基于PowerWorld的电力系统运行方式分析和计算
电力系统运行状态可视化技术分析Power World

电力系统运行状态可视化技术分析本文对电力系统运行状态可视化定义、可视化展现内容和可视化技术分类进行整理和总结,对我们公司电网调度自动化产品的可视化技术策略进行了分析和思考,用于公司内部进行可视化预研及开发参考。
一、电力系统运行状态可视化的定义文献[1]是国内较早提出数字化电网概念,电网可视化是数字电网的主要组成部分。
国外早期进行这方面研究的院校是University of Illinois at Urbana-Champaign(UIUC)大学,并在1996年发表了《电力系统及其元件可视化技术最终报告》(美国行业/大学合作研究中心的国家科学基金项目)这一重要成果。
该校的主要研发人员Weber J D, Overbye T J.等创办了Power World公司[2],进行产业化推广。
该公司在电网可视化研究方面处理领先地位,2006年与广西电力勘探设计研究院数字电网研究中心[3]合作,进行国内的推广工作。
根据该网站最新报道,东方电子欲该中心合作,在DF8002系统上集成,估计目前的困难是由于Power World公司的产品只支持Windows平台,文中提及了东方电子非常期待Power World的Unix 版本尽早问世。
电力系统可视化是国内近几年研究的热点,在多方面[4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]。
国内电网研究成果比较多的院校有四川大学、浙江大学。
文献[11]是国内较早介绍科学计算可视化的技术和应用状况,并结合电力系统中信息与数据的特点,提出了可视化技术在电力系统研究中应用的方式和设想。
文献[12]对当前的电力系统运行状态可视化技术进行了较全面的阐述。
综合这些文献,我们可以给出可视化的定义:可视化技术是把各种繁杂的数据转换成直观的几何表示(图形和图像),从而有利于人们正确理解数据或过程的含义。
电力系统运行监视可视化(visualization of power system operating state)是指利用可视化技术将系统运行状态以图形或图像方式予以显示,以使系统运行人员更方便、更直观地了解当前系统的运行状态,以便其采取的运行控制措施更有效、更有针对性[12]。
PowerWorld功能应用简介

其他相关企业
如能源咨询机构、科研机构等, 用于研究和分析电力市场的发 展趋势和竞争格局。
02
PowerWorld主要功能模 块
模型建立与仿真
总结词
强大建模工具
详细描述
PowerWorld提供了一套完整的图形化建模工具,用户可 以通过拖拽和连线的方式快速构建复杂的电力系统模型。 该模块支持多种类型的设备和元件,包括发电机、变压器 、负荷、断路器等,能够模拟电力系统的稳态和暂态行为 。
优化与调度
总结词
高级优化算法
详细描述
PowerWorld集成了多种高级优化算法,如混合整数线性 规划、非线性规划等,可以对电力系统的运行和规划问题 进行优化。通过优化,用户可以找到最优的运行方式和投 资方案,提高电力系统的经济性和可靠性。
总结词
短期和长期调度
详细述
PowerWorld提供了短期和长期调度功能,可以根据系统 的实时状态和未来的负荷预测,制定合理的调度计划。调 度计划可以考虑到多种因素,如设备的可用性、电价波动 、环境限制等。
PowerWorld功能应用简介
目录
• PowerWorld系统概述 • PowerWorld主要功能模块 • PowerWorld在电力系统的应用 • PowerWorld在其他领域的应用 • PowerWorld的未来发展
01
PowerWorld系统概述
系统简介
PowerWorld是一款基于人工智能和 大数据技术的电力市场分析软件,旨 在为电力行业提供全面的市场分析、 预测和决策支持。
交通调度
01
实时监控
PowerWorld能够实时监控交通 状况,为交通调度提供准确的数 据支持。
智能调度
电力系统运行方式分析和计算

电力系统运行方式分析和计算电力系统是现代社会运行不可或缺的基础设施之一,它负责将电力从发电厂输送到终端用户,支撑着各个行业的正常运转。
电力系统的运行方式分析和计算可以帮助我们更好地了解和优化电力系统的运行,提高其可靠性和效率。
首先,电力系统的运行方式分析可以从不同的角度进行。
从发电端来看,我们可以分析发电厂的产能和出力特性,以及各种不同类型的发电机组之间的配备比例。
不同类型的发电机组具有不同的特点,如火力发电、水力发电、风力发电等,其出力特性和可靠性都不同,需要进行综合考虑。
此外,还需要考虑可再生能源的利用程度和分布情况,如太阳能光伏发电和地热等。
