PSSE使用方法說明

1、PSS/E（30版本）部分使用方法說明1. PSS/E說明文檔介紹l Users Manual（用戶手冊）1.1 用戶手冊介紹PSS/E 30版本可以實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)的以下功能：潮流及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)功能；最優(yōu)潮流；Open access；平衡及不平衡故障；網(wǎng)絡(luò)等值；動態(tài)模擬。其中穩(wěn)態(tài)分析程序（一般來說是Load flow Activity Selector）具有圖形用戶界面（GUI），它包含所有的潮流、故障分析、最優(yōu)潮流、等值、故障操作研究及open access。暫態(tài)仿真程序包含所有暫態(tài)能用到的功能，諸如動態(tài)和長過程穩(wěn)定性仿真。除了穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的仿真，PSS/E軟件包還提供大量的附屬軟件，包括數(shù)據(jù)輸入

2、、輸出、處理和準(zhǔn)備的功能。本手冊的重點放在潮流分析，對于暫態(tài)仿真分析請參考Program Operation Manual（POM）中的Vol I及Vol II。通過本手冊可以熟悉以下內(nèi)容：如何使用PSS/E界面、如何引入及管理模型數(shù)據(jù)及文件；如何開展基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)規(guī)劃及研究。本手冊的結(jié)構(gòu)如下：ü 懂得并能操作PSS/E用戶界面（Chapter 2）ü 管理PSS/E模型數(shù)據(jù)并操作數(shù)據(jù)文件（Chapter 3）ü 開展潮流研究（Chapter 4）ü 開展contingency分析（Chapter 5）ü 開展傳輸極限分析（Chapter 6）

3、ü 開展故障分析（Chapter 7）ü 開展balanced switching研究（Chapter 8）ü 等值及簡化網(wǎng)絡(luò)（Chapter 9）ü 實施open access研究（Chapter 10）ü 實施PV/QV分析（Chapter 11）ü 使用自動化的批處理程序（Chapter 12）本手冊的還包括：ü 界面功能按鈕與activity對應(yīng)的示意圖（Appendix A）ü Release compatibility issues（Appendix B）ü 啟動命令（Appendix C）&

4、#252; Line模式的不同點（Appendix D）ü 數(shù)據(jù)文件舉例（Appendix E）PSS/E Program Application Guide，Vol I 和 Vol II是從工程角度幫助理解PSS/E的結(jié)果。這兩部分可以理解為PSS/E內(nèi)部的系統(tǒng)建模及技術(shù)文檔。PSAS和PSEB的功能有待考證。PSS/E API手冊描述了PSS/E的批處理命令。1.2 總覽：PSS/E的功能PSS/E并不是為了解決任何具體問題而誕生的，相反，它是一系列可供用戶交互性使用的計算工具的集合。通過按照合理的順序使用這些工具，用戶可以解決一大批電力系統(tǒng)規(guī)劃及調(diào)度的問題。本手冊會幫助用戶熟悉

5、這些工具及其使用方法，尤其是在穩(wěn)態(tài)分析中使用到的。1.3 總覽：PSS/E用戶界面PSS/E的潮流界面包括如下功能：ü 通過電子表格形式引入、修改、刪除網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)ü 制作網(wǎng)絡(luò)及單線圖ü 穩(wěn)態(tài)分析（潮流、故障分析、最優(yōu)潮流等等）ü 穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果的表達(dá)PSS/E的初始應(yīng)用方法在1.7中將被介紹。打開程序后，界面主要有以下幾個關(guān)鍵要素：Tree View（樹狀圖）、Spreadsheet View（電子表格）、Diagram View（圖標(biāo)）、Progress/Report View（過程/結(jié)果視圖）等，如圖1-1所示。圖1-1PSS/E的Diagram Vie

