基于PowerWorldSimulator的漢中電網(wǎng)建模與仿真設(shè)計(jì)

1、 PAGE56 / NUMPAGES60基于Power World Simulator的電網(wǎng)建模與仿真田銀剛摘要：了解可視化電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想與發(fā)展情況，介紹了Power world Simulator的基本功能和使用方法，以電網(wǎng)的簡(jiǎn)化模型為例,搭建可視化電網(wǎng)模型，實(shí)現(xiàn)單機(jī)版的可視化電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)；根據(jù)電網(wǎng)的模型完成了系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，并進(jìn)行系統(tǒng)潮流計(jì)算的可視化分析，對(duì)電網(wǎng)的各種故障進(jìn)行系統(tǒng)潮流的可視化的運(yùn)行分析。通過(guò)電網(wǎng)實(shí)例的分析與運(yùn)行，驗(yàn)證了該軟件的合理性與有效性。關(guān)鍵字：Power world Simulator、建模，仿真，潮流計(jì)算、電網(wǎng)、可視化、短路故障abstracts: Powe

2、r world Simulator 13 version of the basic functions to simplify the model grid Han zhong framework through Power world Simulator 13, visualization grid model, to achieve a single version of the visual design of the power system, according to the grid Hanzhong model completion of the set of system pa

3、rameters for the calculation of flow visualization, and the failure to carry out a variety of Power Flow visualization analysis of the operation. Key word : Powerworld Simulator, a computer calculation of the trend, Hanzhong grid, visualization, short-circuit fault目錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc23

4、29072061 Power world simulator的軟件介紹 PAGEREF _Toc232907206 h 4HYPERLINK l _Toc2329072071.1電力系統(tǒng)可視化技術(shù) PAGEREF _Toc232907207 h 4HYPERLINK l _Toc2329072081.2Power World軟件介紹 PAGEREF _Toc232907208 h 4HYPERLINK l _Toc2329072091.3 電力系統(tǒng)建模 PAGEREF _Toc232907209 h 6HYPERLINK l _Toc2329072101.3.1電力系統(tǒng)單線(xiàn)圖 PAGEREF

5、_Toc232907210 h 6HYPERLINK l _Toc2329072111.3.2仿真環(huán)境和參數(shù)設(shè)置 PAGEREF _Toc232907211 h 9HYPERLINK l _Toc2329072121.4軟件主要功能模塊 PAGEREF _Toc232907212 h 10HYPERLINK l _Toc2329072131.4.1潮流計(jì)算(PowerFlow) PAGEREF _Toc232907213 h 10HYPERLINK l _Toc2329072141.4.2故障分析(Fault Analysis) PAGEREF _Toc232907214 h 11HYPERL

6、INK l _Toc2329072151.4.3電壓穩(wěn)定性分析(Voltage Stability) PAGEREF _Toc232907215 h 12HYPERLINK l _Toc2329072161.4.4最優(yōu)潮流(OPF/SCOPF) PAGEREF _Toc232907216 h 12HYPERLINK l _Toc2329072171.4.5事故分析(Contingency Analysis) PAGEREF _Toc232907217 h 13HYPERLINK l _Toc2329072181.4.6線(xiàn)性分析(Linear Analysis) PAGEREF _Toc2329

7、07218 h 13HYPERLINK l _Toc2329072191.4.7可用傳輸容量分析(ATC) PAGEREF _Toc232907219 h 14HYPERLINK l _Toc2329072202。計(jì)算機(jī)潮流計(jì)算 PAGEREF _Toc232907220 h 15HYPERLINK l _Toc2329072212.1潮流計(jì)算問(wèn)題簡(jiǎn)述 PAGEREF _Toc232907221 h 15HYPERLINK l _Toc2329072222.1.1潮流計(jì)算的發(fā)展史 PAGEREF _Toc232907222 h 15HYPERLINK l _Toc2329072232.1.2潮

8、流計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc232907223 h 16HYPERLINK l _Toc2329072242.1.3潮流計(jì)算的意義 PAGEREF _Toc232907224 h 16HYPERLINK l _Toc2329072252.2潮流計(jì)算問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型特點(diǎn) PAGEREF _Toc232907225 h 17HYPERLINK l _Toc2329072262.2.1電力網(wǎng)絡(luò)方程 PAGEREF _Toc232907226 h 17HYPERLINK l _Toc2329072272.2.2節(jié)點(diǎn)電壓方程 PAGEREF _Toc232907227 h 17HYPERLI

9、NK l _Toc2329072282.3 潮流計(jì)算方法的分析 PAGEREF _Toc232907228 h 19HYPERLINK l _Toc2329072292.3.1 潮流計(jì)算方程和約束條件 PAGEREF _Toc232907229 h 19HYPERLINK l _Toc2329072302.3.2 節(jié)電分類(lèi) PAGEREF _Toc232907230 h 21HYPERLINK l _Toc2329072312.4 計(jì)算機(jī)潮流計(jì)算的方法 PAGEREF _Toc232907231 h 21HYPERLINK l _Toc2329072322.4.1迭代法 PAGEREF _To

10、c232907232 h 21HYPERLINK l _Toc2329072332.4.2 高斯-塞德?tīng)柕?PAGEREF _Toc232907233 h 21HYPERLINK l _Toc2329072342.4.3 牛頓-拉夫遜法 PAGEREF _Toc232907234 h 22HYPERLINK l _Toc2329072353電網(wǎng)建模與分析 PAGEREF _Toc232907235 h 28HYPERLINK l _Toc2329072363.1電網(wǎng)現(xiàn)狀分析 PAGEREF _Toc232907236 h 28HYPERLINK l _Toc2329072373.2電網(wǎng)電力

11、系統(tǒng)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc232907237 h 29HYPERLINK l _Toc2329072383.3電網(wǎng)的電源建設(shè) PAGEREF _Toc232907238 h 29HYPERLINK l _Toc2329072393.4 地區(qū)電網(wǎng)電力平衡 PAGEREF _Toc232907239 h 30HYPERLINK l _Toc2329072403.5電網(wǎng)存在主要問(wèn)題 PAGEREF _Toc232907240 h 33HYPERLINK l _Toc2329072413.5.1解決電網(wǎng)緊問(wèn)題 PAGEREF _Toc232907241 h 34HYPERLINK l _Toc

12、2329072433.5.2解決電網(wǎng)可靠性弱與穩(wěn)定性弱問(wèn)題 PAGEREF _Toc232907243 h 37HYPERLINK l _Toc2329072443.6 參數(shù)的設(shè)置 PAGEREF _Toc232907244 h 38HYPERLINK l _Toc2329072453.6.1變壓器參數(shù)的設(shè)置 PAGEREF _Toc232907245 h 38HYPERLINK l _Toc2329072463.6.2 線(xiàn)路參數(shù)的設(shè)置 PAGEREF _Toc232907246 h 45HYPERLINK l _Toc2329072473.7 電網(wǎng)的運(yùn)行與分析 PAGEREF _Toc232

13、907247 h 50HYPERLINK l _Toc2329072483.7.1 潮流運(yùn)行 PAGEREF _Toc232907248 h 50HYPERLINK l _Toc2329072492）潮流運(yùn)行圖分析 PAGEREF _Toc232907249 h 50HYPERLINK l _Toc2329072503.7.2 潮流列表 PAGEREF _Toc232907250 h 51HYPERLINK l _Toc2329072513.7.2 功率潮流列表圖 PAGEREF _Toc232907251 h 52HYPERLINK l _Toc2329072523.7.3 潮流故障分析 P