通过分析发电厂的产能和出力特性,可以帮助我们确定合理的发电规模和类型,以及优化发电厂的配置。
从输电端来看,我们可以分析电力系统的输电线路的长度、容量和损耗情况。
输电线路的选择和布局需要考虑经济性、可靠性和环境因素等多个因素的综合影响。
此外,还需要对输电线路的负荷和电压进行合理的规划和调度。
通过分析输电线路的长度、容量和损耗情况,可以帮助我们确定合理的输电线路的规模和布局,以及优化输电线路的负荷和电压的调度。
从配电端来看,我们可以分析电力系统的配电变电站的容量和布置。
配电变电站是将高压电力转变为低压电力,并进行分支和分配的关键设施。
其容量和布置需要根据终端用户的需求和用电负荷情况进行合理的规划和调度。
此外,还需要考虑变电站的可靠性和安全性等因素。
通过分析配电变电站的容量和布置,可以帮助我们确定合理的配电变电站的规模和布置,以及优化配电变电站的调度和运行。
其次,电力系统的运行方式计算可以从不同的层次进行。
从整个电力系统的层面来看,我们可以进行电力系统的优化和调度计算。
电力系统的优化计算可以帮助我们确定合理的发电规模、输电线路规模和变电站规模,以及确定合理的电力输送方案和调度策略。
电力系统的调度计算可以帮助我们确定合理的发电机组运行状态和负荷分配方案,以及确定合理的电力输送方案。
仿真软件POWERWORLDSIMULATOR在电力系统分析课程中的应用

P o w e r Wo r l d S i mu l a t o r 是一 款 面 向对 象 的 电力
力系统 的仿 真运 行情 况 ;可 以通过 这种 操作 方 法来 查 看 电力 系统各部 分 的具体 参数 ,可 以按照 比例改 变 任何节 点 上 的负荷 信息 ,并联 补偿 装 置等 可变 信
第 3 4卷l 第 4期 2 0 1 6年 2月
太 原 学 院 学ຫໍສະໝຸດ 报 V 0 】 . 3 4 N o . 4
De c . 2 0 1 6
仿真软件 P O WE R WO R L D S I MU L A T O R 在电力系统分析课程中的应用
闰根 弟 ,张 曼 ,王 雯 ,刘 慧林
( 太原 工业 学 院 , 山西 太 原 0 3 0 0 0 8 )
摘
要: 电 力 系统 分 析 课 程 中有 些概 念 抽 象 , 不 容 易 通 过 实 际 演 示 来 完 成 ,使 得 本 门课 程 教 与
学都 变得 困难 起 来 。 采 用 具 有 可 视 化 图 形 用 户 界 面 的 Po we r W o r l d S i mu l a t o r 软 件 , 可 以很 好 地 解
基于PowerWorld的电网潮流计算

XIAO M
ing ,ZHAO Neng—neng ,LI Xuan—xuan。 ,
MA Yong-fei ,ZHANG Jie
(1.Qinghai Electric Power Research Institute,Xining 8 1 0000,China;2.Guangxi University,Nanning
530000,China;3.Institute of Economic and Technical research of Qinghai Electric Power Company,
Xining 8 10000,China)
A bstract:W ith the development of the national economy,the power consumption of industry and society increases year by year,and the power d also expands with the increase of electricity consumption. In order to ensure the reliability and economy of power supply,the power supply plan must be taken into account in the face of increasing demand.Mean— while,the whole system configuration and control must be considered from the overall power system.Moreover,in the 0p— eration m ust also be aimed at users always changing,to maximize the ability of a variety of equipm ent,SO that the whole system