PSASP 软件使用手册

电力系统综合分析计算实验指导（PSASP 软件手册）

1 软件简介

1.1 概述

《电力系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package，PSASP）是由中国电力科学研究院研发的电力系统分析程序。主要用于电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可行的规划设计方案；运行调度人员确定系统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施；科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题以及高等院校用于教学和研究。

基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP 可进行电力系统（输电、供电和配电系统）的各种计算分析。包括：稳态分析的潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等；

故障分析的短路计算、复杂故障计算以及继电保护整定计算等；

机电暂态分析的暂态稳定计算、直接法暂态稳定计算、电压稳定计算、小干扰稳定计算、动态等值、马达起动、控制系统参数优化与协调以及电磁－机电暂态分析的次同步谐振计算等。

PSASP 有着友好、方便的人机界面，如基于图形的数据输入和图上操作，自定义模型图以及图形、曲线、报表等各种形式输入。

PSASP 与 Excel、AutoCAD、Matlab 等通用的软件分析工具有着方便的接口，可充分利用这些软件的资源。

PSASP 应用程序的共同特点是：

?可计算大规模（可达 3000 个母线或更多）的交直流混合电力系统

?有公用的数据库做支持，不必为每一种计算准备其基础数据

?有固定模型库和用户自定义模型库作支持

?不但有通常的文本方式计算，而且还有单线图上的操作（修改数据、

操作开关、增加故障等）计算，其计算结果直接标注在图上，具有仿

真的效果。

?具有多种形式（图形、图示、报表、曲线等）的结果分析输出

?提供了与 Excel、AutoCAD、Matlab 等常用软件工具的接口

我校购买的 PSASP 软件包主要包括以下功能模块：潮流计算；暂态稳定计算；短路计算，网损分析计算；静态安全分析；最优潮流（含无功优化）计算；小干扰稳定分析计算；用户程序接口；单线图和地理位置图的绘制；继电保护整定计算（试用版）。

1.2 部分功能简介

潮流计算

?提供 P-Q 分解、牛顿、最佳乘子等五种计算方法，以保证良好的收敛性

?具有电压和功率的自动控制功能

?可考虑自动调节变压器和移相器

?可通过 UD 功能实现自动发电控制（AGC）、可控串补（TCSC）及嵌套 FACTS 元件功能

?灵活多样的计算结果报表、图形和图示化输出

暂态稳定计算

?提供了多种常用电力系统元件（同步机、励磁系统、调速器、PSS、马达、静补、直流等）模型

?可通过 UD 实现其他各种元件设备的建模和自动控制功能

?可模拟任意组合的多重复杂故障

?可模拟冲击负荷、负荷功率随机波动等扰动的影响

?可模拟快关汽门、快调励磁及按不同准则切机、切负荷、断开线路开关等稳定措施

?计算过程可以监控

短路计算

?可在全网或指定区域或电压等级范围内进行短路电流扫描计算

?可执行任意组合的多重复杂故障短路电流计算

?可计算电网各节点的正、负、零序戴维南等值阻抗

?可考虑平行线路零序互感的影响

?输出内容灵活多样：短路电流和容量；正、负、零序和 A、B、C 相的电压和电流；各节点戴维南等值阻抗；各支路视在阻抗等。

?直观方便的图上操作和图上结果显示

其它相关的分析计算功能请查看程序帮助。

1.3 PSASP 计算流程

文本方式图形方式

数据录入和编辑文本方式图形方式

电网基础数据库用户自定义模型库

各种计算公共部分

计算作业的定义

（潮流、短路、

暂稳作业……）

执行计算

计算结果库

结果的编辑和输出说明：文本方式图形方式

文本方式图形方式

①虚线以上是各种计算(潮流、暂态稳定、短路等)的公共部分，即基础数据准备。可通过文本和图形两种方式建立和编辑，最终生成可供各种计算分析的电网基础数据库。

②虚线以下为各种计算特有的部分。其中需要用户参与的有两部分：

其一是计算作业的定义。确定电网的结构，运行方式及计算的控制(计

算方法，迭代误差、控制功能的投入等)。这里有文本和图形两种方式支持。

其二是计算结果的编辑和输出。即选择输出的范围和内容，这里有文本和图形两种方式：

? 文本方式是生成报表、报表文件和简单图示；

?图形方式是在单线图上直接标识。

2 实验目的

通过对一个9节点的3机系统的分析熟悉电力系统分析中有关潮流计算、短路计算以及暂态稳定计算的相关概念，常用的计算方法，初步熟悉电力系统的分析过程和 PSASP软件的使用。

