PSSE机电动态仿真软件介绍

2009-5-18
PSS/E机电动态仿真软件概述
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GL 接地并联导纳的有功分量。按照每单位电压下以兆瓦 输入。因为电阻和导纳负载是以负载数据部分输入 的，所以GL不包括任何电阻和导纳负载。GL的默认 值是0。 BL 接地并联导纳的无功分量。按照单位电压下以兆伏安 输入。BL不会包括任何电阻负载，它是作为负载数 据输入的；也不包括充电线路和分路器连接电路，因 为他们作为非变压器支路数据输入的；更不包括变压 器磁化导纳，它们是作为变压器数据输入的。BL对 于电容器是正值，而对于电抗器或感性负载则是负 值。BL的默认值是0。 AREA 区域代码（根据电流大小等级从1到最大区域代码： 见表1-1）。区域代码默认值为1。
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PSS/E主要功能
PSS/E（Power System Simulator for Engineering）是由美国电力技术公司（Power Technologies. Inc.）于1976年推出的商业化电 力系统仿真软件 主要功能： 潮流计算（Load Flow） 动态仿真（Dynamic Simulation） 故障分析（Fault Analysis） 小扰动稳定性分析（Linear Analysis） 网络等值 （Equivalents） 优化潮流（OPF）
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PSS/E最大计算规模
母线Buses 负荷Loads 发电机等Machines 线路Branches 变压器Transformers 60,000（双绕组） 15,000（三绕组） 直流线路HVDC lines
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150,000 300,000 33,050 300,000
两行相关标题
每一行最多可有60个字符，从1到60。用来存放标题 或说明性文字。
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母线数据
I, ‘NAME’, BASKV, IDE, GL, BL, AREA, ZONE, VM, VA, OWNER I 母线代码（1~999997） NAME 分配给母线“I”的字母标识符。这个名字可 以由12个字母组成，须加单引号引用。NAME可以 包含空格，大写字母，数字和特殊字符的任何组 合，但开头字符不能是减号。默认的NAME是十二 个空格。 BASKV 母线基数电压，以千伏输入。母线基数电 压默认为0。
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Case Identification Bus Data Load Data Generator Data Nontransformer Branch Data Transformer Data Area Interchange Data Two-Terminal dc Line Data Voltage Source Converter dc Line Data Switched Shunt Data Transformer Impedance Correction Tables Multi-Terminal dc Line Data Multisection Line Grouping Data Zone Data Interarea Transfer Data Owner Data FACTS Device Data
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潮流计算
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PSS/E程序启动
潮流计算模块（Psse30.exe） 动态仿真模块（Pssds430.exe） 仿真结果输出显示模块（Pssplt.exe） 命令行方式启动 PSSE-30 Command Prompt
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动态仿真
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动态仿真
动态仿真有两种主要的方式 1. 常规的动态仿真
关心大扰动发生几秒后的系统行为，通常关心第 一，第二周期内发电机组的功角稳定问题。在这 个过程中，视机械功率为恒定值。
2. 扩展动态仿真
为解决中长期的动态仿真问题而引入。用于分析 系统在受到干扰后几十秒到数十分钟的系统行 为。采用梯形积分法实现了短期和长期动态仿真 的统一，其仿真模式（普通模式，中间步长模 式，大步长模式）由积分步长来确定。
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潮流数据文件*.raw的建立
由十七组数据段组成。每一个组都包含了在潮流工作 中需要的一类数据。这十七个数据必须下列固定的顺 序存放在raw文件中 VSC直流输电线路数据 算例识别 母线数据 可投切并联支路数据 负荷数据 变压器阻抗校正数据 发电机数据 多端直流线路数据 支路数据 多段线路组数据 变压器数据 地区数据 区域交换数据 区域间交换数据 双端直流输电线路数据 拥有者数据 FACTS设备数据
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潮流结果的处理 ——为动态仿真准备
常用命令 负荷转换CONL 设定恒功率、恒阻抗、恒电流负荷各部分 所占比例 发电机转换CONG 初始化计算工况中的发电机 节点优化排序ORDR 三角因式分解FACT 三角化Y矩阵网络求解TYSL
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PSS/E程序启动
由十七组数据段组成。每一个组都包含了在潮 流工作中需要的一类数据。这十七个数据必须 以一个固定的顺序存放在raw文件中
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潮流计算步骤
数据文件建立 潮流计算启动和数据导入 数据检查和修改 潮流计算 结果输出和数据保存 PSS/E的可视化和图形化 潮流结果文件的处理（动态仿真准备）
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支持的常用算法包括： 高斯－塞德尔(SOLV/MSLV) 牛顿－拉夫逊(FNSL) PQ分解法（NSOL) 定雅可比牛顿法(FDNS)