stable,high-quality,economical operation. In this paper,PowerW orld simulation software is used to analyze and analyze the Nanning urban power network.The load status and voltage level of the line are calculated visually to evaluate the rationality of the operation mode and provide reasonable suggestions for the planning and development of the power
PowerWorld

目录绪论 (2)1.设计任务 (4)2.电力系统仿真计算软件介绍 (5)3.Power World简介 (6)4.电力系统常见问题 (8)5.总结 (9)附图绪论电力系统分析(analysis of electric power system)电力系统稳态运行分析、故障分析和暂态过程的分析。
电力系统分析的基础为电力系统潮流计算、短路故障计算和稳定计算。
电力系统稳态分析主要研究电力系统稳态运行的性能,包括系统有功和无功功率的平衡,网络节点电压和支路功率的分布等,解决系统有功功率和频率调整,无功功率和电压控制等问题。
电力系统潮流计算是电力系统稳态分析的基础。
潮流计算的结果可以给出电力系统稳态运行时各节点电压和各支路功率的分布。
在不同系统运行方式下进行大量潮流计算,可以研究并从中选择确定经济上合理、技术上可行、安全可靠的运行方式。
潮流计算还给出电力网的功率损耗,便于进行网据分析,并进一步制定降低网损的措施。
潮流计算还可以用于电力网事故预想,确定事故影响的程度和防止事故扩大的措施。
潮流计算也用于输电线路工频过电压研究和调相、调压分析,为确定输电线路并联补偿容量、变压器可调分接头设置等系统设计的主要参数以及线路绝缘水平提供部分依据。
谐波分析主要通过谐波潮流计算,研究在特定谐波源作用下,电力网内各节点谐波电压和支路谐波电流的分布,确定谐波源的影响从而制定消除谐波的措施。
电力系统故障分析主要研究电力系统中发生故障(包括短路、断线和非正常操作)时,故障电流、电压及其在电力网中的分布。
短路电流计算是故障分析的的主要内容。
短路电流计算的目的,是确定短路故障的严重程度,选择电气设备参数。
整定继电保护,分析系统中负序及零序电流的分布,从而确定其对电气设备和系统的影响。
电力系统暂态分析主要研究电力系统受到扰动后的电磁和机电暂态过程,包括电磁暂态过程的分析和机电暂态过程的分析。
电磁暂态过程的分析主要研究电力系统故障和操作过电压及谐振过电压,为变压器、断路器等高压电气设备和输电线路的绝缘配合和过电压保护的选择,以及降低或限制电力系统过电压技术措施的制订提供依据。
电力系统运行状态可视化技术分析Power World汇总

电力系统运行状态可视化技术分析本文对电力系统运行状态可视化定义、可视化展现内容和可视化技术分类进行整理和总结,对我们公司电网调度自动化产品的可视化技术策略进行了分析和思考,用于公司内部进行可视化预研及开发参考。
一、电力系统运行状态可视化的定义文献[1]是国内较早提出数字化电网概念,电网可视化是数字电网的主要组成部分。
国外早期进行这方面研究的院校是University of Illinois at Urbana-Champaign(UIUC)大学,并在1996年发表了《电力系统及其元件可视化技术最终报告》(美国行业/大学合作研究中心的国家科学基金项目)这一重要成果。
该校的主要研发人员Weber J D, Overbye T J.等创办了Power World公司[2],进行产业化推广。
该公司在电网可视化研究方面处理领先地位,2006年与广西电力勘探设计研究院数字电网研究中心[3]合作,进行国内的推广工作。
根据该网站最新报道,东方电子欲该中心合作,在DF8002系统上集成,估计目前的困难是由于Power World公司的产品只支持 Windows平台,文中提及了东方电子非常期待Power World的Unix版本尽早问世。
电力系统可视化是国内近几年研究的热点,在多方面[4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]。
国内电网研究成果比较多的院校有四川大学、浙江大学。
文献[11]是国内较早介绍科学计算可视化的技术和应用状况,并结合电力系统中信息与数据的特点,提出了可视化技术在电力系统研究中应用的方式和设想。
文献[12]对当前的电力系统运行状态可视化技术进行了较全面的阐述。