14、AGEREF _Toc232907252 h 53HYPERLINK l _Toc2329072533.7.4QV曲線(xiàn)分析圖 PAGEREF _Toc232907253 h 55英文資料 PAGEREF _Toc232907254 h 63HYPERLINK l _Toc232907254中文翻譯 PAGEREF _Toc232907254 h 63引言長(zhǎng)期以來(lái)，在高等院校和電力系統(tǒng)相關(guān)部門(mén)中都開(kāi)發(fā)了一批完善、可靠的分析計(jì)算軟件，但這些軟件大多是基于文本操作界面，需按一定的文本格式進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入輸出，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，這樣做就變得復(fù)雜而且容易出錯(cuò)，計(jì)算結(jié)果也不直觀(guān)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展

15、，操作可視化是當(dāng)前電力系統(tǒng)計(jì)算分析軟件的發(fā)展趨勢(shì)和追求目標(biāo)。迄今為止,國(guó)際上已有不少學(xué)者開(kāi)展了將計(jì)算機(jī)圖形引入電力系統(tǒng)潮流計(jì)算軟件的工作?？梢暬娏ο到y(tǒng)是目前電網(wǎng)的研究方向之一，是今后電力系統(tǒng)的潮流管理、網(wǎng)絡(luò)控制、電力市場(chǎng)等的發(fā)展方向。它使程序的使用變得簡(jiǎn)單、直觀(guān)，其面向?qū)ο蟮募夹g(shù)使程序代碼易于開(kāi)發(fā)、管理、擴(kuò)充和移植，是今后電力系統(tǒng)分析、仿真程序的發(fā)展趨勢(shì)。 美國(guó)伊利諾伊大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院的開(kāi)發(fā)的 PowerWorldSimulator電力系統(tǒng)仿真可視化軟件可直觀(guān)形象地顯示電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況用戶(hù)可以建立、更改各種電力系統(tǒng)模型與參數(shù)，在仿真器中進(jìn)行各種操作，從而對(duì)模型進(jìn)行潮流分析、故障分析

16、與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析等闡述仿真器強(qiáng)大的功能和操作簡(jiǎn)易的特點(diǎn)，并與其他仿真軟件進(jìn)行比較，通過(guò)在PowerWodd Simulator中實(shí)現(xiàn)仿真算例，分析比較仿真結(jié)果，證明了PowerWodd Simulator的準(zhǔn)確性，以與在電力系統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用前景PowerWorld Simulator強(qiáng)大的可視化仿真功能和簡(jiǎn)易的操作，使其成為電力工業(yè)界與學(xué)術(shù)界對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真的極佳工具PowerWorld Simulator通過(guò)不斷對(duì)潮流求解，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬應(yīng)用PowerWorld Simulator電力系統(tǒng)可視化軟件更能形象生動(dòng)地理解電力系統(tǒng)的概念、運(yùn)行、與控制等隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，操作可視化將成為

17、電力系統(tǒng)計(jì)算分析軟件的發(fā)展趨勢(shì)和追求目標(biāo)，在電力系統(tǒng)和相關(guān)行業(yè)都將有很好的應(yīng)用前景PowerWorld Simulator是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算程序，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是用戶(hù)界面友好以與優(yōu)異的交互性能。交互能力和可視化方法使它在勝任嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾娋W(wǎng)運(yùn)行分析的同時(shí)，還可以用來(lái)向非專(zhuān)業(yè)人員闡明電力系統(tǒng)的運(yùn)行原理和進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)。V11.0版的Power WorldPowerWorld Simulator集電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、靈敏度分析、靜態(tài)安全分析、短路電流計(jì)算、經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC/AGC，最優(yōu)潮流OPF、無(wú)功優(yōu)化，GIS 功能、電壓穩(wěn)定分析PV/QV、ATC計(jì)算、用戶(hù)定制模塊等多種龐大復(fù)雜功能于

18、一體，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大豐富的三維可視化顯示技術(shù)。使用方便、功能強(qiáng)大、可視化程度相當(dāng)高。ower PowerWorld Simulator提供了極為方便的模擬電力系統(tǒng)時(shí)間特性的工具。同樣它可以可視化地顯示負(fù)荷、發(fā)電量和聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率隨時(shí)間的變化，以與因此產(chǎn)生的系統(tǒng)運(yùn)行狀況的變化。這項(xiàng)功能在解釋例如電網(wǎng)擴(kuò)建引起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化等問(wèn)題上十分有用。PowerWorld Simulator可視化分析程序還具有一體化的經(jīng)濟(jì)調(diào)度、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率交換經(jīng)濟(jì)性分析、功率傳輸分配因子(PTDF)計(jì)算、短路計(jì)算和故障分析的強(qiáng)大功能，所有這一切都通過(guò)一個(gè)主界面來(lái)實(shí)現(xiàn)。1 Power world simulator的軟件介

19、紹1.1電力系統(tǒng)可視化技術(shù)引言可視化技術(shù)是20世紀(jì)90年代初期隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一門(mén)新興技術(shù)，它融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)中的圖形學(xué)、圖像處理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人機(jī)界面等諸多分支。利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示，反應(yīng)客觀(guān)世界的本質(zhì)和在聯(lián)系，從而有利于人們正確理解數(shù)據(jù)或過(guò)程的含義。10多年來(lái)，可視化技術(shù)在很多領(lǐng)域如研究流體力學(xué)、氣象預(yù)測(cè)與分析、高分子生物合成、醫(yī)學(xué)圖像虛擬再現(xiàn)取得了廣泛的應(yīng)用并獲得了巨大成功，而科學(xué)可視化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍處于研究和初步應(yīng)用階段。90年代，電力系統(tǒng)市場(chǎng)化席卷全球。這時(shí)的系統(tǒng)更加復(fù)雜，數(shù)據(jù)成倍增加,可視化的要求也愈加迫切。這

20、方面的研究工作比較突出并且廣泛應(yīng)用于實(shí)踐的首推美國(guó)學(xué)者ThomasJeffreyOverbye教授和MarkJamesLaufenberg博士，其研究課題組和掌管的PowerWorld公司開(kāi)展了電力系統(tǒng)可視化的系列研究工作，在其提出的電壓等位線(xiàn)(contouring)顯示技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)（如：節(jié)點(diǎn)電壓、電價(jià)、靈敏度、參與因子、振蕩模態(tài)等）、線(xiàn)路數(shù)據(jù)（如：線(xiàn)路傳輸容量、線(xiàn)路負(fù)載率、線(xiàn)路功率分布因子等）、穩(wěn)定域（如：電壓穩(wěn)定域、功角穩(wěn)定域等）的算法和顯示進(jìn)行了可視化研究。主要分兩個(gè)方面：其一是側(cè)重于大型復(fù)雜電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行和調(diào)度控制的工程應(yīng)用，其二是針對(duì)電網(wǎng)技術(shù)培訓(xùn)、演示和教學(xué)。國(guó)這方面的研

21、究還處于萌芽階段，主要是將電力系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在地理圖上真實(shí)地顯示電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。研究中利用傳統(tǒng)的靜態(tài)安全分析和故障排序方法，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)的可視化和穩(wěn)定運(yùn)行域的可視化。可視化研究只有在和所研究的領(lǐng)域有機(jī)融合后才能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，大量的研究也證明了這一點(diǎn)，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)不加處理而簡(jiǎn)單地利用圖形顯示的做法是低效的.電力系統(tǒng)可視化技術(shù)不是為了可視化而可視化，電力系統(tǒng)可視化基本原理在于：一幅生動(dòng)逼真的畫(huà)面可以表達(dá)很多數(shù)字才能表述的信息?？梢暬浖膽?yīng)用是為了將大量數(shù)字表述的信息用圖形方式表達(dá)出來(lái)，而且更為重要的是：數(shù)字間的潛在聯(lián)系也可能通過(guò)圖形信息更清楚的體現(xiàn)，對(duì)計(jì)算所得到的海量

