第一篇：電力系統(tǒng)仿真

1、潮流計(jì)算

電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算，是指在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，元件參數(shù)和發(fā)電負(fù)荷參量條件下，計(jì)算有功功率、無(wú)功功率及電壓在電力網(wǎng)中的分布。通常給定的運(yùn)行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷點(diǎn)的功率、樞紐點(diǎn)電壓、平衡點(diǎn)的電壓和相位角，待求的運(yùn)行參量包括網(wǎng)絡(luò)中各母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。

2、潮流計(jì)算的目的

電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的最主要目的是為了讓電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為電力資源的調(diào)度，電網(wǎng)的規(guī)劃，電力系統(tǒng)的可靠性分析提供支撐。

具體表現(xiàn)：（1）、在電網(wǎng)規(guī)劃階段，通過(guò)潮流計(jì)算，合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn)，合理規(guī)劃網(wǎng)架，選擇無(wú)功補(bǔ)償方案，滿(mǎn)足規(guī)劃水平的大小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。（2）、在編年運(yùn)行方式時(shí)，在預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)及新設(shè)備投入運(yùn)行基礎(chǔ)上，選擇典型方式進(jìn)行潮流計(jì)算，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)，供調(diào)度人員日常調(diào)度控制參考，并對(duì)規(guī)劃、基建部門(mén)提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快基建進(jìn)度的建議。（3）、正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算，用于日常運(yùn)行方式的編制，指導(dǎo)發(fā)電廠(chǎng)開(kāi)機(jī)方式，有功、無(wú)功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案，滿(mǎn)足線(xiàn)路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。（4）、預(yù)想事故、設(shè)備退出對(duì)靜態(tài)完全的影響分析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式調(diào)整方案。

即電力系統(tǒng)在運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計(jì)算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計(jì)算。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛，最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí)，采用離線(xiàn)潮流計(jì)算，而在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控中，采用在線(xiàn)潮流計(jì)算。

3、本次仿真的目的及任務(wù)

通過(guò)仿真，了解和熟悉電力系統(tǒng)潮流分析計(jì)算的軟件的使用方法，結(jié)合理論知識(shí)，熟悉計(jì)算機(jī)解潮流分布時(shí)的方法，學(xué)會(huì)分析潮流計(jì)算的結(jié)果，對(duì)功率，電壓等作出評(píng)價(jià)是否符合要求，初步能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)一個(gè)小型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)供電的設(shè)計(jì)。

本次仿真中設(shè)計(jì)了一個(gè)三機(jī)五節(jié)點(diǎn)的小型交流電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，主要通過(guò)MATPOWER進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流的結(jié)算，得到每條支路上的功率流動(dòng)情況，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的損耗等，分析網(wǎng)絡(luò)中的損耗情況，損耗過(guò)大的話(huà)改進(jìn)算法重新進(jìn)行潮流的計(jì)算，得到更加合理的潮流分布。

第二篇：電力系統(tǒng)仿真模型參數(shù)

實(shí)驗(yàn)一：中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)A相接地故障實(shí)驗(yàn)

利用MATLAB搭建了小電流接地系統(tǒng)模型。線(xiàn)路采用分布參數(shù)模型，其正序參數(shù)為：

R0?0.23?R1?0.17?/km，L1?1.2mH/km，C1?9.697nF/km；零序參數(shù)：/Y/km，L0?5.48mH/km，C0?6nF/km；變壓器連接方式為：?，110KV/35KV；其中線(xiàn)路1所帶負(fù)載為2MVA，線(xiàn)路3所帶負(fù)載為5MVA。供電線(xiàn)路總長(zhǎng)度為100km，若故障發(fā)生在線(xiàn)路的50km處，且在0.02s發(fā)生故障，0.04s恢復(fù)正常運(yùn)行（在故障發(fā)生器中已設(shè)置），由于單相接地故障占到整個(gè)系統(tǒng)故障類(lèi)型的80%以上，所以，仿真以A相接地故障為例進(jìn)行。仿真模型中系統(tǒng)采樣頻率f?1000KHZ，整個(gè)仿真時(shí)間為0.06s。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：分別做出當(dāng)過(guò)渡電阻為5?、50?、500?時(shí)，線(xiàn)路UA、UB、UC以及IA、IB、IC的波形，并分析與所學(xué)單相接地故障時(shí)的邊界條件是否符合。

注意：

1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果分析等內(nèi)容都要填寫(xiě)完整，除實(shí)驗(yàn)結(jié)果（波形）應(yīng)另附外，其他都在實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上完成。

2.實(shí)驗(yàn)步驟描述模型的搭建過(guò)程，以及各個(gè)參數(shù)數(shù)值的大小和設(shè)置過(guò)

程。

3.4.結(jié)果分析要詳細(xì)且有說(shuō)服力。該模型時(shí)在MATLAB7.6（MATLABR2008a）中建立的模型，其它低版本的可能打不開(kāi)，建議同學(xué)們采用高版本軟件運(yùn)行模型。

實(shí)驗(yàn)二：電力系統(tǒng)潮流分析

采用實(shí)驗(yàn)一的模型，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二，做出：

阻抗依頻特性波形； 發(fā)揮部分：采用分析FFT變換特性以及潮流分析部分。注意：實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求和實(shí)驗(yàn)一一樣，必須嚴(yán)格給出實(shí)際的仿真步驟以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。

第三篇：電力系統(tǒng)建模仿真作業(yè)

