基于pscad潮流計算課程設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 I</p><p>　　1 潮流計算簡介 1</p><p>　　1.1 潮流計算簡介

2、 1</p><p>　　2課題內(nèi)容目的及要求 2</p><p>　　2.1課程設計的目的 2</p><p>　　2.2課程設計的要求

3、 2</p><p>　　2.3課題及相關技術參數(shù) 2</p><p>　　3 PSCAD軟件介紹及應用 3</p><p>　　3.1 PSCAD簡介及說明

4、 3</p><p>　　3.2 PSCAD設計優(yōu)點 3</p><p>　　4系統(tǒng)調試與仿真 4</p><p>　　4.1仿真調試

5、 4</p><p>　　總結 8</p><p>　　參考文獻 9</p><p><b>　　摘

6、 要</b></p><p>　　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，

7、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)。</p><p>　　關鍵詞：電力系統(tǒng)；潮流計算；PSCAD軟件</p><p><b>　　1 潮流計算簡介</b><

8、/p><p>　　1.1 潮流計算簡介</p><p>　　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

9、。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。</p><p>　　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。</p><p>　　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

10、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

11、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)。</p><p>　　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

12、，屬于離線計算范疇。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。</p><p>　　2課題內(nèi)容目的及要求</p><p>　　2.1課程設計的目的</p><p>　　(1)掌握電力系統(tǒng)潮流計算的基本原理。</p><p>　　(2)掌握并能熟練運用PSCAD/MATLAB 仿真軟件</

13、p><p>　　(3)采用PSCAD/MATLAB 軟件，做出系統(tǒng)接線圖的潮流計算仿真結果。</p><p>　　2.2課程設計的要求</p><p>　　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。課程設計的具體要求如下：</p><p>　　(1)熟悉PSCAD/MATLAB 軟件</p>

14、<p>　　(2)編寫潮流計算流程圖</p><p>　　(3)建立系統(tǒng)接線圖的仿真過程</p><p><b>　　(4)得出仿真結果</b></p><p>　　2.3課題及相關技術參數(shù)</p><p>　　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

15、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)ε=0.00001。計算各個母線上的潮流分布。</p><p>　　所有數(shù)據(jù)均為標幺值，系統(tǒng)基準值SYSBASE:100KV</p><p>　　圖2.1簡單電力系統(tǒng)</p><p>　　3 PSCAD軟件介紹及應用</p><p>　　3.1 PSCAD簡介及說明</p>

16、;<p>　　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)工程師能夠充分利用現(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。</p><p>　　PSCAD 由下述軟件模塊構成:檔管理系統(tǒng)、建模(DRAFT)模塊 、架

17、空線(T-LINE)和電纜(CABLE)模塊、運行(RUN TIME)模塊 、單曲線繪圖(UNIPLOT)和多曲線繪圖(MULTIPLOT)模塊。</p><p>　　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于潮流和暫態(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/E

18、MTDC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矢量的幅值和相角。</p><p>　　實際系統(tǒng)的測量能夠通過很多途徑來完成。由于潮流和穩(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于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。 </p

19、><p>　　3.2 PSCAD設計優(yōu)點</p><p>　　基于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。于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

20、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。</p><p><b>　　4系統(tǒng)調試與仿真</b></p><p><b>　　4.1仿真調試</b></p><p><b>　　圖4.1仿真圖</b></p><p>　　輸出顯示如圖4.2所示，點擊最右邊放大圖標可以

21、查看各節(jié)點參數(shù)分布情況。</p><p>　　圖4.2輸出端顯示圖</p><p>　　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）。</p><p>　　圖4.3 母線上2上有功功率分布</p><p>　　圖4.

22、4母線上2上無功功率分布</p><p>　　圖4.5母線上2上電壓分布</p><p>　　圖4.6母線上4有功功率分布</p><p>　　圖 4.7母線上4上無功功率分布</p><p>　　圖4.8母線上4上電壓分布</p><p>　　從上面幾張圖中可以看出有功和無功開始有些波動，最后趨于穩(wěn)定，波形近似一條直

23、線。</p><p>　　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)。</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　在本次潮流計算的設計中，我收獲很大，這次的學習讓我更

24、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，我把教材相關章節(jié)又看了幾遍，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

25、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。最后感謝老師對我們的辛勤指導。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]西安交通大學等.電力系統(tǒng)計算[M].北京：水利電力出版社，1993.12 </p><p>

26、;　　[2]陳 衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京：水利電力出版社，2004.1 </p><p>　　[3]李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M].北京： 水利電力出版社，2002.5 </p><p>　　[4]何仰贊 溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M]. 華中科技大學出版社2010.3</p><p>　　[5]于永源 楊綺雯. 電力系統(tǒng)分析（第二版）[M]. 北京：中國電力出