BPA潮流计算

BPA潮流计算2013年3月§1概述安全稳定计算分析（《国家电网安全稳定计算规范》）潮流分析无功电压分析静态安全分析静态稳定计算分析暂态稳定计算分析小扰动动态稳定分析短路电流安全校核电压稳定计算分析频率稳定计算分析再同步稳定计算分析§1概述电力系统静态安全分析静态安全分析指应用潮流计算的方法，根据N－1原则，逐个无故障断开线路、变压器等单一元件，检查其他元件是否因此过负荷和电网电压水平是否符合要求。静态安全分析的目的是检验电网结构强度和运行方式是否满足安全运行要求。§1概述关于潮流稳定计算工具۩中国电科院：中国版BPA；۩中国电科院：电力系统分析综合程序（PSASP）；۩美国PTI公司：PSS/E。根据国调中心调研情况，全国30个网、省（市）调中，日常采用BPA进行潮流计算的有12家、日常采用PASAP进行潮流计算的有19家,日常采用PSS/E进行潮流计算的有5家（其中有部分调度机构根据需要采用了两种以上工具进行潮流计算）。华北、华东电网内采用BPA较多，其它区域采用PSASP较多。§1概述BPA软件的应用介绍BPA软件的应用潮流计算、暂态稳定计算、最优潮流、短路电流计算、静态电压稳定、小扰动计算浙江省的主要应用静态安全分析、暂态稳定分析、小干扰分析§1概述BPA软件的安装普通应用软件，鼠标双击安装目录下setup.exe文件，根据提示直至“完成”；与普通应用软件安装不同之处：需要安装狗驱动程序，并口狗和USB狗驱动安装程序是安装在Windows9x/ME/NT/2K/XP环境下的驱动的程序。§2BPA潮流计算§2.1潮流文件编制§2.2地理接线图绘制§2.3潮流计算深入分析§2BPA潮流计算BPA程序简介程序规模–1)10000个节点;–2)15200条支路，其中包括300台带负荷调压（LTC）变压器，70台移相器;–3)40条两端直流线路和25条多端直流线路;–4)120个功率交换区域，所有的区域共可包括300个分区，各区域之间可有140条功率交换联络线。§2BPA潮流计算系统潮流计算自动电压控制系统事故分析（N-1开断模拟）灵敏度分析系统发电机出力和负荷成比例地变化负荷静特性模型（可模拟电压对负荷的影响）检错功能（计算不收敛给出详细错误清单）潮流计算程序功能§2BPA潮流计算BPA潮流计算方法P－Q分解法、牛顿－拉夫逊法、改进的牛顿－拉夫逊算法;为了提高收敛性，通常是先采用P－Q分解法进行初始迭代，然后再转入牛顿－拉夫逊法求解潮流。改进的牛顿－拉夫逊法适用于求解低压配电网。§2BPA潮流计算*.dat：潮流计算数据文件(必须)*.bse：潮流计算二进制结果文件（可用于稳定计算的输入）*.pfo：潮流计算结果文件*.dxt：地理接线图格式潮流图存储文件*.map：供单线图格式潮流图及地理接线图格式潮流图程序使用的二进制结果文件潮流计算的输入输出文件§2BPA潮流计算1、电力系统集成分析环境PSAW.EXE3、启动潮流计算命令（程序自动调用PFNT.EXE），生成潮流结果文件。（*.pfo，*.bse)启动平台2、根据网络拓扑、负荷情况、机组出力情况，搭建潮流文件（*.dat）4、打开*.pfo，观察潮流计算是否收敛、分析潮流计算结果。5、调用地理接线图格式潮流图CLIQUE.EXE6、根据拓扑情况，搭建地理图（*.dxt）7、打印或输出潮流图。8、后续分析：发电调整分析；负荷调整分析；线路开断分析…§2.1潮流文件编制潮流计算的输入输出模式§2.1潮流文件编制程序控制语句：指定作业及工程名字、指定计算中所要采用的程序功能、制定输入及输出文件的选择等。