综合这些文献,我们可以给出可视化的定义:可视化技术是把各种繁杂的数据转换成直观的几何表示(图形和图像),从而有利于人们正确理解数据或过程的含义。
电力系统运行监视可视化(visualization of power system operating state)是指利用可视化技术将系统运行状态以图形或图像方式予以显示,以使系统运行人员更方便、更直观地了解当前系统的运行状态,以便其采取的运行控制措施更有效、更有针对性[12]。
基于POWER WORLD SIMULATOR的 电力系统潮流仿真

基于POWER WORLD SIMULATOR的电力系统潮流仿真摘要:电力系统运行概念较为抽象,理解起来存在较大的难度。
Power World Simulator通过形象的图形直观地反映电力系统,可以加深对电力系统运行的理解。
论文通过实例搭建了可视化电网模型,实现了单机版的可视化电力系统设计。
通过分析仿真结果,检验了电力系统潮流的特征并验证了该软件在电力系统潮流方面的合理性与有效性。
关键词:Power world Simulator,建模仿真,潮流1 课题研究的背景随着国民经济的持续发展,人们对于物质文化的需求也越来越大。
各种电子产品的出现、工厂规模的不断扩大、用电设备功率的不断增加,都对电力系统稳定运行和电能质量提出了越来越高的要求。
电力系统内部人员为了制定安全、可靠、准确、快速的策略,必须对电力系统的运行状况有一个明确的把握。
传统的电力系统分析软件,一般学起来比较难,而且不能将电力系统地理接线图和电力系统电气接线图有效的结合起来,这样既增加了相关人员对于软件的学习难度,还加大了他们的工作量,界面交互性还不是很好。
这就对于电力系统相关政策的制定加大了难度。
[1]而power world的出现,使上述问题得到了根本性的解决。
[2]2 Power World软件介绍Power world是一款电力系统仿真软件,它可以将实际电力系统的电力系统电气接线图和电力系统地理接线图,按照一定的比例显示在一张仿真图上。
这样就避免了用户在电力系统设计或潮流计算时,既要查看电力系统地理接线图又要查看电力系统电气接线图的烦恼。
[3]Power world具有操作界面简单、人机交互性良好、易学易用、仿真界面生动形象等显著特点,是一款在电力系统仿真方面十分难得的软件。
[4]3 电力系统潮流可视化仿真分析某220kV/500kV供电系统是由五个发电厂共同向整个供电网络供电的,其中共有37条传输线和4个变电站向外输出功率,其中所有参数已知,发电厂输出功率和变电站的负荷在一定范围内可以调节。
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基于PowerWorld的电力系统运行方式分析和计算
李应宏
华南理工大学电力学院08电气2班
1 PowerWorld Simulator介绍
PowerWorld Simulator(仿真器)是一个电力系统仿真软件包,其设计界面友好,并有高度的交互性。
该仿真软件能够进行专业的工程分析。
而且由于其可交互性和可绘图性,它也可以用于向非专业用户解释电力系统的运行操作。
该仿真器是一个集成的产品,其核心是一个全面、强大的潮流计算程序。
它能够有效地计算高达10,0000个节点的电力网络,因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时,性非常实用。
与其它商业潮流计算软件包不同,该软件可以让用户通过生动详细的全景图来观察电力系统。
此外,系统模型可以通过使用仿真软件的图形编辑工具很容易地进行修改,用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。
仿真器广泛地使用了图形和动画功能,大大地增强了用户对系统特性、问题和约束的理解,以便于用户对系统进行维护。
它基本的工具包括经济调度、区域功率经济分配分析、功率传输分配因子计算算(PTDF)、短路分析以及事故分析等功能的工具。
2电力系统网络结构及参数
2.1 220kV分网结构和参数
图1 220kV分网结构和参数
500kV站(#1)的220kV母线视为无穷大母线,电压恒定在230kV。
日负荷率:0.85,日最小负荷系数:0.64
各线路长度如图所示。
所有线路型号均为LGJ-2*300,基本电气参数为:正序参数:r = 0.054Ω/km, x = 0.308Ω/km, C = 0.0116 µF/km;
零序参数:r0 = 0.204Ω/km, x0 = 0.968Ω/km, C0 = 0.0078 µF/km;
40ºC长期运行允许的最大电流:1190A。
燃煤发电厂G有三台机组,均采用单元接线。