3 实验内容

9 节点系统单线图如下：

以上为系统常规运行方式的单线图。由于母线 STNB-230 处的负荷增加，需对原有电网进行改造，具体方法为：在母线 GEN3-230 和 STNB－230 之间

增加一回输电线，增加发电机 3 的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示。

针对该系统，我们要进行新增改造前后系统的分析，分别进行潮流计算，短路计算，暂态稳定的计算，并用报表方式和图形方式输出结果，并对结果进行分析。

实验一数据录入和单线图的绘制

实验目的：

通过输入 9 节点系统的基础数据并绘制其单线图熟悉 PSASP 软件的使用。并为今后的分析提供基础数据。

预习要求：

阅读 PSASP 软件的帮助以及其他相关文档了解 PSASP 软件的功能，数据结构和操作方法。

实验内容：

3.1 基础数据的录入

1 进入 PSASP 主画面

点击桌面上PSASP6.1图标（或单击开始\程序\PSASP6.1\电力系统综合分析程序），弹出 PSASP封面后，按任意键，即进入 PSASP主画面：

在该画面中，要完成的工作如下：

①指定数据目录

第一次可通过“创建数据目录”按钮，建立新目录，如：E:\WSCC-9。以后可通过“选择数据目录”按钮，选择该目录。

②给定系统基准容量

在系统基准容量项中，键入该系统基准容量 100MVA。建立了数据之后，该数不要轻易改动。

2 文本方式下的数据输入

在 PSASP主画面中点击“文本支持环境”按钮，进入文本支持环境。

2.1 基础数据和公用参数的建立

点击“数据”，即下拉：

通常有两种方式建立一个系统的数据：

其一是：系统的“基础数据”和“公用参数”分别集中建立。即进入“基础数据”建立母线、交流线、变压器等基础数据；进入“公用参数”建立所需的公用参数。

其二是：在建立系统基础数据的过程中，建立相关的公用参数。对

于本系统，则采用第二种方式。其具体过程如下：

点击“基础数据”，下拉第二级菜单：

(1) 建立母线数据

点击“母线”，弹出母线数据录入窗口，在窗口中依次录入该系统的母线数据。其中母线名和基准电压值必填。

工具按钮

位于每个窗口上方的一行小按钮，用于数据的编辑录入和查找。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 上翻一条记录

2 下翻一条记录

3 增加一条记录

4 删除当前记录

5 上翻至第一个记录

6 下翻至最后一个记录

7 拷贝当前记录

8 粘贴到当前记录

9 查找指定记录

10取消所做的修改

该系统母线数据如下：

(2)建立交流线数据

点击“交流线”，弹出交流线数据录入窗口，在窗口中依次录入该系统的交流线的正序和零序数据：

(3)建立两绕组变压器数据

点击“两绕组变压器”，弹出两绕组变压器数据录入窗口，并在窗口中依次录入变压器的正序数据和零序数据：

该系统的变压器数据浏览如下：

(4) 建立发电机及其调节器数据

点击“发电机及其调节器”，弹出发电机及其调节器数据录入窗口。

首先指定母线名和潮流计算用的母线类型，然后分三页分别录入有关数据。

在功率和电压页中填写发电机给定运行方式下的实际出力和运行电压(潮流计算中取该发电机母线为 PV或 Slack 节点时，运行电压值必填)：

该系统发电机数据浏览如下：

(5) 建立负荷数据

点击“负荷”，弹出负荷数据录入窗口，其数据填写过程如下：

首先指定母线名和潮流计算用的母线类型，然后分三页分别录入有关数据。在功率和电压页中填写给定运行方式下负荷的功率和电压（潮流计算中取该母线为 PV点时，电压必填）：

(6) 建立区域数据

点击“区域”，弹出区域数据录入窗口，该系统分为 2个区域，可依次在窗口中录入区域名：

该系统区域数据浏览如下：

3 系统单线图的编辑

在PSASP主画面中，点击“图形支持环境”按钮，进入图形支持环境，再点击“编辑模式”按钮，即进入系统单线图编辑窗口：

在该单线图编辑窗口中，可在绘制各种元件(母线，发电机，负荷，交流线，变压器)的同时，建立其相应的数据。该系统的单线图绘制完毕，也就完成了数据的建立。

由于该系统的数据，在文本方式下已经建好，因此在绘制了每个系统元件后，不会再弹出相应的数据录入窗口，只需在绘制元器件后从弹出的窗口选择相应的信息即可。

工具箱：位于屏幕左方，包含了绘制各种元件的工具。

绘图平台：位于屏幕的右下方，电力系统单线图的绘制在绘图平台上进行。

(1) 母线

首先绘制母线，如发电 2，母线必须在其连接的元器件绘制之前绘制。

①从菜单“元件”中选取“母线”或者在工具箱中点击“绘制母线” 按钮，此时鼠标形状变为母线形状；

②移动鼠标至合适的起点，按下鼠标左键－拖曳鼠标至终点―松开鼠

标左键，此时弹出一个对话框，要求指定该母线的名称，该窗口中的下拉组

合框列出所有存在于数据库中但尚未绘制的母线名，可以选取母线名，也可以输入新的母线名；如选中发电 2。

③指定母线名后，若点击“取消”按钮，则取消此次绘图操作；若点击“确定”按钮，此时若数据库中已有该母线的数据，则该次绘图操作完成；否则弹出该母线的数据窗口，在数据窗口中建立新数据，完成此次绘图操作。

