基于PSASP的電力系統(tǒng)計(jì)算分析

何娟

【摘 要】隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，以及電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的日益復(fù)雜，要想保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)其進(jìn)行仿真計(jì)算是首要條件，因此PSASP扮演著極其重要的角色。PSASP是一款基于電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、固定模型庫以及用戶自定義模型庫的軟件，可進(jìn)行電力系統(tǒng)（輸電、供電和配電系統(tǒng)）的各種計(jì)算分析，其中主要包括電力系統(tǒng)潮流計(jì)算，短路計(jì)算以及暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算。

【關(guān)鍵詞】PSASP；潮流計(jì)算；短路計(jì)算；暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算

中圖分類號(hào)：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）03-0081-002

Calculation and Analysis of Power System Based on PSASP

HE Juan

（Guizhou University，Guiyang Guizhou，550000， China）

【Abstract】With the increasing scale of the power grid and the complicated operation of the power system， PSASP plays an extremely important role in ensuring the stable operation of the system by simulation and calculation which are the essential primary conditions. PSASP is a software based on grid basic database， fixed model library and user-defined model library. It can carry out various calculation and analysis of power system （transmission， power supply and distribution system）， which mainly includes power flow calculation of power system， short circuit calculation and transient stability calculation.

【Key words】PSASP； Power flow calculation； Short circuit calculation； Transient stability calculation

0 引言

電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的主要任務(wù)是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況。通過潮流計(jì)算可以得到系統(tǒng)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功率以及電壓分布情況，從而可以進(jìn)一步對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算以及故障分析。短路計(jì)算能夠提供電力系統(tǒng)在遭遇故障時(shí)的電流和電壓，進(jìn)而可以分析系統(tǒng)的運(yùn)行情況。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算也是電力系統(tǒng)不正常運(yùn)行方式的一種計(jì)算，它主要探究電力系統(tǒng)在遭受擾動(dòng)時(shí)，電力系統(tǒng)中所有發(fā)動(dòng)機(jī)能否保持同步運(yùn)行。本文對(duì)嘎嗒河兩種接入方式分別進(jìn)行了潮流計(jì)算、短路計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，得出嘎嗒河更適合的接入方式。

1 PSASP概述

電力系統(tǒng)分析綜合程序（power system analysis software package，PASAP），由電力科學(xué)院研究院研制，是一個(gè)高度集成和開發(fā)的，具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綜合性仿真軟件，主要用于電力系統(tǒng)的研究、運(yùn)行、設(shè)計(jì)。可以方便靈活的繪制各種單線圖、地理接線圖、廠站主接線圖，從而建立起電網(wǎng)分析的各類數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的電氣分析計(jì)算。

2 電力系統(tǒng)計(jì)算分析

電力系統(tǒng)主要包括三大計(jì)算：潮流計(jì)算，短路故障計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定技術(shù)。其中，常規(guī)的潮流計(jì)算是根據(jù)已給定的運(yùn)行條件和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來確定整個(gè)系統(tǒng)中各母線電壓的幅值和相角、網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗以及功率分布等。短路故障計(jì)算，主要研究電力系統(tǒng)中發(fā)生故障（包括短路、斷線和非正常操作）時(shí)，故障電壓、電流在電力網(wǎng)中的分布。短路電流計(jì)算是故障分析的的主要內(nèi)容，它可以確定短路故障的嚴(yán)重程度，幫助選擇電氣設(shè)備參數(shù)。

3 算例分析

本文基于貴州省六盤水盤縣東北部淤泥片區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行建模，首先收集淤泥片區(qū)大部分元件的物理參數(shù)，根據(jù)PSASP用戶手冊建立淤泥鄉(xiāng)地區(qū)電網(wǎng)的設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)庫。由于本項(xiàng)目的目的在于對(duì)比嘠嗒河水電站的兩種接入方式，因此本次仿真搭建了兩種接入方式的網(wǎng)絡(luò)模型，接入方式一：嘎嗒河水電站接入淤泥變35kV側(cè)，接入方式二：嘎嗒河水電站接入魯那變。同時(shí)由于不同年份負(fù)荷的變動(dòng)以及電廠發(fā)電容量的不同，兩種接入方式相關(guān)的參數(shù)也會(huì)有相應(yīng)的變化，本次仿真采用2016年以及2020年的規(guī)劃數(shù)據(jù)。

3.1 潮流計(jì)算

本次仿真將接在淤泥變的220kV變電站作為網(wǎng)絡(luò)的無窮大系統(tǒng)，采用PV節(jié)點(diǎn)，烏圖河水電站和嘎嗒河水電站采用PQ節(jié)點(diǎn)。在潮流計(jì)算時(shí)，110kV和35kV變電站的母線電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的-3%～+7%，地區(qū)供電負(fù)荷的變電站和10kV發(fā)電廠母線電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的0%～+7%。當(dāng)電壓偏移超過允許范圍時(shí)，電壓調(diào)整的措施有：（l）調(diào)節(jié)變壓器分接頭（2）無功就地補(bǔ)償。