風(fēng)電并網(wǎng)后靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析的建模與仿真

電力系統(tǒng)經(jīng)常采用P-V曲線(xiàn)分析法來(lái)分析有關(guān)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的問(wèn)題,P代表穿越傳輸斷面?zhèn)魉偷墓β驶蛘咭粋€(gè)區(qū)域的總負(fù)荷,V代表代表性節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓。P-V曲線(xiàn)分析法即是建立一個(gè)區(qū)域負(fù)荷或者傳輸界面潮流和節(jié)點(diǎn)電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn),從電力系統(tǒng)當(dāng)前的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)開(kāi)始,通過(guò)不斷增加P,使用潮流計(jì)算,描出代表節(jié)點(diǎn)的電壓變化曲線(xiàn),用P-V曲線(xiàn)的拐點(diǎn)來(lái)表示區(qū)域負(fù)荷或者傳輸界面功率的增加導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)臨界電壓崩潰的程度,即系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定極點(diǎn)。

在把P-V曲線(xiàn)法用于研究風(fēng)電的接入對(duì)電壓靜態(tài)穩(wěn)定性的影響時(shí),P代表的是風(fēng)電場(chǎng)輸出的有功功率,V為機(jī)端電壓、風(fēng)電接入點(diǎn)電壓（PCC電壓）等其他需要監(jiān)測(cè)的母線(xiàn)電壓。

實(shí)際上，P-V曲線(xiàn)法是在靜態(tài)情況下,研究風(fēng)速變化導(dǎo)致的風(fēng)電場(chǎng)輸出有功功率的變化對(duì)電網(wǎng)電壓的影響。用風(fēng)電輸出的有功功率引起的電壓水平的變化及當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)到電壓崩潰點(diǎn)的“距離”,反映風(fēng)電接入的電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定裕度。

在求取風(fēng)電接入系統(tǒng)的P-V曲線(xiàn)時(shí) ,除了系統(tǒng)平衡節(jié)點(diǎn)外,一般不考慮網(wǎng)內(nèi)其他常規(guī)機(jī)組的有功功率的變化以及網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的變化情況。

綜上,電網(wǎng)基于靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的風(fēng)電接納能力,即是以電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性作為約束條件,在保證電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)上盡可能多接入風(fēng)電。通常系統(tǒng)靜態(tài)電壓越限臨界點(diǎn)所接入的風(fēng)電容量即為系統(tǒng)可接納的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量。

1算例

本文通過(guò)IEEE14節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)作為算例，風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)變壓器和110 kV線(xiàn)路接入IEEEl4節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)的14號(hào)節(jié)點(diǎn)，使用以上算法對(duì)基于靜態(tài)電壓穩(wěn)定性下的一風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)功率極限進(jìn)行計(jì)算。

風(fēng)電場(chǎng)110kv線(xiàn)路IEEE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)圖2.2 風(fēng)電場(chǎng)接入IEEE14系統(tǒng)圖

圖中變壓器標(biāo)幺變比取1（在實(shí)際運(yùn)行中，可以通過(guò)改變變壓器的分接頭來(lái)調(diào)控特定節(jié)點(diǎn)的電壓），風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的線(xiàn)路參數(shù)為12.6+j24.96Ω。本文基于雙饋感應(yīng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行電壓靜態(tài)穩(wěn)定約束下接納能力計(jì)算。1.1基于雙饋感應(yīng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)接納能力計(jì)算 1.1.1Powerworld仿真軟件簡(jiǎn)介

Powerworld是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算程序,其擁有優(yōu)異的交互性能以及友好的用戶(hù)界面。PowerWorld軟件集電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、靜態(tài)安全分析、靈敏度分析、經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC/AGC、短路電流計(jì)算、,最優(yōu)潮流OPF、GIS功能、無(wú)功優(yōu)化、用戶(hù)定制模塊、電壓穩(wěn)定分析PV/QV、ATC計(jì)算、等多種龐大復(fù)雜功能于一體,并使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大豐富的三維可視化顯示技術(shù)。

1.1.2Powerworld仿真算例

按照前文所介紹的算例，仿真系統(tǒng)單線(xiàn)圖如下圖所示：

圖1.1 Power World下的ieee14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線(xiàn)圖

本文在原模型中另加入15號(hào)母線(xiàn)，并在15號(hào)母線(xiàn)上添加了一臺(tái)雙饋式感應(yīng)風(fēng)機(jī)來(lái)等值一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)。

本例中雙饋異步電機(jī)風(fēng)電機(jī)組采用恒功率因數(shù)控制方式,且功率因數(shù)cosφ = l，利用Powerworld中P-V曲線(xiàn)繪制功能，不斷增加在15號(hào)母線(xiàn)處的雙饋式感應(yīng)電機(jī)的有功輸出，繪制出風(fēng)電接入處電壓隨風(fēng)機(jī)并網(wǎng)功率變化的P-V曲線(xiàn)圖。如下圖所示：

圖1.2 風(fēng)電接入處P-V曲線(xiàn)圖

大規(guī)模風(fēng)電接入后,電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性降低的原因是風(fēng)機(jī)會(huì)消耗一定的無(wú)功功率。由上圖可以看出，當(dāng)風(fēng)電輸出有功功率功率較小時(shí)，風(fēng)電接入地區(qū)的電壓有所上升，這是因?yàn)轱L(fēng)電的接入為接入地區(qū)的電網(wǎng)提供了一定的有功功率，減少了該地區(qū)從主網(wǎng)吸收的功率，使得傳輸線(xiàn)路及變壓器上的無(wú)功損耗減小，降低了主網(wǎng)與風(fēng)電接入點(diǎn)的電壓差。