6、w功能可以通過激活一個圖表，右鍵點擊Tree View或者圖表中已存在的母線，選擇Grow，即可畫出與該母線相連的其它母線，并且可以手動調(diào)整圖表中元素的位置。1.4 批處理文件一系列PSS/E動作可以在Python腳本或者Response文件（.IDV）中被記錄下來，通過選擇I/O Control>Start recording。1.5 動態(tài)用戶界面在本版本中，動態(tài)界面是獨立于程序界面的獨立環(huán)節(jié)。動態(tài)程序除了支持動態(tài)仿真的activities，它還通過LOFL activity繼續(xù)支持傳統(tǒng)的潮流接口。這個接口及其操作在POM Vol I和Vol II中有敘述。1.6 程序配置選項考慮到軟

7、件中的設(shè)置選項字不全，因此附上截圖。圖1-2設(shè)置內(nèi)容的注釋見用戶手冊英文文檔的第35頁。1.7 PSS/E使用的文檔PSS/E使用的主要的文件類型有兩類，包括：ü 用戶建立的文件。這些數(shù)據(jù)文件是將被分析、或者批處理文件或者程序控制所需要的的文件。ü PSS/E建立的文件。包括算例計算時保存的或者用戶需要的輸出數(shù)據(jù)。常見的數(shù)據(jù)類型主要有：ü 數(shù)據(jù)輸入文檔。PSS/E具有大量的外部數(shù)據(jù)，如此之大的數(shù)據(jù)既可以直接輸入到PSS/E的電子表格中，也可以事先輸入到一個數(shù)據(jù)存儲文件之中。該文件將會通過適當(dāng)?shù)妮斎隺ctivity輸入到PSS/E工作組。PSS/E中主要的數(shù)據(jù)輸入文

8、件將在下面加以說明。它們在分析過程中的用途將在其它章節(jié)中加以闡述。ü Power Flow Raw Data Files。這些文件包括潮流系統(tǒng)需要指定的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)可以建立一個初始的工作檔。當(dāng)一個源于其它公司的子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式新的潮流工作檔被建立的時候，這些文件可能被讀取。（見Section 3.2）ü Machine Impedance Data Files。這些文件包括描述發(fā)電機（發(fā)電廠）母線的unit配置信息。這些信息在轉(zhuǎn)換到工作檔時將被使用。（見Section 3.3.5）ü Dynamics Data Files。這些文件只會被PSS/E的動態(tài)程序

9、使用。包括同步機等其它從外部數(shù)據(jù)獲得的系統(tǒng)元件，用于轉(zhuǎn)換到PSS/E動態(tài)仿真工作內(nèi)存。（見POM I和II）ü Sequence Data Files。這些文件包括不平衡故障分析所需要的負(fù)序和零序信息。（見Section 7.2）ü Optimal Power Flow Raw Data Files。最優(yōu)潮流文件。ü Economic Dispatch Data Files。網(wǎng)損及經(jīng)濟性分析所需。ü Inertia and Governor Response Data Files。這些附加數(shù)據(jù)輸入文件包括發(fā)電機慣性和原動機響應(yīng)數(shù)據(jù)。ü Line

10、ar Network Analysis Data Files。這些附加輸入數(shù)據(jù)確定監(jiān)控元素、contingencies和子系統(tǒng)。它們將會在諸如傳輸極限評估之類的線性網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用中使用。PSS/E中還包括一些其它的輸入數(shù)據(jù)類型。PSS/E中是不需要經(jīng)常從輸入數(shù)據(jù)文件中讀取基礎(chǔ)潮流數(shù)據(jù)的。一旦一個初始工作檔建立，輸入數(shù)據(jù)文件就會被放在一邊，所有的數(shù)據(jù)修改及小的添加都可以直接在工作檔中通過電子表格來修改。通過修改巨大的輸入數(shù)據(jù)文件來更新一個電力系統(tǒng)不僅容易出錯，也很費時。在Section 1.8.2中描述的PSS/E Saved Case，是維護系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的一種有效的工具。當(dāng)需要的時候，PSS/E還