3.2 短路計(jì)算

在進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)按2020年豐大期規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，開機(jī)方式為2020年豐大方式，不考慮地方小水電及各大用戶自備電廠的影響。分別對(duì)淤泥變110kV母線，魯那變35kV母線以及嘠嗒河水電站35kV母線進(jìn)行三相短路計(jì)算，同時(shí)對(duì)嘠嗒河水電站35kV母線進(jìn)行單相短路計(jì)算。結(jié)果如下：

嘎嗒河水電站接入淤泥變110kV側(cè)：淤泥110kV變110kV母線三相短路電路電流約為5.693kA，35kV魯那變35kV母線三相短路電流約為5.676kA，嘎嗒河水電站35kV母線三相短路電路電流約為9.773kA，單相短路電流約為7.588kA，低于規(guī)程規(guī)定水平，不會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的短路電流超過原有設(shè)備的允許值。

嘎嗒河水電站接入魯那變：淤泥110kV變110kV母線三相短路電路電流約為5.708kA，35kV魯那變35kV母線三相短路電流約為8.482kA，嘎嗒河水電站35kV母線三相短路電路電流約為9.803kA，單相短路電流約為7.624kA，低于規(guī)程規(guī)定水平，不會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的短路電流超過原有設(shè)備的允許值。

3.3 暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算

發(fā)電機(jī)模型采用E恒定，負(fù)荷按恒定阻抗考慮，不計(jì)調(diào)速器影響。嘎嗒河水電站接入淤泥變110kV側(cè)：系統(tǒng)正常運(yùn)行，發(fā)生單相瞬時(shí)性故障，系統(tǒng)穩(wěn)定；發(fā)生單相永久性故障，重合不成功切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定；發(fā)生三相永久性故障并切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定；切除一臺(tái)機(jī)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)檢修運(yùn)行，發(fā)生單相瞬時(shí)性故障，系統(tǒng)穩(wěn)定；發(fā)生單相永久性故障，重合不成功切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定；發(fā)生三相永久性故障并切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定；切除一臺(tái)機(jī)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

嘎嗒河水電站接入魯那變：正常運(yùn)行方式，發(fā)生單相瞬時(shí)性故障，系統(tǒng)穩(wěn)定；發(fā)生單相永久性故障，重合不成功切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定；發(fā)生三相永久性故障并切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定；切除一臺(tái)機(jī)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)檢修運(yùn)行，發(fā)生單相瞬時(shí)性故障，系統(tǒng)穩(wěn)定；發(fā)生單相永久性故障，重合不成功切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統(tǒng)能保持暫態(tài)穩(wěn)定；發(fā)生三相永久性故障并切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統(tǒng)能保持暫態(tài)穩(wěn)定；切除一臺(tái)機(jī)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 結(jié)論

嘎嗒河水電站自2008年投運(yùn)以來，其電力主要供給淤泥片區(qū)，嘎嗒河水電站通過現(xiàn)有35kV淤魯線接入110kV淤泥變，與貴州電網(wǎng)相聯(lián)是合適的。接入110kV淤泥變的上網(wǎng)專線線路導(dǎo)線為LGJ-120mm2，長度為9.5km。嘎嗒河水電站35kV電氣主接線采用單母線接線。潮流計(jì)算表明，嘎嗒河水電站在現(xiàn)有接入淤泥變方案和改接魯那變方案下，在典型運(yùn)行方式下，能將電站電力全部送出，電網(wǎng)潮流分布合理。如嘎嗒河水電站改接入魯那變，接入系統(tǒng)工程投資估算約為一百多萬元。綜上所述，嘎嗒河水電站現(xiàn)行接入淤泥變的運(yùn)行是可靠安全的，可維持現(xiàn)狀。

4 總結(jié)

電力系統(tǒng)仿真軟件PSASP功能強(qiáng)大，用戶眾多，針對(duì)性強(qiáng)，主要用于電力系統(tǒng)各計(jì)算的仿真。PSASP仿真軟件的應(yīng)用能夠使他們掌握電力系統(tǒng)的概念和計(jì)算方法提高計(jì)算的速度和準(zhǔn)確性幫助更大。隨著大容量遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展，PSASP軟件的電網(wǎng)潮流分析計(jì)算的應(yīng)用日益顯示出其在電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、控制分析等方面的重要作用。且它的投入在電力系統(tǒng)分析課程的中也有很好的教學(xué)效果。

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