22、數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和綜合，發(fā)現(xiàn)其部的本質(zhì)聯(lián)系以得到可準(zhǔn)確反映系統(tǒng)狀態(tài)的簡(jiǎn)潔指標(biāo)，并以正確的方式予以可視化顯示才是可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的真正涵。無(wú)疑地，美國(guó)伊利諾斯(Illinois)大學(xué)學(xué)者ThomasJeffreyOverbye教授和MarkJamesLaufenberg博士開(kāi)發(fā)的PowerWorld大型電力系統(tǒng)可視化程序與其各種附加專(zhuān)業(yè)軟件包以其龐大、靈活的功能和互動(dòng)、細(xì)膩的三維可視化技術(shù)贏(yíng)得了科研機(jī)構(gòu)、電網(wǎng)規(guī)劃以與調(diào)度和運(yùn)行人員的格外親睞。這套軟件已經(jīng)應(yīng)用到42個(gè)國(guó)家的300多個(gè)國(guó)家級(jí)電力公司的規(guī)劃、運(yùn)行、調(diào)度和培訓(xùn)。1.2PowerWorld軟件介紹PowerWorld是一個(gè)面向?qū)?/p>

23、象的電力系統(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算程序，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是用戶(hù)界面友好以與優(yōu)異的交互性能。交互能力和可視化方法使它在勝任嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾娋W(wǎng)運(yùn)行分析的同時(shí)，還可以用來(lái)向非專(zhuān)業(yè)人員闡明電力系統(tǒng)的運(yùn)行原理和進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)。V11.0版的PowerWorld集電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、靈敏度分析、靜態(tài)安全分析、短路電流計(jì)算、經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC/AGC，最優(yōu)潮流OPF、無(wú)功優(yōu)化，GIS功能、電壓穩(wěn)定分析PV/QV、ATC計(jì)算、用戶(hù)定制模塊等多種龐大復(fù)雜功能于一體，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大豐富的三維可視化顯示技術(shù)。使用方便、功能強(qiáng)大、可視化程度相當(dāng)高，PowerWorld可視化程序確切地說(shuō)是多個(gè)產(chǎn)品的集成。它的核心是一個(gè)綜合的、強(qiáng)大

24、的潮流計(jì)算的軟件，它可以有效地求解多達(dá)100,000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型復(fù)雜電力系統(tǒng)。這使得PowerWorld作為一個(gè)獨(dú)立的潮流分析軟件包十分有用。與其他同類(lèi)商業(yè)應(yīng)用軟件不同的是：PowerWorld允許用戶(hù)通過(guò)可縮放的彩色動(dòng)畫(huà)單線(xiàn)圖來(lái)模擬一個(gè)系統(tǒng)。用戶(hù)可以運(yùn)用可視化分析程序個(gè)性鮮明的示例（CASE）編輯器對(duì)模型任意進(jìn)行修改直至滿(mǎn)意。在PowerWorld可視化分析程序中，輸電線(xiàn)路的投切、負(fù)荷調(diào)整、發(fā)電機(jī)的投退與其各種功能切換以與聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的建立等等，這一切只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可完成。此外，圖形和動(dòng)畫(huà)演示的廣泛使用增加了用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)特性、存在的問(wèn)題和限制條件的理解.并且知道如何采取補(bǔ)救措施。PowerWorld

25、提供了極為方便的模擬電力系統(tǒng)時(shí)間特性的工具。同樣它可以可視化地顯示負(fù)荷、發(fā)電量和聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率隨時(shí)間的變化，以與因此產(chǎn)生的系統(tǒng)運(yùn)行狀況的變化。這項(xiàng)功能在解釋例如電網(wǎng)擴(kuò)建引起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化等問(wèn)題上十分有用。PowerWorld可視化分析程序還具有一體化的經(jīng)濟(jì)調(diào)度、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率交換經(jīng)濟(jì)性分析、功率傳輸分配因子(PTDF)計(jì)算、短路計(jì)算和故障分析的強(qiáng)大功能，所有這一切都通過(guò)一個(gè)主界面來(lái)實(shí)現(xiàn)。PowerWorld可視化分析程序的上述特性被集成在一起，在軟件安裝完畢后即可領(lǐng)略到它的龐大功能。幫助和查錯(cuò)工具。PowerWorld仿真器允許用戶(hù)用幾種不同的格式存儲(chǔ)工程。選擇主菜中File中的SaveAs項(xiàng)可出現(xiàn)對(duì)話(huà)

26、框，在對(duì)話(huà)框左下角存儲(chǔ)文件類(lèi)型一欄中可選擇所需的保存格式。仿真器能以二進(jìn)制格式（默認(rèn)值），PTI版本V2330所用的原始數(shù)據(jù)類(lèi)型、IEEE通用格式和GEEPC等格式來(lái)存儲(chǔ)工程。編輯面板（Edit）包括一些工程編輯工具?？杉羟谢驈?fù)制單線(xiàn)圖上的單個(gè)設(shè)備或原件并把它粘貼在原圖或其他圖中。同樣也可通過(guò)通常的選取操作或矩形框?qū)σ唤M元件進(jìn)行一樣的操作。用插入面板（Insert）按鈕可在現(xiàn)有的單線(xiàn)圖上添畫(huà)新組元。這些組元包括電力系統(tǒng)的元件如節(jié)點(diǎn)、輸電線(xiàn)、變壓器、負(fù)荷、發(fā)電機(jī)和“地區(qū)(AREA)”,“區(qū)域（ZONE）”以與諸如“餅圖(PIECHART)”等提供測(cè)量、標(biāo)注和咨詢(xún)信息的框件。也可添加文本框或矩形、

27、橢圓形、弧形等形狀的顯示框，而這些均與系統(tǒng)中其它設(shè)備無(wú)關(guān)。通過(guò)格式面板（Format）可改變字體、顏色、線(xiàn)型、圖形放大比例與其原件所屬層次等。也可設(shè)定不同繪圖參數(shù)的缺省值，并在必要時(shí)重設(shè)這些值。為顯示復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行圖，PowerWorld可視化分析程序可放大和移動(dòng)單線(xiàn)圖。可在圖像縮放面板中直接指定放大的尺寸，也可通過(guò)選定圖中某一矩形區(qū)域來(lái)設(shè)定放大倍數(shù)。本欄包含一對(duì)話(huà)框.可以通過(guò)它選擇以某一母線(xiàn)為中心顯示單線(xiàn)運(yùn)行圖。通過(guò)選項(xiàng)/信息欄（Options)，可迅速查閱PowerWorld可視化分析程序的有關(guān)信息和設(shè)置選項(xiàng)?？稍O(shè)置有關(guān)仿真和求解的選項(xiàng)、定義過(guò)濾顯示、進(jìn)行單步潮流計(jì)算、電壓等高線(xiàn)動(dòng)態(tài)著