當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)輸出的有功功率進(jìn)一步增加時(shí)，風(fēng)電接入地區(qū)電壓下降，這是因?yàn)楫?dāng)風(fēng)電場(chǎng)輸出較大時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)附近局部電網(wǎng)由受端系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為送端系統(tǒng)。當(dāng)外送的有功出力繼續(xù)增加時(shí)，線(xiàn)路及變壓器上的無(wú)功消耗增大，需要從主網(wǎng)吸收大量的無(wú)功功率，無(wú)功功率的傳輸導(dǎo)致風(fēng)電接入點(diǎn)的電壓與主網(wǎng)的壓差不斷增大，導(dǎo)致接入點(diǎn)電壓水平不斷下降。當(dāng)系統(tǒng)電壓升高或降低超過(guò)電力系統(tǒng)的規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就容易導(dǎo)致電壓失穩(wěn)。

此外，風(fēng)電接入前的并網(wǎng)點(diǎn)電壓水平以及風(fēng)電場(chǎng)的功率因數(shù)也是影響電網(wǎng)接納風(fēng)電能力的重要因素。風(fēng)電接入前,并網(wǎng)點(diǎn)的電壓水平由整個(gè)系統(tǒng)決定，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓水平很高時(shí)，如果風(fēng)電的接入容量較小，則對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓的抬升效果可能會(huì)造成電壓越上限。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行在不同的功率因數(shù)下，即風(fēng)電機(jī)組吸收或發(fā)出無(wú)功功率會(huì)抬升或降低并網(wǎng)點(diǎn)及附近母線(xiàn)電壓，可能會(huì)造成電壓越限,使電網(wǎng)失去電壓穩(wěn)定性。由于常規(guī)電機(jī)具有一定的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，可以在機(jī)組的無(wú)功極限內(nèi)通過(guò)控制其無(wú)功輸出以保證連接節(jié)點(diǎn)的電壓維持穩(wěn)定，所以當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)出力較小時(shí)，與常規(guī)機(jī)組連接的母線(xiàn)電壓變化不大。

但是在風(fēng)電場(chǎng)出力持續(xù)增大的過(guò)程中，如果常規(guī)機(jī)組的無(wú)功調(diào)節(jié)能力達(dá)到了機(jī)組極限，即發(fā)出的無(wú)功功率超過(guò)極限值時(shí)，則隨著風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)功率的持續(xù)增加，其輸出無(wú)功不會(huì)再改變，以保證風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，母線(xiàn)電壓仍會(huì)下降。如下圖所示：

圖1.3 發(fā)電機(jī)母線(xiàn)的P-V曲線(xiàn)圖

再繪制出其余節(jié)點(diǎn)的P-V曲線(xiàn)圖，如圖1-4和1-5所示：

圖1.4 剩余母線(xiàn)P-V曲線(xiàn)圖

圖1.5 剩余母線(xiàn)P-V曲線(xiàn)圖

繪制出所有母線(xiàn)的P-V曲線(xiàn)圖后，分別觀察其母線(xiàn)電壓是否越限，得到節(jié)點(diǎn)電壓越限時(shí)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的集合，取其最小值即為基于電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性下的風(fēng)電最大并網(wǎng)功率。

第四篇：電力系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)

電力系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

摘要：調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一個(gè)重要的子系統(tǒng)，為科學(xué)分析電網(wǎng)，提高人員素質(zhì)，保證電網(wǎng)安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。本文在介紹DTS系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述了該系統(tǒng)的原理、組成及其主要功能，并重點(diǎn)探究了DTS系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：DTS；電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；發(fā)展現(xiàn)狀；關(guān)鍵技術(shù) 0 引言

調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(DTS）是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和電力系統(tǒng)分析技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷壯大，電網(wǎng)結(jié)線(xiàn)也越來(lái)越復(fù)雜、運(yùn)行方式也更加多樣化。提高調(diào)度員的專(zhuān)業(yè)水平，預(yù)防不安全運(yùn)行方式的出現(xiàn)，己被調(diào)度部門(mén)認(rèn)為是最積極的反事故措施之一。在這種環(huán)境下，DTS將成為培訓(xùn)調(diào)度員的強(qiáng)有力的工具，在調(diào)度日常工作中越來(lái)越起到舉足輕重的作用。1 DTS系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

由于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和對(duì)安全性要求高，調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）的建設(shè)顯得十分重要，事實(shí)證明，它是培訓(xùn)調(diào)度員的最佳工具[1]。

國(guó)外于1976年提出DTS的概念，1977年研制出第一套DTS，1978年美國(guó)EPRI組織了關(guān)于DTS的大討論后，DTS在國(guó)外迅速推廣，經(jīng)過(guò)十年多的發(fā)展，已基本穩(wěn)定，從上世紀(jì)90年代開(kāi)始將動(dòng)態(tài)仿真將面向?qū)ο蟮燃夹g(shù)引入DTS。國(guó)內(nèi) DTS的研究從上世紀(jì)80年代末開(kāi)始，1990年第一套DTS系統(tǒng)投運(yùn)，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，已從理論研究走向?qū)嶋H運(yùn)用，并逐漸形成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)。DTS的應(yīng)用從東北、華北和華東三大網(wǎng)調(diào)的試點(diǎn)，推廣到各個(gè)網(wǎng)省調(diào)、大中型地調(diào)、集控中心和大型變電站，并拓展到電力培訓(xùn)中心和高等院校電力專(zhuān)業(yè)。