11、可以把潮流數(shù)據(jù)及其它數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回輸入數(shù)據(jù)文件格式。這些輸出過程將會在后面的章節(jié)中描述。 Saved Case文件Saved Case（.sav）文件是潮流工作檔的二進制鏡像。主要是為了節(jié)省系統(tǒng)資源而建立的。相似的，PSS/E的動態(tài)過程也會建立一個二進制的快照文件用于存儲動態(tài)工作內(nèi)存。 Response Files（翻譯為響應(yīng)文件）這些文件允許PSS/E用戶自動執(zhí)行一系列activities。響應(yīng)文件是一個原始文件，是用戶在運行PSS/E之前用編輯器寫入的。這個文件可能包括一系列activities批處理執(zhí)行操作及順序執(zhí)行菜單上的功能條。2 用戶接口用法詳解 用的時候再自己查詢細(xì)節(jié)。3 處理潮流數(shù)

12、據(jù)本章節(jié)將描述建立潮流的穩(wěn)態(tài)分析所需要的數(shù)據(jù)的要求。3.1 處理潮流數(shù)據(jù)本章節(jié)內(nèi)容包括：ü PSS/E輸入數(shù)據(jù)所需要指定的網(wǎng)絡(luò)信息ü 導(dǎo)入數(shù)據(jù)的方法ü 列出并檢查數(shù)據(jù)的方法ü 檢查數(shù)據(jù)錯誤的方法ü 數(shù)據(jù)編輯ü 數(shù)據(jù)導(dǎo)出ü 用圖標(biāo)建立網(wǎng)絡(luò)ü 用電子表格建立網(wǎng)絡(luò)并不是本章節(jié)所說的所有數(shù)據(jù)都是必須的，有一些是可以被省略的。3.2 潮流目錄PSS/E的網(wǎng)絡(luò)信息是由16個數(shù)據(jù)分類構(gòu)成的，包括網(wǎng)絡(luò)和器件。每一類數(shù)據(jù)均有特定的數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)分類及其數(shù)據(jù)順序如下頁Figure 3-1所示。所有的數(shù)據(jù)是通過自由格式輸入的，每一項數(shù)據(jù)

13、用逗號或者一個或更多個空格分開。通過File>Open菜單讀入.raw的原始潮流數(shù)據(jù)或者.sav的包含潮流信息及潮流解和相關(guān)選項的二進制文件都是可以的。下面這些內(nèi)容是詳細(xì)說明潮流數(shù)據(jù)分類的不同含義的。ü Case Identification Data。這一項包括三個數(shù)據(jù)記錄。第一項包括下面兩個數(shù)據(jù)：IC, SBASE。SBASE是系統(tǒng)基準(zhǔn)容量，默認(rèn)100MVA。后兩項可以寫入關(guān)于該算例的說明。ü Bus Data。網(wǎng)絡(luò)中的每一條母線的參數(shù)都是通過這一項數(shù)據(jù)輸入的。除了母線的基本信息，這一項數(shù)據(jù)還包括該母線對地導(dǎo)納的信息。該導(dǎo)納既可以表示對地電容也可以表示電阻或電抗。

14、另外，線路導(dǎo)納、負(fù)荷、線路放電或變壓器阻抗不在該項數(shù)據(jù)中輸入，而是在其它的數(shù)據(jù)分類中表示。 母線數(shù)據(jù)順序如下：I, NAME, BASKV, IDE, GL, BL, AREA, ZONE, VM, VA, OWNER。Figure 3-1I就是母線號（從1到999997）。NAME是用單引號括起來的描述母線名字的字符串。BASKV母線基準(zhǔn)電壓，單位kV，默認(rèn)是0。IDE是母線的類型，其中1-負(fù)荷母線或者其它沒有任何發(fā)電機邊界條件的母線，2-控制電壓或固定無功的發(fā)電機、電廠母線，達(dá)到其無功極限的時候?qū)o法繼續(xù)控制電壓，而是保持其無功極限值；3-平衡母線，沒有任何有功或無功界限，它將電壓設(shè)定在一