28、色、各種運(yùn)行報(bào)表和區(qū)域控制誤差分析、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析、二維和三維可視化運(yùn)行圖切換以與工程所包含的原件的所有屬性和相關(guān)運(yùn)行參數(shù)和控制參數(shù)的顯示和修改。這兩個(gè)欄目在編輯模式和運(yùn)行模式下根據(jù)需要不盡一樣。工具欄（Tools）提供母線(xiàn)運(yùn)行信息瀏覽、全網(wǎng)潮流瀏覽和指定母線(xiàn)或線(xiàn)路潮流運(yùn)行信息、靜態(tài)安全分析、可用傳輸容量ATC計(jì)算、短路電流計(jì)算、各種靈敏度分析、電氣島分析、網(wǎng)損計(jì)算、功率傳輸分布因子計(jì)算、強(qiáng)制潮流設(shè)置與計(jì)算、地理信息功能加載（GIS）、制作影視剪接，負(fù)荷和出力調(diào)整等高級(jí)功能。仿真欄（Simulation）提供仿真所采用的各種算法，包括極坐標(biāo)和直角坐標(biāo)的牛頓拉夫遜法、快速解耦算法、單步法、交直

29、流系統(tǒng)混合潮流計(jì)算、魯棒性潮流加速計(jì)算、最優(yōu)潮流計(jì)算、潮流計(jì)算啟動(dòng)終止設(shè)置和不收斂的處理辦法以與腳本文件的相關(guān)處理。最優(yōu)潮流（LPOPF）欄提供常規(guī)最優(yōu)潮流計(jì)算、考慮各種運(yùn)行約束和經(jīng)濟(jì)約束的最優(yōu)潮流計(jì)算以與相關(guān)參與最優(yōu)潮流的系統(tǒng)各種原件參數(shù)的設(shè)定和修改。電壓安全性和穩(wěn)定性分析工具（VSAT）以置的牛頓一拉夫遜法進(jìn)行的潮流計(jì)算為基礎(chǔ)，允許用戶(hù)在某特定傳輸容量下求解多重潮流解，從而得到給定節(jié)點(diǎn)的PV或QV曲線(xiàn)。電壓安全性和穩(wěn)定性分析（VSAT）的目的是在用戶(hù)定義的傳輸容量自動(dòng)增加時(shí)允許用戶(hù)監(jiān)視系統(tǒng)的任一參數(shù)。電壓安全性和穩(wěn)定性仿真計(jì)算結(jié)束后用戶(hù)可用可視化仿真曲線(xiàn)顯示所監(jiān)視的參數(shù)。除了上述各功能，P

30、owerWorld可視化分析程序還提供方便快捷的局部菜單（在運(yùn)行圖上右擊鼠標(biāo)），主要有限值監(jiān)視設(shè)定、越限后文本區(qū)自動(dòng)改變顏色、可視化顯示容和參數(shù)設(shè)定、全屏切換顯示和分屏耦合顯示、快速查找和定位、鷹眼漫游、負(fù)荷預(yù)測(cè)可視化、考慮氣候變化的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析、用戶(hù)自定義界面、新的插入模板、母線(xiàn)顏色自動(dòng)選擇、動(dòng)畫(huà)率可調(diào)、餅圖和線(xiàn)路顏色的協(xié)調(diào)等功能。另外還包括潮流計(jì)算收斂性加速算法設(shè)定、缺省繪圖值功能、過(guò)濾選項(xiàng)、常用表達(dá)的定義、移相器建模、直流線(xiàn)路建模、在線(xiàn)幫助、系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、自動(dòng)插入和外掛用戶(hù)自編程序擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)接口等高級(jí)功能。1.3 電力系統(tǒng)建模1.3.1電力系統(tǒng)單線(xiàn)圖對(duì)任何一個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行分析前，必

31、須準(zhǔn)確地對(duì)其建模。在PowerWorld軟件中，通過(guò)創(chuàng)建單線(xiàn)圖來(lái)實(shí)現(xiàn)建模功能，并且保存建模參數(shù)到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，這是可視化分析的前提條件。電力系統(tǒng)單線(xiàn)圖建模在EDITMODE完成，其過(guò)程如下：1)創(chuàng)建工程示例從File欄選取NewCase項(xiàng)，創(chuàng)建一個(gè)新的工程示例文件。2)添加發(fā)電機(jī)元件從Insert欄中點(diǎn)擊選擇發(fā)電機(jī)（Generator）或直接點(diǎn)擊發(fā)電機(jī)圖標(biāo)，在與該發(fā)電機(jī)連接的母線(xiàn)處點(diǎn)擊左鍵，則彈出發(fā)電機(jī)信息對(duì)話(huà)框，填入發(fā)電機(jī)相關(guān)信息，再單擊確定（OK），然后適當(dāng)調(diào)整發(fā)電機(jī)位置，則發(fā)電機(jī)添加完畢。圖2.7單選發(fā)電機(jī)模型圖2.8添加發(fā)電機(jī)3)發(fā)電機(jī)選項(xiàng)對(duì)話(huà)框詳解（如圖2.8）該對(duì)話(huà)框是用來(lái)查看和修改

32、和系統(tǒng)中每條發(fā)電機(jī)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。它也能用來(lái)插入新的發(fā)電機(jī)，刪除現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)。編輯模式下的發(fā)電機(jī)信息對(duì)話(huà)框和運(yùn)行模式下的發(fā)電機(jī)信息對(duì)話(huà)框是完全一樣的.母線(xiàn)編號(hào)（BusNumber）：1和999之間的可以用來(lái)識(shí)別附在發(fā)電機(jī)上的母線(xiàn)一個(gè)數(shù)。下拉列表列舉了示例中所有滿(mǎn)足由區(qū)域/地區(qū)/所有者篩選（area/zone/ownerfilters）所確定的標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)的母線(xiàn)。用戶(hù)可以直接從下拉列表中選擇一個(gè)母線(xiàn)編號(hào)，或者用戶(hù)可以利用旋轉(zhuǎn)按鈕循環(huán)通過(guò)發(fā)電機(jī)母線(xiàn)列表來(lái)選擇。母線(xiàn)名字（BusName）：附在發(fā)電機(jī)上的母線(xiàn)的一個(gè)字母標(biāo)識(shí)符，可以有多達(dá)八個(gè)字符組成。利用下拉框和有效的區(qū)域/地區(qū)/所有者篩選（area/z

33、one/ownerfilters）一起來(lái)查看示例中所有發(fā)電機(jī)名字的列表。ID：文字和數(shù)字的ID可以用開(kāi)區(qū)別和母線(xiàn)相連的多個(gè)發(fā)電機(jī)。匹配值是1。燃料類(lèi)型（FuelType）：這個(gè)模型表示發(fā)電機(jī)所用的燃料類(lèi)型。在大多數(shù)示例中，對(duì)于正常的負(fù)荷潮流分析該字段時(shí)多余的，因此匹配值是未知的但是在考慮安全性的最優(yōu)潮流分析（SecurityConstrainedOPF）中要用到該值。機(jī)組類(lèi)型（UnitType）：表示發(fā)電機(jī)機(jī)組的類(lèi)型，例如聯(lián)合循環(huán)、蒸汽、水等。按編號(hào)查找（FindByNumber）：通過(guò)編號(hào)和ID來(lái)查找一個(gè)發(fā)電機(jī)，把編號(hào)鍵入母線(xiàn)（BusNumber）字段，把ID鍵入ID字段，并點(diǎn)擊該按鈕。按名