DTS的體系結(jié)構(gòu)從與EMS接口采用“定制”方式的獨(dú)立型異構(gòu)系統(tǒng)到與EMS采用統(tǒng)一支持平臺(tái)的一體化系統(tǒng)，直至目前正在研究的與EMS接口采用“即插即用”方式的跨平臺(tái)系統(tǒng)（遵循IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)），使DTS的軟件功能經(jīng)歷了從單一到綜合，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程。其仿真方法包括對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)仿真、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)仿真、故障仿真、暫態(tài)仿真和全動(dòng)態(tài)仿真以及對(duì)保護(hù)的邏輯仿真和定值仿真，其設(shè)備模型包括一次設(shè)備、二次設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備以及部分動(dòng)力設(shè)備。DTS的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行從被動(dòng)到主動(dòng)，從偶爾使用到日常使用，其作用也由演示性轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)性，并成為調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)重要產(chǎn)品和控制中心培訓(xùn)調(diào)度員的得力工具。DTS系統(tǒng)原理[2]

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成，分別是:SCADA系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)和DTS系統(tǒng)。其中SCADA為數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，為調(diào)度員提供電網(wǎng)潮流的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù):EMS為能量管理系統(tǒng)，提供分析決策電網(wǎng)的各項(xiàng)功能;DTS為調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，根據(jù)EMS的歷史斷面或?qū)崟r(shí)斷面所形成的初始教案供調(diào)度員分析和研究。

DTS系統(tǒng)的原理，一邊表示實(shí)際的電網(wǎng)和調(diào)度系統(tǒng)，它通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備采集電力系統(tǒng)中各電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)(如頻率、潮流、電壓、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、繼電保護(hù)信號(hào)‘和事故信號(hào)等)通過(guò)通信通道送到調(diào)度室的實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)上，調(diào)度員坐在調(diào)度室中，面對(duì)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)和高級(jí)應(yīng)用軟件組成的EMS系統(tǒng)，完成對(duì)實(shí)際電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析決策。另一邊表示DTS系統(tǒng)，它好似實(shí)際電網(wǎng)及調(diào)度系統(tǒng)的“鏡像系統(tǒng)”，學(xué)員坐在學(xué)員室中充當(dāng)“調(diào)度員”，接受培訓(xùn)，學(xué)員室中配備與實(shí)際調(diào)度室一致的EMS軟硬件系統(tǒng)(即學(xué)員臺(tái))，讓學(xué)員有一種身臨其境的感覺(jué)；而教員一般由經(jīng)驗(yàn)豐富的資深調(diào)度員充當(dāng)，他坐在教員室里，利用教員臺(tái)，在培訓(xùn)前準(zhǔn)備教案，在培訓(xùn)中控制培訓(xùn)過(guò)程、設(shè)置電網(wǎng)事故，并充當(dāng) 廠(chǎng)站值班員，執(zhí)行由學(xué)員下達(dá)的“調(diào)度命令”，在培訓(xùn)結(jié)束后評(píng)價(jià)學(xué)員的調(diào)度能力。在培訓(xùn)進(jìn)行過(guò)程中，學(xué)員與教員之間的通信采用電話(huà)進(jìn)行，來(lái)模擬調(diào)度室調(diào)度員和廠(chǎng)站值班員之間的通信方式。教員室與學(xué)員室是同一個(gè)屋子，電力系統(tǒng)模型和遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備模型分別是實(shí)際電力系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的數(shù)字仿真。3 DTS系統(tǒng)的組成

DTS通過(guò)模擬電力系統(tǒng)和控制中心為調(diào)度員提供一個(gè)逼真的環(huán)境，以便培訓(xùn)在系統(tǒng)正常、故障和恢復(fù)情況下的操作[3]。其基本組成部分應(yīng)有四個(gè)：

（1）控制中心模型(CCM)。CCM應(yīng)與實(shí)際控制中心的環(huán)境一致，并且具有能量管理系統(tǒng)(EMS)的各種功能。CCM是培訓(xùn)模擬量中學(xué)員所面對(duì)的環(huán)境，包括網(wǎng)絡(luò)分析(NA)、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(SCADA)、自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)等功能。

（2）電力系統(tǒng)模型(PSM)。PSM模擬電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及各種設(shè)備的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)，包括發(fā)電機(jī)組、輸電線(xiàn)路、負(fù)荷、變壓器和繼電器等。對(duì)PSM的要求是真實(shí)，要協(xié)調(diào)好計(jì)算速度和模型精度之間的關(guān)系。

（3）教員臺(tái)(IP)。IP提供了監(jiān)視和控制培訓(xùn)過(guò)程的功能，包括初始化和調(diào)整控制參數(shù)、設(shè)置事件序列、與學(xué)員通信及干預(yù)培訓(xùn)進(jìn)程等。

（4）可以直接采集電力系統(tǒng)模型的狀態(tài)真值進(jìn)行電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評(píng)估。通過(guò)該系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)評(píng)估，以供教員在評(píng)估學(xué)員水平時(shí)參考，可進(jìn)行培訓(xùn)評(píng)估打分，并給出評(píng)估報(bào)告，以實(shí)現(xiàn)學(xué)員自我培訓(xùn)。4 DTS系統(tǒng)功能

系統(tǒng)分為九大功能[4]：基本調(diào)度指令模擬，故障的設(shè)置，誤操作的模擬，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置動(dòng)作的模擬，開(kāi)關(guān)或保護(hù)誤、拒動(dòng)模擬，查詢(xún)、監(jiān)視功能，培訓(xùn)過(guò)程控制，教案制作，培訓(xùn)評(píng)估。