15、個固定的參考角度；4-孤立母線。IDE的默認(rèn)值是1，即負(fù)荷母線。GL、BL是對地導(dǎo)納。AREA、ZONE的區(qū)別有待進一步研究。VM是幅值，默認(rèn)1.0；VA是功角，默認(rèn)0.0。它們的值可以從之前解出來的潮流中獲取，當(dāng)然也可以輸入默認(rèn)值，然后進行迭代計算。在所有母線數(shù)據(jù)輸入完之后，只要在下一行最開始的位置輸入一個0即可。對于只需要其默認(rèn)值就可以的數(shù)據(jù)，只需要連續(xù)輸入兩個逗號，逗號之間不用輸入即可表示為其默認(rèn)值。ü Load Data。任何一個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)必然包括至少一個負(fù)荷。該項數(shù)據(jù)即用來輸入網(wǎng)絡(luò)中所有的負(fù)荷數(shù)據(jù)。每一個負(fù)荷母線上的負(fù)荷可以是不同性質(zhì)的負(fù)荷的混合體。 負(fù)荷數(shù)據(jù)順序如下：I,

16、 ID, STATUS, AREA, ZONE, PL, QL, IP, IQ, YP, YQ, OWNER。ID是用以區(qū)分負(fù)荷的字符名稱。STATUS表示負(fù)荷是否運行，用1表示運行，0表示退出。PL、QL表示恒功率負(fù)荷的有功和無功，單位MW、Mvar。默認(rèn)值是0。IP、IQ表示恒電流模型在每個基準(zhǔn)電壓下的有功、無功分量。YP、YQ表示恒阻抗模型在每個基準(zhǔn)電壓下的有功、無功分量。在所有母線數(shù)據(jù)輸入完之后，同樣只要在下一行最開始的位置輸入一個0即可。有關(guān)負(fù)荷的詳細(xì)內(nèi)容在Section 4.5中有介紹。ü Generator Data。這里用以表示發(fā)電機或發(fā)電廠的信息。在前述母線信息中，

17、IDE類型為2或者3的母線，必須在這里具有對應(yīng)的發(fā)電機信息。發(fā)電機數(shù)據(jù)順序如下：I, ID, PG, QG, QT, QB, VS, IREG, MBASE, ZR, ZX, RT, XT, GTAP, STAT, RMPCT, PT, PB, O1, F1, O4, F4。PG是發(fā)電機的有功輸出，單位MW，默認(rèn)是0。QG是發(fā)電機的無功輸出，單位Mvar。只有當(dāng)該數(shù)據(jù)被認(rèn)為是一個已解潮流，才需要輸入該數(shù)據(jù)。默認(rèn)是0。QT是最大無功輸出，QB是最小無功輸出。對于需要恒定無功輸出的發(fā)電機，只需將QT和QB均設(shè)置為該定值即可。VS是整定的發(fā)電機電壓，標(biāo)幺值，默認(rèn)是1.0。IREG是一個很有趣的參數(shù)。

18、在PSS/E中，發(fā)電機是可以維持非本地的母線電壓的，當(dāng)然非本地的這個母線一定要是負(fù)荷或者發(fā)電機母線，而IREG就是這個非本地母線的母線號或者名稱。如果IREG的值為0則說明不進行電壓的遠(yuǎn)程控制，僅僅是控制本地母線電壓。對于平衡母線來說，其發(fā)電機數(shù)據(jù)中的IREG必然是設(shè)定為0。其默認(rèn)值是0。MBASE是通過發(fā)電機來表述的基準(zhǔn)容量，單位MVA。這個值在潮流計算、等值中是沒有用的，但是在switching studies、故障分析和動態(tài)模擬仿真中是有用的。默認(rèn)情況下MVASE=系統(tǒng)基準(zhǔn)容量。ZR, ZX是發(fā)電機的復(fù)阻抗，ZSORCE，是以MBASE為基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。在潮流和等值構(gòu)建工作中，該數(shù)據(jù)是不

