基于PSASP的電力系統(tǒng)計(jì)算分析

何 娟

（貴州大學(xué)，貴州 貴陽(yáng) 550000）

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(guó)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(cè)建立淤泥鄉(xiāng)地區(qū)電網(wǎng)的設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。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(wú)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(wú)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L(zhǎng)GJ-120mm2，長(zhǎng)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(wàn)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。

【參考文獻(xiàn)】

［1］電力系統(tǒng)分析綜合程序用戶手冊(cè).中國(guó)電力科學(xué)研究院.

［2］張偉，郭偉.基于 PSASP的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算研究[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2010.

［3］何仰贊.電力系統(tǒng)分析[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社.

［4］王錫凡.現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析[M].北京：科學(xué)出版社.

［5］徐英，邵玉槐，薛永強(qiáng)，等.基于PSASP的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真分析[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),2007.