（1）基本調(diào)度指令模擬：1）開(kāi)關(guān)分/合操作；2）刀閘投/切操作；3）發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)/退出操作；4）發(fā)電機(jī)增/減出力操作；5）負(fù)荷調(diào)節(jié)；6）發(fā)電機(jī)無(wú)功(或電壓)調(diào)節(jié)；7）電容器、電抗器的投切；8）變壓器分接頭轉(zhuǎn)換；9）AGC控制；10）保護(hù)定值、時(shí)限的修改及投切操作；11）自動(dòng)裝置的定值修改、投切、復(fù)位操作；12）各種故障處理；13）故障后的復(fù)原操作。

（2）故障的設(shè)置

用于進(jìn)行故障培訓(xùn)時(shí)模擬各種故障時(shí)間的輸入，教員可以根據(jù)需要選擇下列故障要素：1）故障起始時(shí)間：以培訓(xùn)時(shí)鐘為參考，選定故障時(shí)刻(時(shí)、分、秒)；2）故障點(diǎn)：在任何網(wǎng)絡(luò)元件(如發(fā)電機(jī)、線(xiàn)路、變壓器、電抗器、母線(xiàn)等)的某一位置處(如線(xiàn)路距始端處的百分比值)；3）故障的持續(xù)時(shí)間：瞬時(shí)，故障可自動(dòng)重合成功；延時(shí)，故障后自動(dòng)重合不成功，但一次手動(dòng)強(qiáng)送能成功;延時(shí)，故障后自動(dòng)重合一次強(qiáng)送不成功，二次強(qiáng)送可成功；永久故障，未經(jīng)檢修消除，重合永不成功。故障類(lèi)型:單相接地，兩相短路，兩相短路接地，三相短路，一相斷線(xiàn)，二相斷線(xiàn)，三相斷線(xiàn)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障以及電力系統(tǒng)其它常見(jiàn)故障。故障點(diǎn)接地阻抗：可零阻抗直接接地，也可輸入某一阻抗值接地。

（2）誤操作的模擬

對(duì)于帶負(fù)荷拉刀閘、帶負(fù)荷合刀閘、用刀閘充空載線(xiàn)路或變壓器、帶空載線(xiàn)路或變壓器拉刀閘、帶電壓合地刀、帶地刀合開(kāi)關(guān)、強(qiáng)送至永久故障上等基本操作均可自動(dòng)生成相應(yīng)的故障事件。

（3）繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置動(dòng)作的模擬

故障時(shí)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置模型將自動(dòng)顯示其動(dòng)作情況，并伴有音響和閃光信號(hào)，同時(shí)通過(guò)跳開(kāi)相應(yīng)的元件開(kāi)關(guān)去影響PSM。故障應(yīng)跳開(kāi)的開(kāi)關(guān)在繼電保護(hù)模擬時(shí)，可選用下列 兩種方法：邏輯判斷法和定值比較法。

（4）開(kāi)關(guān)或保護(hù)誤、拒動(dòng)模擬

能夠模擬實(shí)際電網(wǎng)中的電氣設(shè)備誤動(dòng)、拒動(dòng)行為。并根據(jù)誤動(dòng)、拒動(dòng)情況模擬下級(jí)或越級(jí)的動(dòng)作行為。

（5）查詢(xún)、監(jiān)視功能

應(yīng)可查看全網(wǎng)設(shè)備的保護(hù)、自動(dòng)裝置、低頻減載、低壓減載動(dòng)作信息、培訓(xùn)過(guò)程中的電網(wǎng)越限信息?？杀O(jiān)視培訓(xùn)過(guò)程中的各種有功、無(wú)功、電流、電壓、頻率等電氣量的變化和越限情況。

（6）培訓(xùn)過(guò)程控制 可以進(jìn)行培訓(xùn)開(kāi)始、培訓(xùn)暫停、培訓(xùn)繼續(xù)、培訓(xùn)停止等操作，并能夠?qū)崿F(xiàn)培訓(xùn)重演功能，包括重演開(kāi)始、重演暫停、重演繼續(xù)、重演結(jié)束和培訓(xùn)速率設(shè)置等操作。

（8）教案制作

能夠記錄了培訓(xùn)的初始方式和教員設(shè)置的事件列表，可用于反復(fù)培訓(xùn)不同的學(xué)員。教案內(nèi)容應(yīng)包括教案名稱(chēng)、制作人、制作時(shí)間、共享屬性、教案描述等信息。

（9）培訓(xùn)評(píng)估

可根據(jù)學(xué)員在培訓(xùn)過(guò)程中的操作行為給出評(píng)估，同時(shí)對(duì)誤操作、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的動(dòng)作信息、學(xué)員操作行為造成越限的情況做出相應(yīng)的記錄，并打印出評(píng)估報(bào)表。

DTS系統(tǒng)應(yīng)可滿(mǎn)足上述各項(xiàng)基本功能的需求，其穩(wěn)態(tài)電力系統(tǒng)模型應(yīng)可模擬各種操作或保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)以后的新工況下的系統(tǒng)潮流，其動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)模型應(yīng)可模擬上述故障或誤操作后電力系統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)過(guò)程。5 DTS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 5.1 跨平臺(tái)技術(shù)[5] DTS系統(tǒng)統(tǒng)遵循IEC61970新標(biāo)準(zhǔn)，提供CIM/CIS接口，滿(mǎn)足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互及共享的要求。CIM和CIS為DTS系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享提供了數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)。CIM主要定義了公用的電網(wǎng)模型規(guī)范，是數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn);而CIS則定義了軟件即插即用的接口描述，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌跇?biāo)準(zhǔn)。