标志符号“（）”、“/\”、“”电网数据：节点数据(B卡)：发电机节点、负荷节点、中枢母线节点支路数据：线路参数(L卡)、变压器支路参数(T卡)潮流计算输入文件.dat的构成§2.1潮流文件编制(1)一级控制语句一级控制语句用“(……)”表示，表示潮流作业的开始和结束。(2)二级控制语句二级控制语句用“/……\”表示，作用如下：–指定潮流作业输入、输出文件名和输出文件内容选择–指定基准功率–指定计算项目内容和求解方法–指定潮流分析报告输出种类–其它功能(3)三级控制语句三级控制语句用“……”表示，从属于二级控制语句，用来进一步指定二级控制语句所要求的各种功能。§2.1潮流文件编制填写控制语句的注意事项：(1)所有的一级、二级、三级控制语句都必须顶格填写，即前面不能有空格；最好都用大写字母。(2)控制语句有的放在网络数据的前面，有的放在网络数据的后面，注意说明书中的说明，没有注明的放在前面。(3)所有的控制语句中，逗号、空格都看作是分隔符，因此控制语句中用逗号的地方都可以用空格代替；如果有的名称中含有空格，输入时应该用“#”代替空格输入，程序读入后，将字符“#”用空格代替。以IEEE9节点电网为例，IEEE90.dat文件如下：§2.1潮流文件编制BPA潮流数据文件结构程序控制语句程序控制语句节点数据线路数据变压器数据注释语句B卡－节点数据卡节点类型–PQ节点：B卡，负荷节点及小机组–PV节点：BQ卡或BE卡，具有一定容量的发电厂–平衡节点或交流同步网的缓冲机：BS卡，调频电厂节点名称，节点基准电压（可选相同节点名）所属区域节点负荷（有名值）节点并联无功补偿（有名值）节点有功出力，无功出力（有名值）控制电压（标么值）输电线路Π形等效模型参数获取：①从实测结果中获取R，X，B/2的实测值；②根据线路长度及型号计算线路的典型参数值；标幺值换算：R*＝R有名/Z基准；B*＝B有名*Z基准;基准值计算：BPA中一般取容量基准为100MVA，因此：Z基准＝Un2/100L卡－对称线路数据卡基于对称的Π型支路模型两端节点名及其基准电压线路并联号线路阻抗（标么值）线路导纳（标么值，G/2，B/2）变压器Γ形等效模型参数获取：从变压器实测报告中获得变压器短路试验结果（Uk％、Pk）及空载试验结果（I0％、P0）；并按以下公式换算为模型参数：注意单位：公式中Pk、P0单位取kW，UN单位取kV，SN单位取MVA。标幺值换算：在计算获得变压器模型参数有名值后，再折算为BPA系统中的标幺制参数。折算方法同前述线路参数的标幺化方法。三绕组变压器等效模型在BPA文件中，三绕组变压器模型必须等效为三个双绕组变压器，等效方法如上图。T卡－变压器数据卡模拟两绕组变压器，抽头固定。三绕组变压器按三台变压器处理。两端节点名及其基准电压变压器并联号变压器阻抗R，X（标么值）变压器励磁阻抗G、B（标么值）两侧分接头位置（电压有名值）§2.1潮流文件编制卡的分类与子分类不允许有孤立节点，支路的两侧节点必须有卡定义必填的数据项与缺省数据项的缺省值（节点名＋电压等级）是一个节点的标识，不能定义两次！