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PSS/E潮流结果的输出及可视化
潮流结果的输出 Power Flow → Reports 潮流显示及*.SLD文件 例：savnw.sav & savnw.sld 动态仿真结果的可视化——PSSPLT
数据文件的转换
旧版本PSS/E格式数据文件转换 PSSE 30 → PSSE Utilities → 按名称查找所需 要的相关转换程序 其他仿真软件的数据文件转换 与IEEE格式数据文件相互转换
例：PSS/E 30.0.1中， 从IEEE格式数据转换到PSSE格式时： comfor -> cnv27 -> cnv29 -> cnv30
50（两端） 20（多端）
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PSS/E特点
程序模型库丰富：包括各种发电机模型、励磁系统模 型、调速器模型、负荷模型、FACTS模型等；所允许 的仿真规模非常大 输入数据及与其他程序数据文件共享的方便性 用户自定义模型功能、用户自定义计算功能、用户可 参与的强劲的交互式计算过程控制；简单易懂的二次 开发语言，用户可以编写PSS/E环境下自动运行程序， 能达到批处理作用 应用程序接口功能 应用广泛——世界上已有超过600家不同的公司和组 织，100多个国家使用该软件 完备的说明文档（中文相关资料较少）
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IDE 母线类型编码： 1． 负载母线或者别的类型母线，不存在发电机 临界条件。 2． 发电机或者设备母线，即不用调整电压，也 没有固定的无功功率（兆伏安）。如果电动机达 到它的无功功率的极限值，它就不再控制电压， 而是保持无功功率一直在极限值。 3． 摆动母线或浮游母线。母线中在一个固定的 参考角控制下，没有功率或者无功限制以及调整 电压。 4． 断离或隔离母线。 IDE默认值为1。
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潮流数据文件*.raw
算例识别数据
算例识别数据由三组数据记录组成，第一组数据含有 如下的两项数据：IC， SBASE。 IC=改变代码： 0—基本事件（例如，在添加数据前清空工作区） 1—向工作区内添加数据 IC的缺省值为0 SBASE=系统基准MVA，缺省值为100。
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AREA 载入数据被重定向到驱动器的区域（1为在电流的大 小水平中通过区域最大的数字，参考表格1－1）。 在默认时，AREA为总线“I”被重定向驱动器的区域 ZONE 载入数据被重定向到驱动器的地带（1为在电流的大 小水平中通过的最大数字，参考表格1－1）。默认 中，ZONE是总线“I”被重定向的驱动器的地带（参 考章节3.2.2）。 PL 由恒定功率负荷组成的有功功率；采用兆瓦作为单 位。默认值PL=0.0 QL 由恒定功率负荷组成的无功功率；采用兆乏作为单 位。默认值QL＝0.0
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IP 由恒定电流负荷组成的有功功率；采用兆瓦作为每 个单元容量的单位。默认值IP=0.0 IQ 由恒定电流负荷组成的无功功率；采用兆乏作为每 个单元容量的单位。默认值IQ=0.0 YP 由恒定阻抗负荷组成的有功功率；采用兆瓦作为每 个单元容量的单位。默认值YP=0.0 YQ 由恒定阻抗负荷组成的无功功率；采用兆乏作为每 个单元容量的单位、默认值YQ＝0.0 OWNER 载入数据被重定向到驱动器的控制者（1为通过控制 者最大电流的数字）。默认中，OWNER是总线“I” 被重定向驱动器符的控制者
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扩展动态仿真
普通模式：步长一般选择为二分之一周波。与 采用改进欧拉法进行的常规仿真在本质上是一 致的。 中间步长模式：步长一般选择为三到六个周 波，高频振荡被略去，低频振荡仍然被保持下 来。积分方法转为梯形积分法。 大步长模式：又称统一频率模式，步长一般选 择为九到十二个周波，该模式下，频率变化由 总的机械功率减去总的电磁功率除以总的惯性 常数决定。系统中所有发电机的频率一致。
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导入数据文件
RAW文件 用任意文本编辑器按顺序录入各数据段数 据。 每组数据段均以一个指定编号为0的记录为 结束标志。 SAV文件 PSSE30 → File → Open PSSDS430 → LOFL → READ
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其他软件的数据文件
绝大多数需要手动转换
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数据的检查与修改
新版PSS/E潮流程序界面非常直观 修改检查很方便 Power Flow → List data / Check data
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潮流计算算法
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ZONE 存储区代码（根据电流大小等级从1到存储区最大代 码：见表1-1）。存储区代码默认值为1。 VM 母线电压量值，以pu输入。VM的默认值是1.0 VA 母线电压相位角；按角度输入。VA的默认值是0.0 OWNER 业主代码（根据电流大小等级从1到最大业主代码： 见表1-1）业主代码默认值为1。 如果VM和VA是有效的，那么它们的值可以从先前的 例子当中得到。一般情况下，VM和VA可设置成默认 值。 向文件中输入数据时，遇到代码为0的数据而终止。
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负荷数据(Load Data)
I, ID, STATUS, AREA, ZONE, PL, QL, IP, IQ, YP, YQ, OWNER I 总线号码，或者被附上简单引用的延长了的总线 名称（参考章节3.2.2.1）。 ID 在总线“I”中，一两个大写字母及没有空格的文字 数字过去常常用来区分多重载入数据。在只有一 个简单载入数据出现的总线中，推荐这个输入被 指定为载入标识符：“1”。ID＝“1”为默认值。 STATUS定义的初始状态，其中 非工作状态为“1”， 工作状态为“0” STATUS=1为默认值。