所示。其中，基准电压值必须填写，厂站名必须选择。

图8-13　母线命名

图8-14　母线参数设置

2)发电机

单击右侧工具箱中的发电机图标，并放在空白绘图区域，使其和母线连接起来。具体操作是：将鼠标指针放在发电机图标上，按住左键，并将其拖向母线GEN2，这台发电机便连接在母线GEN2上了，如图8-15所示。

图8-15　绘制发电机

双击发电机图标，按照图8-16所示的发电机参数设置填写数据，设置发电机名、节点类型、电压幅值、有功和无功功率等。

图8-16　发电机参数设置(1)

单击“发电机及其调节器”标签，设置额定容量Sn为100 MV·A，如图8-17(a)所示。单击“同步机”框中的“编辑参数”按钮，按照图8-17(b)填写模型的典型参数。

图8-17　发电机参数设置(2)

(a)“发电机及其调节器数据”对话框；(b)“发电机参数”对话框

单击“返回”按钮，然后单击“发电机及其调节器”框中的“确定”按钮。每次当系统数据发生变化时，在界面最下面的框中就会反馈相应的变化信息。

3)变压器和交流线

按照上述步骤，建立另外2条母线GEN2-230和STNC-230。不要忘记设定母线的基准电压和选择厂/站。新母线可以通过复制已经存在的母线而建立，然后再修改其参数。

单击右侧工具箱的两绕组变压器，将其放置在母线GEN2和GEN2-230之间，如图8-18所示。两绕组变压器图标有2个连接点，将其分别与母线GEN2和GEN2-230连接。

图8-18　添加变压器

双击两绕组变压器，填写名称、阻抗、变比，以及修改变压器连接方式为D/YG连接，即三角/星形接地方式，并根据图8-19所示数据进行修改。

图8-19　两绕组变压器参数设置

转换到“零序数据”标签，单击“计算”按钮，连接方式和零序电阻等数据会根据连接方式和正序数据自动填充，这些值也可以手动更改。单击“确定”按钮，升压变压器就建立好了，图中变压器的参数值也会显示出来。

单击右侧工具箱中的交流线图标，将其拖放在母线GEN2和STNC-230之间，用交流线将两端母线连接起来，如图8-20所示。

图8-20　交流线连接各元件

双击交流线图标，按照图8-21所示填写名称、阻抗。注意：交流线的零序电抗值一般为正序值的3倍(在这里，0.216＝3×0.072)，单击“确定”按钮，完成交流线的建立，交流线的参数会显示在图中，如图8-22所示。

图8-21　交流线参数设置

图8-22　参数设置完成后的系统显示

4)负荷

单击右侧工具箱的负荷图标，进行负荷的添加及其参数设置，如图8-23所示。负荷模型默认为恒功率模型。

图8-23　负荷参数设置

参照图8-23所示的系统结构和设备参数，绘制系统剩余的所有元件并保存。至此，电力系统仿真电网基础数据库构建已经完成，这是进行电力系统各类仿真计算的公共部分。