标么值与有名值功率基准值100MVA节点数据的功率量为有名值，但节点电压量为标幺值；支路及变压器的阻抗数据为标幺值，但变压器的变比电压为有名值数据的有效位数浮点数“F5.3”例1.234＝12340.234＝.234卡片的次序控制语句集中填写；数据卡任意顺序填卡应当注意的几点§2.1潮流文件编制计算结果文件*.pfo程序控制语句列表输入、输出文件及输出的内容列表误差控制参数列表迭代过程计算结果输出错误信息统计迭代次数出错信息§2.1潮流文件编制例：5节点电网搭建及计算P4=5V4=1.05V5=1.05θ5=00.08+j0.300.04+j0.250.1+j0.352+j13.7+j1.31.6+j0.8j0.25j0.25j0.25j0.25j0.015j0.03母线4母线1母线2母线3母线5220kV18kV18kV18/242±2*2.5%kV18/242±2*2.5%kV§2.2地理接线图绘制*.dat：潮流计算数据文件*.map：用于潮流图的潮流计算二进制结果文件*.dxt：地理接线图格式潮流图存储文件§2.2地理接线图绘制地理接线图*.dxt的绘制厂站线路潮流计算结果显示包括母线电压及相位角、发电出力、负荷、线路潮流文字注释§2.2地理接线图绘制“文件”-“新建”按“扫描”按钮在对话框中输入潮流计算数据文件(.dat)，按“打开”按钮按“确认”按钮创建地理接线图文件步骤“文件”-“打开”在对话框中输入地理接线图文件(.dxt)，按“打开”按钮在接下来的对话框中按“扫描”按钮在扫描数据文件对话框中输入潮流计算数据文件(.dat)，按“打开”按钮返回到前对话框后按“确认”按钮打开已有的地理接线图§2.2地理接线图绘制“编辑”-“增加站”鼠标点击图中要加入新站的位置“站编辑器”对话框中输入站名称，输入站中包含的潮流数据中的节点，以及选择站类型。添加新站修改已有站的显示属性鼠标双击图中已存在的站符号，或者鼠标单击站符号后选择菜单“查看”-“属性”，或者鼠标单击站符号后点右键选择“属性”。在“站”对话框中按“电压”按钮可选择图中显示的母线电压。在“站”对话框中按“潮流”按钮可设置图中显示的发电、负荷等其它信息。支路不需要单独进行添加或删除支路操作，在添加或删除节点操作中程序将自动判断并添加或删除支路。鼠标双击线路，或单击线路后选择菜单“编辑”-“对象管理”，在“连线”对话框的“支路元件管理器”选项卡中可设置并行支路的显示方式。添加文字注释“编辑”-“增加注释”鼠标单击图中要加入注释处在文本对话框中输入文字和显示格式双击图中已存在的文字注释可进行修改地理接线图数据显示设置“查看”-“控制板”“控制板”对话框中可设置图中的显示数据及方式地理接线图布局调整鼠标单击站符号并拖动可移动站，图中属于该站的数据也自动相应移动鼠标单击潮流数据并拖动可移动数据显示位置按住键盘上“Ctrl”，并鼠标单击线路可增加线路拐点，将线路变为两段或多段折线按住键盘上“Shift”，并鼠标单击已存在的线路拐点可删除该线路拐点。§2.2地理接线图绘制实例演示：5节点电网接线图绘制P4=5V4=1.05V5=1.05θ5=00.08+j0.300.04+j0.250.1+j0.352+j13.7+j1.31.6+j0.8j0.25j0.25j0.25j0.25j0.015j0.03母线4母线1母线2母线3母线5220kV18kV18kV18/242±2*2.5%kV18/242±2*2.5%kV§2.3潮流计算深入分析网架调整操作单台机组出力或单个变电所负荷调整；区域负荷或区域发电出力调整方法—PZ卡；支路开断方法；§2.3潮流计算深入分析收敛性问题(1)节点电压过高或过低。(2)变压器变比不合理。(3)线路参数不合理。(4)小开关支路电阻电抗不合理。(5)发电机出力和负荷不平衡。§2.3潮流计算深入分析如何解决收敛性问题？(1)检查变压器变比。(2)修改不合理的线路参数。(3)调整电压至合理范围。(4)调整潮流迭代的计算方法。(5)调整潮流时，避免过大的调整。