34、字查找（FindByName）：通過(guò)名字和ID來(lái)查找一個(gè)發(fā)電機(jī)，把名字鍵入母線(xiàn)編號(hào)（BusName）字段，把ID鍵入ID字段，并點(diǎn)擊該按鈕。高級(jí)查找（Find）：如果不知道正在查找的確切的發(fā)電機(jī)的編號(hào)或名字，點(diǎn)擊這個(gè)按鈕打開(kāi)高級(jí)搜索(advancedsearchingine)。狀態(tài)（Status）：發(fā)電機(jī)的狀態(tài)，既可以是閉合的（連接到終端母線(xiàn)上），也可以是斷開(kāi)的（沒(méi)有連接到終端母線(xiàn)上）。用戶(hù)可以利用該字段來(lái)改變發(fā)電機(jī)的狀態(tài)。區(qū)域名字（AreaName）：對(duì)終端母線(xiàn)區(qū)域的字母標(biāo)識(shí)符。端母線(xiàn)有一樣的所有者（SameOwnerasTerminalBus）：是只讀選項(xiàng)，表明發(fā)電機(jī)和終端母線(xiàn)的所有者是否

35、是同一個(gè)。標(biāo)簽（labels）：點(diǎn)擊該按鈕將打開(kāi)預(yù)定的別名對(duì)話(huà)框（SubscribedAliasesdialog），該對(duì)話(huà)框列出了所有的標(biāo)簽或者為已選發(fā)電機(jī)指派的別名。畫(huà)面大?。―isplaySize）：發(fā)電機(jī)的大小。依大小的比例決定寬度（ScaleWidthwithSize）：如果選中該項(xiàng)，那么當(dāng)改變畫(huà)面大?。―isplaySize）時(shí)，畫(huà)面寬度（DisplayWidth）將自動(dòng)按比例適當(dāng)調(diào)整。如果不選該選項(xiàng)，那么改變畫(huà)面大?。―isplaySize）時(shí)僅僅影響到發(fā)電機(jī)對(duì)象的長(zhǎng)度。畫(huà)面寬度（DisplayWidth）：顯示對(duì)象的寬度。如果選中依大小的比例決定寬度（ScaleWidthwith

36、Size），那么改變畫(huà)面大小（DisplaySize）字段里值時(shí)，該畫(huà)面寬度（DisplayWidth）將自動(dòng)設(shè)置?；蛘呖梢允謩?dòng)給畫(huà)面寬度（DisplayWidth）設(shè)置一個(gè)新值。像素濃度（PixelThickness）：顯示對(duì)象的濃度，單位是像素方向 確定所繪對(duì)象的方向。 瞄定 Anchored）：如果選中該項(xiàng)，那么對(duì)象將錨定到它的終端母線(xiàn)。接到新的發(fā)電機(jī)（LinktoNewGenerator）：在數(shù)據(jù)方面，把對(duì)象到不同的發(fā)電機(jī)。4)發(fā)電機(jī)有功與電壓控制控制（MWandVoltageControl）欄（如圖2.1-10）圖2.10發(fā)電機(jī)有功與電壓控制信息有功輸出（MWOutput）：發(fā)電機(jī)的

37、當(dāng)前有功出力。最小和最大的有功輸出（MinimumandMaximumMWOutput）：發(fā)電機(jī)的最小和最大的有功輸出約束。如果做了實(shí)行有功約束（EnforceMWLimits）選項(xiàng)，那么模擬器將不允許有功輸出低于最小值或者高于最大值?？捎茫ˋGC）：確定發(fā)電機(jī)是否可用自動(dòng)發(fā)電裝置（AGC），通常應(yīng)該選中該選項(xiàng)。但是，有時(shí)用戶(hù)想要手動(dòng)控制發(fā)電的輸出（比如你要使用發(fā)電機(jī)來(lái)排除一線(xiàn)路越限），在這種情況下，用戶(hù)應(yīng)當(dāng)不選擇該項(xiàng)。任何時(shí)候用戶(hù)手動(dòng)地改變發(fā)電機(jī)的輸出時(shí)，把發(fā)電機(jī)放在“手動(dòng)”“manual”控制上。如果希望發(fā)電機(jī)參與區(qū)域發(fā)電調(diào)度，那么可以把發(fā)電機(jī)放回到“onAGC”。z實(shí)行有功約束（Enfo

38、rceMWLimits）：如果選中該項(xiàng)，發(fā)電機(jī)將實(shí)施最小和最大有功約束，倘若也選擇了在PowerWorld模擬器選項(xiàng)對(duì)話(huà)框（PowerWorldSimulatorOptionsDialog）上的約束標(biāo)簽（LimitsTab）上的實(shí)施發(fā)電機(jī)有功輸出（EnforceGeneratorMWLimits）。如果選中該字段并且一個(gè)發(fā)電機(jī)有功越限，那么會(huì)立即改變發(fā)電機(jī)的有功輸出。分配因子（Part.Factor）：分配因子是用來(lái)定義當(dāng)發(fā)電機(jī)可用AGC并且區(qū)域是分配因子控制時(shí)的反應(yīng)負(fù)荷的發(fā)電機(jī)的有功輸出如何變化。當(dāng)用戶(hù)利用PTI原始數(shù)據(jù)格式（PTIRawDataFormat）打開(kāi)示例時(shí)，該字段初始化為發(fā)電機(jī)

39、每單位功率額定值。因此，分配因子信息并不以PTI格式保存。有功斜率約束（MWRampLimit）：當(dāng)按次數(shù)運(yùn)行仿真時(shí)，發(fā)電機(jī)的每次步長(zhǎng)不會(huì)超過(guò)該值，必須打開(kāi)全局選項(xiàng)以遵守發(fā)電機(jī)斜率約束。無(wú)功輸出（MvarOutput）：發(fā)電機(jī)的當(dāng)前無(wú)功出力。僅僅當(dāng)沒(méi)有選中AvailableforAVR時(shí)，用戶(hù)才可以手動(dòng)改變?cè)撝?。最小和最大的無(wú)功輸出（MinimumandMaximumMvarOutput）：確定最大或最小的允許的發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出?？捎茫ˋVR）：確定發(fā)電機(jī)是否可用自動(dòng)電壓調(diào)整（AVR）。當(dāng)選中該項(xiàng)時(shí)，發(fā)電機(jī)將自動(dòng)改變它的無(wú)功輸出以保持期望的終端電壓在確定的無(wú)功圍之。如果達(dá)到一個(gè)無(wú)功界限，那么發(fā)電

40、機(jī)將不再能夠保持其電壓在設(shè)定值，并且其無(wú)功將保持在界限值恒定。應(yīng)用能量曲線(xiàn)（UseCapabilityCurve）：如果選中，那么發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率約束就確定應(yīng)用無(wú)功能量曲線(xiàn)。無(wú)功能量曲線(xiàn)描述了發(fā)電機(jī)無(wú)功功率約束和其有功功率輸出的依賴(lài)關(guān)系。因此，將應(yīng)用最小無(wú)功輸出（MinMvarOutput）和最大無(wú)功輸出（MaxMvarOutput）字段里的固定值。發(fā)電機(jī)的無(wú)功能量可以用顯示在對(duì)話(huà)框底部的表格來(lái)定義。更詳細(xì)的信息請(qǐng)看發(fā)電機(jī)無(wú)功能量曲線(xiàn)（GeneratorReactivePowerCapabilityCurve）。調(diào)節(jié)母線(xiàn)編號(hào)（egulatedBusNumber）：發(fā)電機(jī)正在調(diào)節(jié)的母線(xiàn)電壓的母線(xiàn)