DTS系統(tǒng)既可與EMS系統(tǒng)一體化實(shí)施，也可以作為獨(dú)立系統(tǒng)配合其它廠(chǎng)家的EMS系統(tǒng)運(yùn)行，可通過(guò)符合IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)的CIM/CIS接口從第三方廠(chǎng)家的EMS系統(tǒng)獲取電網(wǎng)模型、方式數(shù)據(jù)等，減少用戶(hù)的重復(fù)維護(hù)工作DTS系統(tǒng)的支撐平臺(tái)對(duì)底層操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)進(jìn)行封裝，對(duì)外提供與具體應(yīng)用系統(tǒng)和硬件無(wú)關(guān)的統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行接口。提供了異構(gòu)環(huán)境下互操作的機(jī)制，還提供跨平臺(tái)的圖形技術(shù)。在不同的硬件平臺(tái)上均可實(shí)現(xiàn)DTS, DTS子系統(tǒng)也可分布在不同的硬件平臺(tái)上。圖1所示為跨平臺(tái)框架示意圖。

圖1 跨平臺(tái)構(gòu)架示意圖

5.2 圖模庫(kù)一體化技術(shù)[5] 所謂圖模庫(kù)一體化，即在繪制廠(chǎng)站接線(xiàn)圖的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)接，生成電網(wǎng)模型，確定拓?fù)潢P(guān)系，為電網(wǎng)分析打下良好的基礎(chǔ)。圖模庫(kù)一體化技術(shù)按照面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計(jì)的基于CIM的圖庫(kù)一體化技術(shù)，供了一套先進(jìn)的圖形制導(dǎo)工具，圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)錄入一體化，作圖的同時(shí)可在圖形上錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，使作圖和錄入數(shù)據(jù)一次完成，自動(dòng)建立圖形上的設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。所見(jiàn)即所得，便于快速生成系統(tǒng)。圖模庫(kù)一體化技術(shù)可以根據(jù)接線(xiàn)圖上的連接關(guān)系自動(dòng)建立整個(gè)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓樸關(guān)系，大大簡(jiǎn)化了EMS系統(tǒng)的工程化工作和維護(hù)工作，而且保證了維護(hù)工作的正確性，避免人為錯(cuò)誤，保證圖形、模型、數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性，減少建模和建庫(kù)時(shí)間。5.3 區(qū)域聯(lián)合聯(lián)合反事故演習(xí)技術(shù)[5] 可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)、省、地、縣等各級(jí)調(diào)度聯(lián)合反事故演習(xí)。既做到各種演習(xí)信息的發(fā)布又可實(shí)現(xiàn)各調(diào)度控制中心和參演廠(chǎng)站的遠(yuǎn)程操作。提供機(jī)制以防止多用戶(hù)并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)的擁塞，并能滿(mǎn)足遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)刷新響應(yīng)的實(shí)時(shí)性要求。DTS主站和各DTS子站的數(shù)據(jù)傳輸接口和仿真計(jì)算接口是關(guān)鍵技術(shù)。DTS主站與各DTS子站的接口如下:DTS子站的計(jì)算結(jié)果(主要指變壓器110kV側(cè)的負(fù)荷值)可以提供給DTS主站使用，DTS主站的計(jì)算結(jié)果為DTS子站提供外網(wǎng)數(shù)據(jù)。各級(jí)DTS的互聯(lián)基于工EC61970的C工M信息模型與AP工接口標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)庫(kù)基于CIM模型，數(shù)據(jù)傳輸上采用CIS接口協(xié)議。5.4 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)[6] 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)是支持實(shí)時(shí)事務(wù)的最佳技術(shù)，其本質(zhì)特征是其“主拷貝”或“工作版本”常駐內(nèi)存，即活動(dòng)事務(wù)只與實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)存拷貝打交道。顯然，它要求較大的內(nèi)存量(根據(jù)不同的數(shù)據(jù)量所需的內(nèi)存量也不相同)，但并不要求任何時(shí)刻整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都能存放在內(nèi)存，而是將要處理的數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)規(guī)則放到內(nèi)存中，即內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)還是要通過(guò)I/O來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。盡管如此，但它己不是傳統(tǒng)磁盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，所以傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)適用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、事務(wù)處理算法與優(yōu)化、并發(fā)控制及恢復(fù)等技術(shù)對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)不一定合適。特別是在處理巨量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性方面，由于其數(shù)據(jù)及事務(wù)事務(wù)處理不涉及I/O。內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)體現(xiàn)出其巨大的處理效率優(yōu)勢(shì)，但考慮內(nèi)存直接快速存取的特點(diǎn)，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的有關(guān)技術(shù)，如搜索算法、恢復(fù)機(jī)制等都不同于傳統(tǒng)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，所以其設(shè)計(jì)應(yīng)該打破傳統(tǒng)磁盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)觀念，以CPU和內(nèi)存空間的高效利用為目標(biāo)，再根據(jù)具體的硬件條件來(lái)重新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)各種合適的數(shù)據(jù)處理和事務(wù)管理的算法、技術(shù)、方法及機(jī)制。5.5仿真算法技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)主流的DTS計(jì)算方法主要有以下三種[4]：分別是動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算方法，穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)結(jié)合切換計(jì)算方法以及全過(guò)程仿真算法;動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算方法由于計(jì)算精度較差一般不采用，目前主要采用的是穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)結(jié)合切換算法和全過(guò)程仿真算法。下面對(duì)以上三種算法進(jìn)行分別介紹。5.5.1 動(dòng)態(tài)潮流算法

