基于PSASP的電力系統計算分析

何娟

【摘 要】隨著電網規模不斷擴大，以及電力系統運行環境的日益復雜，要想保證系統的穩定運行，對其進行仿真計算是首要條件，因此PSASP扮演著極其重要的角色。PSASP是一款基于電網基礎數據庫、固定模型庫以及用戶自定義模型庫的軟件，可進行電力系統（輸電、供電和配電系統）的各種計算分析，其中主要包括電力系統潮流計算，短路計算以及暫態穩定計算。

【關鍵詞】PSASP；潮流計算；短路計算；暫態穩定計算

中圖分類號：TM743 文獻標識碼： A 文章編號： 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

電力系統潮流計算的主要任務是研究電力系統穩態運行情況。通過潮流計算可以得到系統某個網絡的功率以及電壓分布情況，從而可以進一步對電力系統進行穩定計算以及故障分析。短路計算能夠提供電力系統在遭遇故障時的電流和電壓，進而可以分析系統的運行情況。電力系統暫態穩定計算也是電力系統不正常運行方式的一種計算，它主要探究電力系統在遭受擾動時，電力系統中所有發動機能否保持同步運行。本文對嘎嗒河兩種接入方式分別進行了潮流計算、短路計算和暫態穩定計算，得出嘎嗒河更適合的接入方式。

1 PSASP概述

電力系統分析綜合程序（power system analysis software package，PASAP），由電力科學院研究院研制，是一個高度集成和開發的，具有我國自主知識產權的綜合性仿真軟件，主要用于電力系統的研究、運行、設計。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，從而建立起電網分析的各類數據，并在此基礎上進行相應的電氣分析計算。

2 電力系統計算分析

電力系統主要包括三大計算：潮流計算，短路故障計算和暫態穩定技術。其中，常規的潮流計算是根據已給定的運行條件和系統網絡結構來確定整個系統中各母線電壓的幅值和相角、網絡中的功率損耗以及功率分布等。短路故障計算，主要研究電力系統中發生故障（包括短路、斷線和非正常操作）時，故障電壓、電流在電力網中的分布。短路電流計算是故障分析的的主要內容，它可以確定短路故障的嚴重程度，幫助選擇電氣設備參數。

3 算例分析

本文基于貴州省六盤水盤縣東北部淤泥片區電網進行建模，首先收集淤泥片區大部分元件的物理參數，根據PSASP用戶手冊建立淤泥鄉地區電網的設備參數數據庫。由于本項目的目的在于對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絡模型，接入方式一：嘎嗒河水電站接入淤泥變35kV側，接入方式二：嘎嗒河水電站接入魯那變。同時由于不同年份負荷的變動以及電廠發電容量的不同，兩種接入方式相關的參數也會有相應的變化，本次仿真采用2016年以及2020年的規劃數據。

3.1 潮流計算

本次仿真將接在淤泥變的220kV變電站作為網絡的無窮大系統，采用PV節點，烏圖河水電站和嘎嗒河水電站采用PQ節點。在潮流計算時，110kV和35kV變電站的母線電壓允許偏差為系統額定電壓的-3%～+7%，地區供電負荷的變電站和10kV發電廠母線電壓允許偏差為系統額定電壓的0%～+7%。當電壓偏移超過允許范圍時，電壓調整的措施有：（l）調節變壓器分接頭（2）無功就地補償。

3.2 短路計算

在進行短路計算時，電網結構按2020年豐大期規劃網絡，開機方式為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。分別對淤泥變110kV母線，魯那變35kV母線以及嘠嗒河水電站35kV母線進行三相短路計算，同時對嘠嗒河水電站35kV母線進行單相短路計算。結果如下：

嘎嗒河水電站接入淤泥變110kV側：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，低于規程規定水平，不會引起系統內各點的短路電流超過原有設備的允許值。

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，低于規程規定水平，不會引起系統內各點的短路電流超過原有設備的允許值。

3.3 暫態穩定計算

發電機模型采用E恒定，負荷按恒定阻抗考慮，不計調速器影響。嘎嗒河水電站接入淤泥變110kV側：系統正常運行，發生單相瞬時性故障，系統穩定；發生單相永久性故障，重合不成功切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統保持暫態穩定；發生三相永久性故障并切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統保持暫態穩定；切除一臺機，系統穩定運行。系統檢修運行，發生單相瞬時性故障，系統穩定；發生單相永久性故障，重合不成功切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統保持暫態穩定；發生三相永久性故障并切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統保持暫態穩定；切除一臺機，系統穩定運行。

嘎嗒河水電站接入魯那變：正常運行方式，發生單相瞬時性故障，系統穩定；發生單相永久性故障，重合不成功切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統保持暫態穩定；發生三相永久性故障并切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統保持暫態穩定；切除一臺機，系統穩定運行。系統檢修運行，發生單相瞬時性故障，系統穩定；發生單相永久性故障，重合不成功切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統能保持暫態穩定；發生三相永久性故障并切除故障后，全切嘎嗒河水電站，系統能保持暫態穩定；切除一臺機，系統穩定運行。

3.4 結論

嘎嗒河水電站自2008年投運以來，其電力主要供給淤泥片區，嘎嗒河水電站通過現有35kV淤魯線接入110kV淤泥變，與貴州電網相聯是合適的。接入110kV淤泥變的上網專線線路導線為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。潮流計算表明，嘎嗒河水電站在現有接入淤泥變方案和改接魯那變方案下，在典型運行方式下，能將電站電力全部送出，電網潮流分布合理。如嘎嗒河水電站改接入魯那變，接入系統工程投資估算約為一百多萬元。綜上所述，嘎嗒河水電站現行接入淤泥變的運行是可靠安全的，可維持現狀。

4 總結

電力系統仿真軟件PSASP功能強大，用戶眾多，針對性強，主要用于電力系統各計算的仿真。PSASP仿真軟件的應用能夠使他們掌握電力系統的概念和計算方法提高計算的速度和準確性幫助更大。隨著大容量遠距離輸電和大電網互聯的發展，PSASP軟件的電網潮流分析計算的應用日益顯示出其在電力系統規劃、運行、控制分析等方面的重要作用。且它的投入在電力系統分析課程的中也有很好的教學效果。

【參考文獻】

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