41、的編號(hào)。通常是發(fā)電機(jī)的接線(xiàn)端母線(xiàn)，而并不一定是。多個(gè)發(fā)電機(jī)能調(diào)節(jié)同一個(gè)遠(yuǎn)程母線(xiàn)，但所調(diào)節(jié)的母線(xiàn)一定不是另外一個(gè)發(fā)電機(jī)的母線(xiàn)。如果發(fā)電機(jī)是松弛節(jié)點(diǎn)，那么它必定調(diào)節(jié)自己的接線(xiàn)端電壓。選擇CaseInformation,Others,RemotelyRegulatedBuses查看遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)母線(xiàn)對(duì)話(huà)框（RemotelyRegulatedBusesDialog），該對(duì)話(huà)框識(shí)別所有的能遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)的母線(xiàn)。定值電壓（SetPointVoltage）：確定期望的發(fā)電機(jī)在調(diào)節(jié)母線(xiàn)調(diào)節(jié)的每單位定值電壓值。調(diào)節(jié)母線(xiàn)不一定是發(fā)電機(jī)的接線(xiàn)端母線(xiàn)。遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)百分比（RemoteReg%）：該選項(xiàng)僅僅用于在不同的母線(xiàn)的多個(gè)發(fā)電機(jī)

42、調(diào)節(jié)一個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)母線(xiàn)（例如：不是它們的接線(xiàn)端母線(xiàn)）時(shí)。該字段確定遠(yuǎn)動(dòng)母線(xiàn)維持其應(yīng)有發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電壓所需要的總的無(wú)功功率的百分比。匹配值時(shí)100%。如果總值不是100%，那么所有的將矯正所有的調(diào)節(jié)因子以得到一個(gè)調(diào)節(jié)百分比。1.3.2仿真環(huán)境和參數(shù)設(shè)置按上述講解陸續(xù)將系統(tǒng)中各元件正確添加，并輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，調(diào)整外觀(guān)，則完成了系統(tǒng)單線(xiàn)圖的繪制。下面，就可以進(jìn)行仿真參數(shù)設(shè)置了。從主菜單上選擇OptionsSolution/Environment，打開(kāi)如圖2.29所示的對(duì)話(huà)框，就可以進(jìn)行仿真環(huán)境和仿真參數(shù)設(shè)置。該對(duì)話(huà)框的頂端有7個(gè)按鈕，分別是：示例顯示設(shè)置、消息日志設(shè)置。文件管理設(shè)置、仿真環(huán)境設(shè)置、極限管理設(shè)

43、置、單線(xiàn)圖設(shè)置以與潮流求解設(shè)置，點(diǎn)擊其中任何一個(gè)按鈕就可以單獨(dú)打開(kāi)一個(gè)標(biāo)簽頁(yè)進(jìn)行設(shè)置。圖2.29所示為潮流求解設(shè)置標(biāo)簽頁(yè)。其中較重要的設(shè)置是：潮流計(jì)算算法選擇、基準(zhǔn)能力、允許誤差、迭代最大次數(shù)、對(duì)電壓控制的設(shè)置等等。圖2.29仿真參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框1.4軟件主要功能模塊1.4.1潮流計(jì)算(PowerFlow)如圖3.1，單擊RunMode，進(jìn)入運(yùn)行模式，進(jìn)行潮流運(yùn)行調(diào)試。圖3.13.1轉(zhuǎn)換到運(yùn)行模式在運(yùn)行模式下，點(diǎn)擊Play鍵，如圖3.1，則開(kāi)始按已設(shè)置好的參數(shù)運(yùn)行潮流圖。圖3.11)PowerFlowList功率潮流列表功率潮流列表在更常用的基于文本的表格中顯示系統(tǒng)的功率潮流的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息。這是

44、給需要詳細(xì)了解潮流信息的用戶(hù)提供的，包括母線(xiàn)的單位電壓，母線(xiàn)負(fù)荷和發(fā)電機(jī)，還有與母線(xiàn)相連的線(xiàn)路和變壓器的潮流。顯示的容取決于區(qū)域區(qū)段濾波器，打開(kāi)主菜單的ToolsPowerFlowList就會(huì)顯示，如果只想看一小部分母線(xiàn)的潮流，可用QuickPowerFlowList。因?yàn)闆](méi)有區(qū)域區(qū)段濾波器設(shè)置的大系統(tǒng)，產(chǎn)生完全的功率潮流列表要花費(fèi)取模擬器很多時(shí)間。需要注意可以顯示的最多線(xiàn)路數(shù)為32767，如果這超過(guò)這個(gè)極限，模擬器就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行錯(cuò)誤。可以使用area/zone/ownerfilters來(lái)限制裝置在這顯示上顯示的數(shù)量，也可以用QuickPowerFlowList選中要選的母線(xiàn)。在PowerFlo

45、wList中可以通過(guò)雙擊名為T(mén)Onnnnn,的那一行來(lái)顯示與母線(xiàn)相鄰的元件的潮流，這里nnnnn是想要看到的母線(xiàn)的編號(hào)。如果母線(xiàn)是一個(gè)沒(méi)有濾波器設(shè)置的地區(qū)或區(qū)間，那么area/zonefilter會(huì)自動(dòng)設(shè)置。用這種方法，可以按母線(xiàn)逐個(gè)檢查系統(tǒng)。這個(gè)顯示還可以快速顯示與不同母線(xiàn)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的對(duì)話(huà)框。把光標(biāo)放在所要求裝置，按CTRL鍵并左擊，將顯示對(duì)應(yīng)的母線(xiàn)、負(fù)荷、發(fā)電機(jī)，或旁路信息對(duì)話(huà)框編輯表。PowerFlowList也有它自己的菜單，通過(guò)在顯示上右擊鼠標(biāo)可以看到。選擇ChangeFont可以修改顯示字體的風(fēng)格和大小。選擇Refresh可以確保顯示的容與系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)一致。要跳過(guò)列表中的特殊列，點(diǎn)

46、擊FindBus，打開(kāi)FindBus。要顯示當(dāng)前選擇支流，母線(xiàn)、負(fù)荷，或者旁路開(kāi)關(guān)的信息對(duì)話(huà)框，選擇DisplayObjectDialog。要想打印顯示容，選擇Print菜單選項(xiàng)。選擇Copy能把你的顯示復(fù)制到Windows剪貼板，從而信息可以被粘貼到另一個(gè)程序。最后，選擇Close關(guān)閉顯示。打印顯示的時(shí)候，可以直接傳給打印機(jī)或保存他們到文本文件。要在PrintDialog把顯示結(jié)果保存為文本文件，選擇對(duì)話(huà)框左下角的SavetoFile選項(xiàng)。3)生成報(bào)表選擇ReportWriter來(lái)創(chuàng)建全部系統(tǒng)信息的文本格式報(bào)告。涉與的容包括區(qū)域、區(qū)段、母線(xiàn)、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、旁路開(kāi)關(guān)和傳輸線(xiàn)的信息。這些報(bào)告可以

47、按照要求打印和自定義。4)停運(yùn)停運(yùn)顯示通過(guò)選擇CaseInformationOutages菜單選項(xiàng)（只有在運(yùn)行方式）可以調(diào)出，1.4.2故障分析(FaultAnalysis)故障類(lèi)型（FaultType）通過(guò)選擇下面四種故障處故障類(lèi)型中的一種來(lái)進(jìn)行計(jì)算：?jiǎn)蜗鄬?duì)地短路（SingleLine-to-Ground）通過(guò)用戶(hù)定義的一個(gè)對(duì)地故障阻抗來(lái)進(jìn)行單相對(duì)地短路計(jì)算。把A相設(shè)為故障相。兩相短路（Line-to-Line）假設(shè)一個(gè)值為999+j999的對(duì)地阻抗進(jìn)行兩相短路計(jì)算。把B相和C相設(shè)為故障相。三相短路（3PhaseBalanced）通過(guò)用戶(hù)定義的一個(gè)對(duì)地故障阻抗來(lái)進(jìn)行三相短路計(jì)算。兩相對(duì)地短路