(2) 发电机

①从菜单“元件”中选取“发电机”或者在工具箱中点击“绘制发电机”按钮，此时鼠标形状变为发电机形状；

②移动鼠标使鼠标中的小十字形位于某一母线上，如发电 2，按下鼠

标左键―拖曳鼠标至合适位置松开鼠标左键，完成发电机的绘制。

注意：由于一个母线只挂一台发电机，因此画发电机时，无须指定发电机编号。

其他和发电机类似的单端元器件绘制类似，只是在绘制完后需在弹出菜单中选择编号。

(3) 双端元件

交流线、两绕组变压器都属于双端元件，这几种元件的共同特点是：它们的起点和终点必须分别连在某条母线上，绘制此类元件之前，必须首先绘制其两侧母线。此类元件可由多段首尾相连的水平或竖直线段组成，其中交流线和直流线最多可由七段线组成，两绕组变压器和移相变压器最多可由三段线组成。现以交流线为例说明双端元件的绘制步骤：

①从菜单“元件”中选取“交流线”或者在工具箱中点击“绘制交流

线”按钮，此时鼠标形状变为交流线形状；

②移动鼠标使鼠标中的小十字形位于某一母线内，按下鼠标左键―拖拽鼠标，若想在某处拐弯，则须点击鼠标右键（不要松开左键），继续拖拽― 在某点松开鼠标左键（不必拖拽至某一母线上），此时弹出一个对话框，要求指定该交流线的编号，该窗口中的线路编号下拉组合框列出所有存在于数据库中但尚未绘制的交流线编号。

默认情况下，程序认为绘制时鼠标所在母线为 I侧母线，而线路终点为J侧母线，因此这时“I侧母线”下拉组合框中只有一条母线，而“J侧母线” 下拉组合框中则列出全部已绘制的母线名候选。

此时若欲绘制的交流线数据不存在，需在“线路编号”下拉组合框中输入线路编号（不得与已有编号重复），并在“J侧母线”下拉组合框中指定 J 侧母线名。若此时点击“IJ侧互换”按钮，则将 I侧母线名和 J侧母线名互换，而且 J侧母线名固定，I侧母线名可选。

若欲绘制的交流线数据已经存在，则先在“线路编号”下拉组合框中选取线路编号。此时，若数据库中该交流线的 I侧母线与绘制时指定的 I侧母线一致，则 J侧母线名自动出现于“J侧母线”下拉组合框中；若两者不一致，则有两种可能：

第一种可能：绘制交流线时，起点所在母线为数据库中该交流线的J 侧母线，这种情况下只需在该窗口中点击“IJ侧互换”按钮，此时I、J侧母线名互换，“J侧母线”下拉组合框内容固定，为绘制时起点所在的母线，

而“I侧母线”下拉组合框内容可选，指定线路编号后，线路的 I侧母线会自动出现于“I侧母线”下拉组合框中；

第二种可能：绘制交流线时，起点所在母线既不是交流线I侧母线，也不是其J侧母线，这种情况下应在窗口中点击“取消”按钮，取消此次绘图操作。

③指定线路编号后，若点击“取消”按钮，则取消此次绘图操作；若点击“确定”按钮，此时若数据库中已有该交流线的数据，则该次绘图操作完成；否则弹出该交流线的数据窗口，在数据窗口中建立新数据，完成此次绘图操作。有关其他元器件的绘制方法，请查看帮助文档。

依照单线图的绘制方法，可按以下顺序完成该系统单线图的绘制。如下图所示。

基础数据的录入以及单线图的绘制到此完成，请仔细核对数据无误后备份所建立的整个目录以及所包含的文件夹，以备后面的实验所用。

实验二潮流计算

实验目的：

了解电力系统分析中潮流计算的相关概念以及PSASP 软件对潮流的计算过程。学会分析有关数据。

预习要求：

复习《电力系统分析》中有关潮流计算的内容，了解有关潮流计算的功能，常用计算方法，PQ、PV 和Vθ（平衡节点，在 PSASP 中称为 Slack 节点）的设置。

实验内容：

使用实验一建立的数据。

一潮流计算作业基础方案的定义

(1) 文本方式进入方案定义窗口

在文本环境窗口中：

点击“方案定义”后，弹出方案定义窗口。

或

(2) 图形方式进入方案定义窗口

在图形支持的运行模式窗口中：

点击“方案定义”后，弹出方案定义窗口。

(3) 方案的定义

在方案定义窗口中，选择相应的数据组，填写方案名并点击描述按钮填写

三潮流计算作业的定义和执行

在文本环境窗口中：

点击“潮流”，便可在文本方式下潮流计算信息窗口中定义作业1，如下图所示：

点击“编辑”按钮填写有关数据，点击“刷新”按钮保存数据。

点击“计算”按钮，执行作业 1的潮流计算。即可在潮流计算窗口中显示迭代过程。关闭该窗口，返回潮流计算信息窗口。

作业 2 的操作同作业 1。

也可以在“批处理”单下定义潮流计算作业方案并且在“潮流计算”菜

单下通过选择潮流作业方案一次计算多个潮流方案。

若计算收敛，则计算成功，否则需检查数据和调整计算作业方案。