电厂220kV侧采用双母接线。
发电机组主要参数如下表(在PowerWorld中选择GENTRA模型):
稳定计算中平衡节点用一台大发电机代替,选定GENPWTwoAxis模型,把其中的H值设得非常大(如300.000),其他都用默认参数。
稳定仿真中发电机采用无阻尼绕组的凸极机模型。
不考虑调速器和原动机模型。
不考虑电力系统稳定器模型。
励磁系统模型为:
图2 励磁系统模型
该模型在PowerWorld中为BPA_EG模型,主要参数如下:
KA=40 TA=0.1 TA1=0.1 KF=0.05 TF=0.7 VRmax=3.7 VRmin=0.0
发电厂按PV方式运行,高压母线电压定值为1.05V N。
考虑两种有功出力安
排方式:
✧满发方式:开机三台,所有发电机保留10%的功率裕度;
✧轻载方式:仅开250MW机组,且保留10%的功率裕度;
✧发电厂厂用电均按出力的7%考虑。
2.2 PowerWorld仿真计算的主要内容
对文中电力系统模型进行运行方式分析和计算,内容涉及潮流计算、短路故
障计算和暂态温度计算三方面,详细如下:
1、潮流计算
1)根据负荷变化和机组出力变化,拟定至少两种典型运行方式;
2)建立PowerWorld电力系统模型,运用软件进行各个运行方式下的潮流计
算。
3)用PowerWorld电力系统模型对MATLAB的潮流程序计算的典型运行方
式的潮流、电压和网损进行验算、校核和分析;
4)用PowerWorld电力系统模型完成大方式的“N-1”潮流校核,进行线路
载流能力和电压水平分析;对MATLAB所编制的潮流程序进行验算。
2、短路故障计算
1)用PowerWorld电力系统模型对主要220kV母线进行三相短路容量测算,
并与Matlab编制三相短路的短路容量计算程序的计算结果进行校核。
3、暂态稳定计算
自行选择2-3种故障方案,用PowerWorld进行稳定计算,给出摇摆曲线,
并计算故障的极限切除时间。
3基于PowerWorld的电力系统仿真计算
3.1 PowerWorld的电力系统模型
图3 PowerWorld接线图
3.2基于PowerWorld的电力系统潮流计算
本文对模型进行两种运行方式的潮流仿真:
(1)发电机轻载方式,负荷重载方式
表3 节点参数(发电机轻载方式,负荷重载方式)
发电机轻载方式,负荷重载方式)计算结果:
图4 发电机轻载负荷重载方式的潮流分布
表4 线路功率及线损
其中,网损率按以下公式计算:
=
100%⨯线路有功损耗
线损率首端有功
表5 节点电压计算结果
(2)发电机满发方式,负荷轻载方式
表6 节点参数(发电机满发方式,负荷轻载方式)
((发电机满发方式,负荷轻载方式)计算结果:
表7 线路功率及线损
*B
j P Q
S S +=
(1)
据式(1)即可把功率转换为标幺值。
图5发电机满发负荷轻载方式的潮流分布
表8 结点电压计算值
3.3基于PowerWorld的电力系统短路故障计算
本文电力系统暂态稳定是在发电机满发方式,负荷重载方式进行的。
故障1:三相短路
表9 三相短路短路电流及短路容量
故障2:单相短路
表9 单相短路短路电流及短路容量
3.4基于PowerWorld的电力系统暂态稳定计算
本文电力系统暂态稳定是在发电机满发方式,负荷重载方式进行的。
故障1:母线#2发生三相短路
图6母线#2发生三相短路相角摇摆曲线
极限切除时间为0.755s.
故障2:母线#3发生三相短路
图7母线#3发生三相短路相角摇摆曲线极限切除时间为0.66s.
故障3:母线#6发生三相短路
图8母线#6发生三相短路相角摇摆曲线极限切除时间为0.525s.
4 N-1分析
N-1的处理方法:本课程设计“N-1”指是在发电机满发方式,负荷重载方式进行的断开一回线路。
断开线路:12
表10 结点电压
表11 一回线的相电流
图9 断开线路12电流电压分布
断开线路:23
表12 结点电压
表13 一回线的相电流
图10 断开线路23电流电压分布断开线路:24
表14 结点电压
表15 一回线的相电流
图11 断开线路24电流电压分布
表16 结点电压
表17 一回线的相电流
图12 断开线路36电流电压分布
表18 结点电压
表19 一回线的相电流
图13 断开线路45电流电压分布
表20 结点电压
表21 一回线的相电流
图14 断开线路56电流电压分布
5结论
参考文献:
[1]《电力系统分析》(上、下册)华中科技大学出版
[2]《发电厂电气部分》高等学校教材
[3]《电网调度运用技术》东北大学出版社
[4]PowerWorld 15使用手册
[5]基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用。