動(dòng)態(tài)潮流算法的基本是潮流算法，一般設(shè)定固定的統(tǒng)一頻率，只模擬電網(wǎng)的設(shè)備，排除發(fā)電設(shè)備的微分方程，同時(shí)將系統(tǒng)的不平衡功率分配給系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)組。該算法的優(yōu)點(diǎn)是:計(jì)算量小，潮流計(jì)算可以擴(kuò)大到每分鐘計(jì)算。而缺點(diǎn)則是無(wú)法展示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程和長(zhǎng)過(guò)程，容易造成機(jī)組間擺動(dòng)。其算法框圖如圖2所示。

圖2 動(dòng)態(tài)潮流算法框圖

5.5.2 穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)切換結(jié)合算法

這種方法是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)采用動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算，而系統(tǒng)在故障或受到大的沖擊擾動(dòng)情況下，則采用穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)算法相結(jié)合的方法，在系統(tǒng)穩(wěn)定后只保留網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程，不考慮機(jī)組之間的擺動(dòng)，繼續(xù)進(jìn)行過(guò)動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算。這種算法優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算量小，缺點(diǎn)在于如果在第一次沖擊擾動(dòng)穩(wěn)定以后再次發(fā)生擾動(dòng)情況時(shí)，第二次所采用的發(fā)電機(jī)微分方程所取得的初始值不夠精確，造成再次計(jì)算的精度差。

而DTS用于電網(wǎng)大事故處理時(shí)，由于繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，或由于運(yùn)行人員操作錯(cuò)誤(如誤合接地刀)或系統(tǒng)中偶然又發(fā)生故障，再度又第二次大干擾的可能性是存在的。穩(wěn)態(tài)模型與暫態(tài)模型來(lái)回切換，程序復(fù)雜，精度較差。算法簡(jiǎn)單框圖如圖3所示。

圖3 穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)切換算法框圖 5.5.3 全動(dòng)態(tài)仿真算法

為了能夠方便電網(wǎng)分析，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備元件在電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程中地響應(yīng)特性的分析，根據(jù)研究目的的不同我們?nèi)藶榈貙㈦娏ο到y(tǒng)劃分為幾個(gè)問(wèn)題，針對(duì)以上的幾種問(wèn)題簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)中相應(yīng)的設(shè)備(元件特性等)。例如，潮流計(jì)算認(rèn)為電網(wǎng)有功、無(wú)功符合平衡，系統(tǒng)無(wú)擺動(dòng)。此時(shí)電網(wǎng)頻率為50HZ，數(shù)學(xué)上虛擬一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)即平衡節(jié)點(diǎn)既作為功角的基準(zhǔn)平衡電網(wǎng)有功功率偏差[7]。

電力系統(tǒng)在故障情況下受到較大的擾動(dòng)，一般在0-25秒是個(gè)機(jī)電的暫態(tài)過(guò)程，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，可能發(fā)生機(jī)組之間的擺動(dòng)，造成系統(tǒng)中頻率不同，而正常運(yùn)行是電網(wǎng)中各點(diǎn)的頻率應(yīng)該是一致的，造成頻率不一致的原因主要是機(jī)組與系統(tǒng)的負(fù)荷不一致，頻率失穩(wěn)在系統(tǒng)可能影響較長(zhǎng)時(shí)間，全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真算法是將暫態(tài)過(guò)程和中長(zhǎng)期過(guò)程相結(jié)合起來(lái)計(jì)算。該方法優(yōu)點(diǎn)是，在故障的全過(guò)程中電力系統(tǒng)動(dòng)作模擬相對(duì)逼真，缺點(diǎn)是計(jì)算量大，同時(shí)存在的計(jì)算數(shù)穩(wěn)定能否穩(wěn)定的問(wèn)題[8]。全動(dòng)態(tài)仿真算法簡(jiǎn)單框圖如圖4所示。

圖2 全動(dòng)態(tài)仿真算法框圖 結(jié)語(yǔ)

調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)、控制中心的模擬，為調(diào)度員提供了一個(gè)與實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)度完全相同的環(huán)境，用以培訓(xùn)調(diào)度員，使其能夠更好地處理系統(tǒng)各種情況下的操作任務(wù)，而且可以提高調(diào)度員的反事故能力。同時(shí)由于調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)的真實(shí)性，使反事故演習(xí)或培訓(xùn)過(guò)程更加科學(xué)有針對(duì)性，避免經(jīng)驗(yàn)主義。

本文通過(guò)對(duì)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、系統(tǒng)原理、基本組成及其主要功能的介紹，進(jìn)而梳理了系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，使讀者對(duì)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)有了一個(gè)深入的了解。參考文獻(xiàn)：

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第五篇：電力系統(tǒng)仿真MATPOWER潮流計(jì)算

IEEE30節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算

寧夏大學(xué)新華學(xué)院 馬智

潮流計(jì)算，指在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、元件參?shù)和發(fā)電、負(fù)荷參量條件下，計(jì)算有功功率、無(wú)功功率及電壓在電力網(wǎng)中的分布。潮流計(jì)算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機(jī)、負(fù)荷等元件的運(yùn)行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算。通常給定的運(yùn)行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷點(diǎn)的功率、樞紐點(diǎn)電壓、平衡點(diǎn)的電壓和相位角。待求的運(yùn)行狀態(tài)參量包括電網(wǎng)各母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。它是基于配電網(wǎng)絡(luò)特有的層次結(jié)構(gòu)特性，論文提出了一種新穎的分層前推回代算法。該算法將網(wǎng)絡(luò)支路按層次進(jìn)行分類(lèi)，并分層并行計(jì)算各層次的支路功率損耗和電壓損耗，因而可大幅度提高配電網(wǎng)潮流的計(jì)算速度。論文在MATLAB環(huán)境下，利用其快速的復(fù)數(shù)矩陣運(yùn)算功能，實(shí)現(xiàn)了文中所提的分層前推回代算法，并取得了非常明顯的速度效益。另外，論文還討論發(fā)現(xiàn)，當(dāng)變壓器支路阻抗過(guò)小時(shí)，利用Π型模型會(huì)產(chǎn)生數(shù)值巨大的對(duì)地導(dǎo)納，由此會(huì)導(dǎo)致潮流不收斂。為此，論文根據(jù)理想變壓器對(duì)功率和電壓的變換原理，提出了一種有效的電壓變換模型來(lái)處理變壓器支路，從而改善了潮流算法的收斂特性。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；潮流分析；MATLAB