48、（DoubleLine-to-Ground）通過(guò)定義一個(gè)接地故障阻抗來(lái)進(jìn)行兩相對(duì)地短路計(jì)算。電流單位（CurrentUnits）允許用戶(hù)是選擇觀(guān)察故障時(shí)標(biāo)幺值還是電流的實(shí)際值。故障結(jié)果在故障分析對(duì)話(huà)框下部以表格的形式顯示，故障結(jié)果也可以在單線(xiàn)圖里以圖形化的形式顯示出來(lái)。通過(guò)選擇，可以把任何一個(gè)三相值單獨(dú)地顯示出來(lái)，或者是使三相值同時(shí)顯示。在單線(xiàn)圖里顯示故障分析結(jié)果的一些必要欄目：z節(jié)點(diǎn)電壓（BusVoltage）和節(jié)點(diǎn)相角（BusAngle）對(duì)于節(jié)點(diǎn)這兩欄是得提出的。當(dāng)選擇觀(guān)察故障分析結(jié)果時(shí)，這兩欄的容應(yīng)該要確定，用故障相的電壓值（單位為每單位量）和相角（單位為度）代替實(shí)際的負(fù)荷潮流值。z對(duì)于

49、支路，交流支路的有功功率潮流（ACLineMWFlow）和交流支路的無(wú)功功率潮流（ACLineMvarFlow）這兩欄是得提出的。這兩欄的容應(yīng)該要確定，用故障相的電流幅值（單位為安培或者是每單位量）和相角（單位為度）代替有功功率量和無(wú)功功率量。z發(fā)電機(jī)有功功率輸出（GenMWOutput）和發(fā)電機(jī)無(wú)功功率輸出（GenMvarOutput）字段用于表示發(fā)電機(jī)這兩個(gè)字段將會(huì)被標(biāo)識(shí)，有功功率和無(wú)功功率的數(shù)值將用發(fā)電機(jī)終端故障相的電流幅值（以安培或者是每單位量為單位）和相角（單位為度）替換。故障電流（FaultCurrent）顯示故障發(fā)生時(shí)故障處的電流幅值和相位。計(jì)算（Calculate）點(diǎn)擊這個(gè)按鈕

50、軟件將進(jìn)行故障分析。為了保證能夠進(jìn)行計(jì)算，潮流應(yīng)該處于一個(gè)對(duì)于結(jié)果來(lái)說(shuō)有關(guān)的、可解的狀態(tài)。因此當(dāng)按下計(jì)算（Calculate）按鈕時(shí)要做的第一件事是解潮流。用戶(hù)可以在運(yùn)行計(jì)算程序時(shí)通過(guò)查看信息日志來(lái)觀(guān)察這一步。一旦解潮流完畢，故障分析計(jì)算開(kāi)始運(yùn)行，計(jì)算結(jié)果將被顯示出來(lái)。故障阻抗（FaultImpedance）無(wú)論進(jìn)行何種故障計(jì)算，都是要包括故障阻抗的。電阻和電抗可以作為故障電流入地的路徑，當(dāng)計(jì)算用于決定其他故障量的故障電流時(shí)，故障阻抗需要被考慮進(jìn)去。圖3.261.4.3電壓穩(wěn)定性分析(VoltageStability)PVQV是PowerWorld的電壓充裕和穩(wěn)定評(píng)估工具，用于分析電力系統(tǒng)的電

51、壓特性。PowerWorld仿真器是一個(gè)交互式的電力系統(tǒng)仿真軟件，用于仿真高壓電力系統(tǒng)的運(yùn)行。在基本軟件包中仿真器使用Newton-Raphson潮流算法求解潮流方程。但是，使用附加件電壓充裕和穩(wěn)定工具（voltageadequacyandstabilitytool(PVQV)），用戶(hù)可求得多個(gè)潮流解，目的是為某一傳輸生成PV曲線(xiàn)或?yàn)榻o定的節(jié)點(diǎn)生成QV曲線(xiàn)。使用“電壓穩(wěn)定”（VoltageStability）主菜單項(xiàng)進(jìn)入PVQV功能。該菜單可用的命令有簡(jiǎn)化模型（RefineModel），QV曲線(xiàn)（QVCurves）以與PV曲線(xiàn)（PVCurves）。附加工具PVQV的目的是當(dāng)自動(dòng)增加用戶(hù)定義的傳

52、輸時(shí)，允許用戶(hù)監(jiān)控任何電力系統(tǒng)參數(shù)。PVQV模塊使用仿真器構(gòu)建NewtonRaphson潮流算法來(lái)完成此任務(wù)。在PVQV仿真完成后，用戶(hù)可以選擇作出描述任何在“追蹤量”（QuantitiestoTrack）中指定的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)。1.4.4最優(yōu)潮流(OPF/SCOPF)PowerWorld程序一種交互式仿真軟件包，用于電力系統(tǒng)的仿真運(yùn)行。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，仿真器使用Newton-Raphson潮流算法解潮流方程。但是隨著最優(yōu)潮流（OptimalPowerFlow，OPF）的添加，該程序也可以使用OPF來(lái)解這些潮流方程，其最優(yōu)潮流(OPF)和安全約束最優(yōu)潮流(SCOPF)使用線(xiàn)性規(guī)劃LPOPF實(shí)現(xiàn)。在

53、運(yùn)行模式下(RunMode),從主菜單上選擇LPOPF，出現(xiàn)如圖3.28所示的菜單欄，從中可以打開(kāi)最優(yōu)潮流(OPF)和安全約束最優(yōu)潮流(SCOPF)工具的對(duì)話(huà)框。圖3.28LPOPF菜單欄OPF的目的是通過(guò)改變不同的系統(tǒng)控制，最小化目標(biāo)（費(fèi)用）函數(shù)。這些控制考慮了用于模擬潮流平衡約束和各種運(yùn)行限制的等式和不等式約束。OPF的LPOPF解一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)潮流，然后解一個(gè)線(xiàn)性規(guī)劃。然后在這兩者之間進(jìn)行迭代，通過(guò)迭代確定最優(yōu)解用于改變系統(tǒng)控制，以移除任何極限違限的情況。最優(yōu)化潮流(OPF)算法就是，在滿(mǎn)足功率平衡約束和基本潮流的運(yùn)行約束情況下，通過(guò)系統(tǒng)控制變量?jī)?yōu)選，求解目標(biāo)函數(shù)(通常為總運(yùn)行費(fèi)用)的最小值。

