案例

3 机 9 节点系统潮流计算
10 机 39 节点系统潮流计算
10 机 39 节点系统功率不平衡量计算

本案例使用 IEEE 9 节点模板算例，演示潮流计算的基本使用方法。

在 SimStudio 工作台，点击新建电力系统仿真项目。

点击左上角的新建图标，选中 IEEE 标准系统，选择 3 机 9 节点标准测试系统，最后点击新建。

模板中已经对元件的潮流相关初始值参数进行了设置，比如同步发电机的 Power Flow Data 参数配置如下：

	Bus Type	Injected Active Power [MW]	Bus Voltage Magnitude [p.u.]	Bus Voltage Angle [Deg]
Gen1	Slack Bus	-	1	0
Gen2	PV Bus	150	1	-
Gen3	PV Bus	90	1	-

点击运行标签页，新建潮流仿真计算方案，选中并开始设置仿真方案：将初值设置与约束设置的开关均开启，求解方式选择潮流计算，最大迭代次数为 30；输出设置中开启报告输入错误，并选择显示全部求解日志；运行设置使用默认队列，1虚拟核心的计算资源，优先级为 0，调试参数为空。

点击左上角的运行按钮，在结果页面会显示潮流计算结果相关的表格。

点击潮流回写数据选项框下的修改项目文件按钮，弹出的确认框中点击应用，将潮流计算得到的结果回写到支持潮流计算的元件参数组中。

本案例使用 IEEE 39 节点模板算例，说明 IEEE 39 节点模板的特性，并演示潮流计算的基本使用方法。

IEEE 39 节点标准系统，是美国新英格兰地区的一个电力网络。该系统包括 10 台发电机，39 个母线，12 台变压器。所有电机均采用了励磁、调速以及电力系统稳定器 PSS 进行调控。作为测试，在实例算例中，于 bus-16 母线处添加了时长 0.1s 的三相接地短路故障，用户可根据需要自行修改、删除或添加。该算例可用于传统暂态稳定分析，励磁、调速控制器设计，系统调频等特性分析等。

点击左上角的新建图标，选中 IEEE 标准系统，再选择 10 机 39 节点标准测试系统，最后点击新建。

IEEE39 节点标准系统中，对电机采用了子系统功能进行封装。每个子系统内部的拓扑如下图所示（以 30 号电机为例），每台电机包含励磁器、调速器、原动机、电力系统稳定器四种控制器模型。

算例中所有同步电机参数、传输线参数、变压器参数来源于文献¹，算例中采用 IEEE 标准的 EXST1(PTI) 型励磁调节器、STEAM_GOV_1 型调速器和 STEAM_TUR_1 型原动机，具体信息见文献²。
对于潮流计算，模板中已经对元件的潮流相关初始值参数进行了设置，比如同步发电机的 Power Flow Data 参数配置如下：

	Bus Type	Injected Active Power [MW]	Bus Voltage Magnitude [p.u.]	Bus Voltage Angle [Deg]
Gen30	PV	250	1.047	-
Gen31	PV	660	0.982	-
Gen32	PV	650	0.983	-
Gen33	PV	632	0.997	-
Gen34	PV	508	1.012	-
Gen35	PV	650	1.049	-
Gen36	PV	560	1.063	-
Gen37	PV	540	1.027	-
Gen38	PV	830	1.026	-
Gen39	Slack	-	1.03	0

在运行标签页，新建潮流仿真计算方案，选中并开始设置仿真方案：将初值设置与约束设置的开关均开启，求解方式选择潮流计算，最大迭代次数为 30；输出设置中开启报告输入错误，并选择显示全部求解日志；运行设置使用默认队列，1 逻辑核心的计算资源，优先级为 0，调试参数为空。

点击左上角的运行按钮，在结果页面会显示潮流计算结果相关的表格。

点击潮流回写数据选项框下的修改项目文件按钮，弹出的确认框中点击应用，将潮流计算得到的结果回写到支持潮流计算的元件参数组中。

本案例使用 IEEE 39 节点模板算例，说明功率不平衡量计算的使用方法。

按照案例 10 机 39 节点系统潮流计算进行操作后，该算例中的潮流数据已写回算例的元件参数组中，这时可以使用功率不平衡量计算求解当前母线电压下，系统的功率不平衡量。

点击运行标签页，新建潮流仿真计算方案，选中并开始设置仿真方案：将初值设置与约束设置的开关均开启，求解方式选择功率不平衡量，输出设置中开启报告输入错误，并选择显示全部求解日志；运行设置使用默认队列，1 逻辑核心的计算资源，优先级为 0，调试参数为空。

点击左上角的运行按钮，在结果页面会显示功率不平衡量计算的结果表格。

功率不平衡量计算适用场景

功率不平衡量计算主要针对于 PSASP 或 BPA 转换的算例（PSASP-CloudPSS 算例转换工具），由于原算例已有潮流数据，可根据功率不平衡量计算的结果表格检查潮流是否收敛。对于计算收敛的潮流解，Buses 表格的 $P_{res}$ ， $Q_{res}$ 均为接近 0 的值。（若潮流不收敛。排查方法可见潮流不收敛该如何排查）。

Luc Gérin-Lajoie. IEEE PES Task Force on Benchmark Systems for Stability Controls[R]. EMTP-RV 39-bus system, Version 1.5 - Mars 04, 2015 ↩︎
IEEE Std 421.5™-2005. IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies. New York, IEEE, 2005 ↩︎

脚注​

脚注