潮流計(jì)算的目的

電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算最主要的目的是為了讓電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。所以考留到經(jīng)及調(diào)度、電網(wǎng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)可靠性分析。

具體表現(xiàn)在以下方面：

①在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過(guò)潮流計(jì)算,合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn),合理規(guī)劃網(wǎng)架,選擇無(wú)功補(bǔ)償方案,滿(mǎn)足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。

②在編制年運(yùn)行方式時(shí),在預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)及新設(shè)備投運(yùn)基礎(chǔ)上,選擇典型方式進(jìn)行潮流計(jì)算,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié),供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考,并對(duì)規(guī)劃、基建部門(mén)提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu),加快基建進(jìn)度的建議。

③正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算,用于日運(yùn)行方式的編制,指導(dǎo)發(fā)電廠(chǎng)開(kāi)機(jī)方式,有功、無(wú)功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案,滿(mǎn)足線(xiàn)路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。

④預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對(duì)靜態(tài)安全的影響分析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式調(diào)整方案。

總結(jié)為在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計(jì)算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計(jì)算。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí)，采用離線(xiàn)潮流計(jì)算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控中，則采用在線(xiàn)潮流計(jì)算。

MATLAB軟件的應(yīng)用

MATLAB Compiler是一種編譯工具，它能夠?qū)編寫(xiě)的函數(shù)文件生成函數(shù)庫(kù)或者可執(zhí)行文件COM組件等，以提供給其他高級(jí)語(yǔ)言如C++、C#等進(jìn)行調(diào)用由此擴(kuò)展MATLAB的應(yīng)用范圍，將MATLAB的開(kāi)發(fā)效率與其他高級(jí)語(yǔ)言的運(yùn)行結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，豐富程序開(kāi)發(fā)的手段。

目前電子計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的分析計(jì)算，潮流計(jì)算是其基本應(yīng)用軟件之一?，F(xiàn)有很多潮流計(jì)算方法。對(duì)潮流計(jì)算方法有五方面的要求：（1）計(jì)算速度快（2）內(nèi)存需要少（3）計(jì)算結(jié)果有良好的可靠性和可信性（4）適應(yīng)性好，即能處理變壓器變比調(diào)整、系統(tǒng)元件的不同描述和與其它程序配合的能力強(qiáng)（5）簡(jiǎn)單。

MATLAB是一種交互式、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用于工業(yè)界與學(xué)術(shù)界，主要用于矩陣運(yùn)算，同時(shí)在數(shù)值分析、自動(dòng)控制模擬、數(shù)字信號(hào)處理、動(dòng)態(tài)分析、繪圖等方面也具有強(qiáng)大的功能。

MATLAB程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)完整，且具有優(yōu)良的移植性，它的基本數(shù)據(jù)元素

是不需要定義的數(shù)組。它可以高效率地解決工業(yè)計(jì)算問(wèn)題，特別是關(guān)于矩陣和矢量的計(jì)算。MATLAB與C語(yǔ)言和FORTRAN語(yǔ)言相比更容易被掌握。通過(guò)M語(yǔ)言，可以用類(lèi)似數(shù)學(xué)公式的方式來(lái)編寫(xiě)算法，大大降低了程序所需的難度并節(jié)省了時(shí)間，從而可把主要的精力集中在算法的構(gòu)思而不是編程上。

另外，MATLAB提供了一種特殊的工具：工具箱（TOOLBOXES）.這些工具箱主要包括：信號(hào)處理（SIGNAL PROCESSING）、控制系統(tǒng)（CONTROL SYSTEMS）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NEURAL NETWORKS）、模糊邏輯(FUZZY LOGIC)、小波(WAVELETS)和模擬（SIMULATION）等等。不同領(lǐng)域、不同層次的用戶(hù)通過(guò)相應(yīng)工具的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，可以方便地進(jìn)行計(jì)算、分析及設(shè)計(jì)工作。

MATLAB設(shè)計(jì)中，原始數(shù)據(jù)的填寫(xiě)格式是很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它與程序使用的方便性和靈活性有著直接的關(guān)系。原始數(shù)據(jù)輸入格式的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)從使用的角度出發(fā)，原則是簡(jiǎn)單明了，便于修改。

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圖1 IEEE-30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線(xiàn)圖

總結(jié)及感想

通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我知道了潮流計(jì)算的基本步驟和方法，明白了潮流計(jì)算對(duì)于電力系統(tǒng)的重要性，準(zhǔn)確的潮流計(jì)算對(duì)于工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)有著十分重要的意義。這次實(shí)習(xí)忙碌但是充實(shí)，在其中我發(fā)現(xiàn)了自己的不足，自己知識(shí)的很多漏洞，和基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，課外知識(shí)知之甚少?？吹搅俗约豪碚撀?lián)系實(shí)際的能力還需提高，也知道了自己以后學(xué)習(xí)的方向和目的。這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己意義很大，自己從中獲得很多東西。