基于pscad潮流计算课程设计

1、摘要1潮流计算简介1.1潮流计算简介2课题内容目的及要求2.1课程设计的目的2.2课程设计的要求2.3课题及相关技术参数3 PSCAD软件介绍及应用3.1 PSCAD简介及说明3.2 PSCAD设计优点4系统调试与仿真4.1仿真调试总结I112222333448参考文献摘要电力系统的出现，使高效，无污染，使用方便，易于控制的电能得到广泛应 用，推动了社会生产各个领域的发展，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。 潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。 根据系统给定的运行条件，网络接线 及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压幅值和相角， 各元件流过的功 率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实

2、现电力系统安全经济发供电的必要手段 和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理 及科学计算中都有着广泛的应用。 对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可 以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。 潮流计算还可以为继电保护和自动 装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。关键词：电力系统；潮流计算；PSCAD软件1潮流计算简介1.1潮流计算简介潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，指在给定电力系统网络拓 扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力 网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、 参数和发电机、负荷等元件的运

3、行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有 系统中各电源和负荷点的功率、 枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运 行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。在电力系统运行和规划中，都需要研究电力系统稳定运行情况，确定电力系 统的稳态运行状态。给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的 边界条件，确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。从数学上说：朝流计算是要求解一组有潮流方程描述的非线性方程组。电力系统潮流计算是电力系统分析中最重要最基本的计算，是电力运行、规划以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁暂

4、态和机电暂态分析的基础和出 发点。电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮 流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件， 计算电力系统稳态运行各 母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算 可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施， 调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电 方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定 计算等提供原始数据。此外，在进行电力系统稳态及暂态稳定计算时， 要利用潮 流计算的结果作为其计算的基础；一些故障分析

5、以及优化计算也需要有相应的潮 流计算作配合；潮流计算往往成为上述计算程序的一个重要组成部分。 以上这些， 主要是在系统规划设计及运行方式安排中的应用，届于离线计算范畴。随着现代 化的调度中心的建立，为了对电力系统进行实时安全监控， 需要根据实时数据库 所提供的信息。图2.1简单电力系统2课题内容目的及要求2.1课程设计的目的(1)掌握电力系统潮流计算的基本原理。(2)掌握并能熟练运用PSCAD/MATLAB仿真软件(3)采用PSCAD/MATLAB软件，做出系统接线图的潮流计算仿真结果。2.2课程设计的要求本次课程设计主要是为了掌握电力系统潮流计算的基本原理和熟练运用PSCAD仿真软件。课程设

6、计的具体要求如下：(1)熟悉PSCAD/MATLAB软件(2)编写潮流计算流程图(3)建立系统接线图的仿真过程(4)得出仿真结果2.3课题及相关技术参数在图2.1所示的简单电力系统中，系统节点1为PV节点，节点2为平衡 节点，其余为PQ节点，已给定网络歌元件参数的标幺值如图。 输电线路电压等 级为220KV，收敛系数8 =0.00001计算各个母线上的潮流分布。所有数据均为标幺值，系统基准值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软件介绍及应用3.1 PSCA D简介及说明PSCAD是一种有效的用户图形界面，能够显著地提高电力系统电磁瞬时模 拟研究的效率。利用PSCAD家族的软件工具，使得电力系统工程帅能够充分利 用现代微机工作站的资源，更为有效地使用马尼托巴高压直流研究中心的EMTDC瞬时模拟软件。该族软件还可作为该中心的实时数字模拟器（RTDS） 的用户界面。PSCAD由下述软件模块构成：档管理系统、建模（DRAFT）模块、架空线（T-LINE）和电缆（CABLE）模块、运行（RUN TIME）

8、模块、单曲线绘图 （UNIPLOT）和多曲线绘图（MULTIPLOT）模块。PSCAD/EMTDC在时间域描述和求解完整的电力系统及其控制的微分方 程 （包括电磁和机电两个系统）。这一类的模拟工具不同丁潮流和暂态视定的模拟 工具。后者是用稳态解去描述电路（即电磁过程）。但是在解电机的机械动态（即 转动惯量）微分方程。PSCAD/EMTDC的结果是作为时间的即时值被求解。但 通过内置的转换器和测量功能 （象实有效值表计或者快速育里叶变换频谱分析 等）。这些结果能被转换为欠量的幅值和相角。实际系统的测量能够通过很多途径来完成。由丁潮流和稳定的程序是通过稳 定方程来代表它们只能基频段幅值和相位。因此

9、PSCAD的模拟结果能够产生电力系统所有频率的相应限制仅在丁用户自己选择的时间步长。这种时间步长可以在毫秒到秒之间变化。3.2 PSCAD设计优点基丁以上简单说明我们可以了解到PSCAD是电力专业十分有用的仿真软 件。我们组的课题系统节点较多，传统的手工计算显然不切实际。丁是要寻找一 种简单科学的计算方法来替代传统的手工计算，从而提高计算效率。因此利用PSCAD仿真运行出结果就成了本次课程设计最为关键的一个环节。利用PSCAD对IEEE14节点系统进行的仿真可以快速准确得出各母线上的潮流分 布及系统的其他运行状态输出显示快速、明了。图4.1仿真图4系统调试与仿真4.1仿真调试A重蚤一二 .6H

10、sol 更一卤 eL吾室/t-110 04 uFxs图4.3母线上2上有功功率分布输出显示如图4.2所示，点击最右边放大图标可以查看各节点参数分布情况。图4.2输出端显示图点击最左边任意正弦图标，对应显示相关输出，下面几张图分别为母线上2、4的有功功率分布（图4.3和图4.6）,无功功率分布（图4.4和4.7）,电压分 布（图4.5和图4.6）。ts24p_1图4.6母线上4有功功率分布图4.4母线上2上无功功率分布图4.5母线上2上电压分布s24v 12D.0 -15.0 -10.0 -5.0 -00-5 0 -*10 0 -15.0 -*20.0 -25 0 - 25.0 -图4.7母线上

11、4上无功功率分布图4.8母线上4上电压分布从上面几张图中可以看出有功和无功开始有些波动，最后趋丁稳定，波形近 似一条直线。在仿真过程开始，我们遇到了一些问题，比如编译时提示有错误，我们通 过错误提示找到问题所在，将信号标签和图对应好，同过更改信号标签，最后实 现了仿真。而且我们在仿真过程中也应该注意元件要选用给定的参数。在本次潮流计算的设计中，我收获很大，这次的学习让我更好的掌握了潮流 计算的相关原理及计算步骤。通过本次的课题，我深深感受到了从前学习的知识 还相当浅显，课堂上我们学习的潮流计算只是非常简单的原理和公式。由于我们是初次接触到课程设计要使用的专业软件PSCAD,而且这个软件的相关教程基 本都是英文的，所以仿真对于我们来说还是很有难度的。 因此为了完成此次课程 设计，我把教材相关意节乂看了几遍，在图书馆和网上查阅了相关文献资料， 并 和我们组的同学进行了讨论。通过这次课程设计，我们看到了实践与理论的差距， 更让我们体会到了理论与实践相结合的重要性， 使我得到了一次用专业知识、专 业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。 使我在潮流计算技巧的掌握方面都能向 前迈了一大步。最后感谢老师