19、需要的，但是在switching studies、故障分析和動態(tài)模擬仿真中是必須的。對于動態(tài)仿真，該阻抗值必須設(shè)定為未飽和的次暫態(tài)或暫態(tài)模型，當(dāng)然這取決于該發(fā)電機采用的是次暫態(tài)模型還是暫態(tài)模型。對于短路研究，該阻抗值應(yīng)該設(shè)定為飽和的次暫態(tài)或暫態(tài)阻抗。默認(rèn)值ZR=0.0， ZX=1.0。RT,XT是升壓變阻抗，XTRAN，是以MBASE為基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。如果發(fā)電機的升壓變建模是以支路形式建立的，并非建立在發(fā)電機內(nèi)部，該值則應(yīng)設(shè)置為0。默認(rèn)是0。GTAP是升壓變變比，標(biāo)幺值。只有當(dāng)XTRAN不為0的時候，GTAP才有用。默認(rèn)1.0。STAT用來表示機組是否投運。RMPCT用來表征一個發(fā)電機對某個母

20、線電壓控制時所出無功應(yīng)占的比例。當(dāng)該發(fā)電機參與對于某個非本地遠(yuǎn)程母線進行電壓控制的時候，RMPCT的值就是該發(fā)電機對于該非本地母線電壓控制的無功出力的比例，所有參與該非本地母線電壓控制的裝置的RMPCT之和應(yīng)該為1，即100%。當(dāng)該發(fā)電機僅僅控制本地母線電壓的時候，如果還有其它非本地設(shè)備控制該本地母線電壓的時候，說明該本地發(fā)電機不是100%控制本地電壓，需要有其它非本地設(shè)備的協(xié)同控制，因此所有控制該本地母線電壓的設(shè)備的無功出力的RMPCT之和也應(yīng)為1。默認(rèn)值是1。（用戶手冊上寫的RMPCT的值是以0-100的數(shù)值表示的，具體是從0-1還是0-100需要實踐驗證。）PT和PB是發(fā)電機最大、最小有

21、功出力，單位MW。O1-O4是所有者，F(xiàn)1-F4是所有者的比例。這兩個參數(shù)在國內(nèi)工程中用處不大。下面說明一下發(fā)電機升壓變的建模。在建立發(fā)電機數(shù)據(jù)之前，必須理解兩種建立發(fā)電機及其升壓變（GSU）的方法。隱式方法：變壓器數(shù)據(jù)存在于發(fā)電機數(shù)據(jù)之中。變壓器不是按照變壓器支路來表示的。見下面左圖。顯式方法：這種方法下，變壓器數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)在發(fā)電機數(shù)據(jù)中，它會在變壓器支路數(shù)據(jù)中單獨輸入。見下面右圖。可見，顯式方法里面多了一條機端母線。多發(fā)電機：如果一個發(fā)電廠有許多個發(fā)電機，即使它們被連接在同一個發(fā)電機母線上，它們也可以被單獨表示。如下圖：ü Nontransformer Branch Data。在

22、PSS/E中，基本的傳輸線模型是網(wǎng)絡(luò)母線間的等值型連接。Figure 3-8所示的是等值型連接所需要的參數(shù)信息，包括串聯(lián)阻抗R+jX、兩個導(dǎo)納支路（表示線路的容性導(dǎo)納）。諸如電抗器的并聯(lián)旁路設(shè)備的信息，它們與該線路同時投切，它們的數(shù)據(jù)也同時寫在同一個數(shù)據(jù)記錄中，它們的數(shù)據(jù)如圖中所示，為G+jB。 每一個非變壓器支路信息有如下格式：I, J, CKT, R, X, B, RATEA, RATEB, RATEC, GI, BI, GJ, BJ, ST, LEN, O1, F1,O4, F4。I, J是非變壓器線路的起始端號碼。CKT貌似用處不大，是一個標(biāo)示。R, X是支路的阻抗，標(biāo)幺值輸入，X必須非零（？）B總的支路充電電納，標(biāo)幺值輸入，默認(rèn)值是0。RATEA、RATEB、RATEC功能與功率極限有關(guān)。GI、BI和GJ、BJ分