54、盡管系統(tǒng)的安全運(yùn)行沒(méi)有考慮意外事故違限。但是，目標(biāo)函數(shù)的最小化過(guò)程還需考慮一些意外事故。這就需要運(yùn)用到安全約束最優(yōu)潮流(SCOPF)算法。在SCOPF求解過(guò)程中，通過(guò)求解標(biāo)準(zhǔn)潮流和求解線(xiàn)性規(guī)劃(通過(guò)改變系統(tǒng)控制變量來(lái)消除意外事故)之間不斷迭代的算法確定系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)。SCOPF算法通過(guò)調(diào)整控制變量使系統(tǒng)處于事故前的狀態(tài)，避免事故后狀態(tài)違限。如果系統(tǒng)中有足夠的控制變量可以利用，則存在滿(mǎn)足目標(biāo)函數(shù)最小和事故違限約束的解。如果系統(tǒng)沒(méi)有足夠的控制變量，則在某些事故條件下肯定會(huì)發(fā)生違限。這些情況表示在非強(qiáng)制性約束下，會(huì)造成邊際費(fèi)用的偏高。選擇LPOPFSecurityConstrainedOPF，可進(jìn)入

55、SCOPF（安全約束最優(yōu)潮流）的命令和選項(xiàng)頁(yè)面。在OPF選項(xiàng)對(duì)話(huà)框?qū)COPF（安全約束最優(yōu)潮流）函數(shù)進(jìn)行定義，在事故分析對(duì)話(huà)框中對(duì)事故進(jìn)行設(shè)置。有關(guān)這些設(shè)置，可閱讀OPF和事故分析幫助文檔。建議在運(yùn)行SCOPF仿真以前，熟悉仿真器的OPF和事故分析工具。SCOPF對(duì)話(huà)框中其它指令可用來(lái)指定基本潮流的解過(guò)程和存取SCOPF的結(jié)果。1.4.5事故分析(ContingencyAnalysis) 事故分析是電力系統(tǒng)分析的一個(gè)重要的組成部分。電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行人員必須分析系統(tǒng)中所發(fā)生的一系列事件，如：發(fā)電機(jī)組或線(xiàn)路/變壓器的投切等對(duì)電力系統(tǒng)造成的影響有深刻的認(rèn)知。PowerWorld程序的事故分析工具

56、箱提供的功能不僅可以分析電力系統(tǒng)基本示例的拓?fù)潢P(guān)系，而且還可以分析系統(tǒng)的任何穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)事件的結(jié)果。事故分析對(duì)話(huà)框如圖3.1所示。電力系統(tǒng)中經(jīng)常涉與到n1規(guī)則進(jìn)行靜態(tài)安全分析，在斷掉任何一條傳輸線(xiàn)路/一臺(tái)變壓器或者損失發(fā)電機(jī)出力等情況下，檢驗(yàn)系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行的能力。在PowerWorldSimulator中，單一的事故條件可以是一個(gè)單一的原因（例如傳輸線(xiàn)路或者變壓器投切），或者多種原因（例如一臺(tái)發(fā)電機(jī)，幾條節(jié)點(diǎn)和大量支路同時(shí)損失）。按照對(duì)話(huà)框上的操作說(shuō)明，可以手工添加事故，也可以選擇自動(dòng)插入（AutoInsert）事故，圖3.31所示為自動(dòng)插入事故對(duì)話(huà)框。首先選擇事故的類(lèi)型：?jiǎn)我辉M成的事故或

57、者是組合元件組成的事故，然后按照定義的事故類(lèi)型，把所建模的電力系統(tǒng)中的元件分別設(shè)為事故分析元件，自動(dòng)地依次輪流進(jìn)行計(jì)算分析，找出并統(tǒng)計(jì)越限元件。當(dāng)然，該工具提供了高級(jí)過(guò)濾器(AdvancedFilter)功能，可以用來(lái)對(duì)定義的事故進(jìn)行全面廣泛的條件設(shè)置。值得指出的是，該事故分析工具能夠設(shè)置使用全牛頓法或者使用直流負(fù)荷潮流算法來(lái)分析每一次事故。全牛頓法不如直流負(fù)荷潮流算法快速，但是它的計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確一些，并且計(jì)算電壓/無(wú)功功率的影響。1.4.6線(xiàn)性分析(LinearAnalysis)PowerWorld程序提供的電力系統(tǒng)線(xiàn)性分析工具包括分布因子計(jì)算和靈敏度計(jì)算。1）分布因子計(jì)算工具功率傳輸分配

58、因子（PowerTransferDistributionFactors）功率傳輸分配因子（PTDF）：用來(lái)衡量從一個(gè)區(qū)域到另外一個(gè)區(qū)域的電力傳輸發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)設(shè)備上電力負(fù)荷的響應(yīng)或變化的程度，以功率傳輸變化的百分比來(lái)表示。這些數(shù)值提供了一個(gè)關(guān)于在買(mǎi)方和賣(mài)方之間傳輸?shù)母淖兯鶎?dǎo)致的在傳輸線(xiàn)路與斷面之間潮流如何流動(dòng)的線(xiàn)性近似，這些值可以在動(dòng)態(tài)潮流單線(xiàn)圖上看到。線(xiàn)路開(kāi)斷分布因子(LODF)：用來(lái)衡量一個(gè)單一系統(tǒng)設(shè)備或元件開(kāi)斷所引起的系統(tǒng)其它設(shè)備上電力負(fù)荷的重新分配的程度，在一條有能量傳輸?shù)木€(xiàn)路上，LODF計(jì)算法決定了在線(xiàn)路開(kāi)斷后，傳移到其它傳輸線(xiàn)上的線(xiàn)路潮流百分值。線(xiàn)路開(kāi)斷分布因子(LODF)計(jì)算工

59、具對(duì)話(huà)框2）靈敏度計(jì)算工具輸電負(fù)荷切除靈敏度(TransmissionLoadingReliefSensitivities)通過(guò)選擇主菜單上的工具（Tools）其他靈敏度（OtherSensitivities）TLR靈敏度（TLRSensitivities）計(jì)算TLR靈敏度。打開(kāi)TLR靈敏度對(duì)話(huà)框，如圖3.35所示，這個(gè)對(duì)話(huà)框允許用戶(hù)設(shè)置TLR靈敏度選項(xiàng)，并計(jì)算靈敏度。輸電線(xiàn)路減負(fù)荷（TLR）靈敏度可能會(huì)被認(rèn)為是功率傳輸分配因子的翻轉(zhuǎn)。TLR靈敏度和PTDFs用來(lái)測(cè)量一個(gè)交易中在設(shè)備上的潮流靈敏度。計(jì)算PTDFs，用戶(hù)需要定義一個(gè)發(fā)源組和一個(gè)匯流組，仿真器定義了一個(gè)發(fā)生在源點(diǎn)和匯點(diǎn)之間的單傳輸

60、百分值，該傳輸在若干個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象上流動(dòng)。對(duì)于TLR靈敏度，用戶(hù)需要定義一個(gè)單設(shè)備，比如說(shuō)一條傳輸線(xiàn)去監(jiān)測(cè)，一組作為電源或者是補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備。此時(shí)，仿真器就定義了流動(dòng)在從單監(jiān)測(cè)對(duì)象到很多不同的，包括用戶(hù)定義為電源或是補(bǔ)償?shù)慕灰咨系某绷黛`敏度?？傊?，PTDFs反映的是很多監(jiān)測(cè)元件對(duì)一個(gè)單交易的靈敏度，而TLR靈敏度測(cè)量的是一個(gè)單交易對(duì)很多不同電能傳輸?shù)撵`敏度。發(fā)電轉(zhuǎn)移因子靈敏度（GenerationShiftFactorSensitivities）是TLR計(jì)算的一種特殊類(lèi)型。GSFs總是包含有一個(gè)作為買(mǎi)方的平衡節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移。除此之外，GSF和TLR的計(jì)算是一樣的。潮流和電壓靈敏度在運(yùn)行模式下，選擇工具（T