基于PSSE環(huán)境的自定義建模研究

摘要隨著電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的日益開展，電網(wǎng)對電力系統(tǒng)分析仿真軟件的要求也日漸提高。電力系統(tǒng)仿真成為研究電網(wǎng)一個重要的工具，單一的仿真軟件對國家電網(wǎng)進行的仿真已經(jīng)不能滿足實際研究的需要。國內(nèi)目前使用的機電暫態(tài)仿真工具主要是中國版BPA和PSASP，隨著電網(wǎng)的日益復(fù)雜，兩者在使用中都存在一定的局限。PSS/E是由美國電力技術(shù)公司〔PTI〕開發(fā)的一款綜合性軟件，在國際上使用是非常廣泛的。PSS/E的仿真規(guī)模非常大，利于超大規(guī)模系統(tǒng)計算。PSS/E還自帶模型自定義功能、用戶可以直接參與交互式計算過程控制，同時PSS/E還鼓勵用戶在自帶程序模塊不能滿足研究需要時通過自己編寫子程序來實現(xiàn)。本文主要對PSS/E自定義模塊比照，暫穩(wěn)態(tài)分析、動態(tài)潮流計算進行了簡單的建模和計算，通過和的結(jié)果進行比照分析，借此來驗證PSS/E這一電力仿真軟件的實用性。經(jīng)過結(jié)果說明，PSS/E的計算結(jié)果與實際結(jié)果雖然存在誤差，但誤差都在接受范圍之內(nèi)，也就是說，PSS/E在電力系統(tǒng)分析與仿真上是可以應(yīng)用在國內(nèi)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的。關(guān)鍵詞：PSS/E；暫態(tài)仿真；自定義建模；潮流計算AbstractWiththeincreasingdevelopmentofthegridnetwork,powergridforpowersystemanalysissimulationsoftwarerequirementsarealsorising.PowersystemsimulationhasbecomeanimportanttoolforresearchonPowerGrid.Simulationofasinglenationalgridsimulationsoftwarecannotmeettheneedsoftheactualresearch,TheelectromechanicaltransientsimulationtoolscurrentlyusedindomesticismainlyChineseversionofBPAandPSASP.Butasthenetworkbecomesmoreandmorecomplex,theybothinusetherearecertainlimitations.PSS/EisaUSAPowerTechnologiesInc〔PTI〕thedevelopmentofacomprehensivesoftware,forinternationaluseisverywide.ThescaleofPSS/Eisverylarge,verylargescalesystemtocalculate.PSS/Ealsocomeswithacustomfunctionmodel,userscandirectlyparticipateininteractivecomputingprocesscontrol,atthesametime,PSS/Ealsoencouragesuserstoachieveintheirownprogrammodulecannotmeettheresearchneedsthroughtheirownwrittensubroutine.ThispaperfocusesonthePSS/Epowerflowcalculation,transientanalysis,dynamicpowerflowcalculationmodelandcalculationsimpleandknown,throughcomparativeanalysisoftheresults,toverifythepracticalityofthepowersimulationsoftwarePSS/E.Keywords:PSS/E;Transient;simulation;Thecustommodeling;Powerflow目錄摘要IAbstractII第一章緒論1研究背景11.1.1PSS/E概述11.1.2PSS/E的優(yōu)勢3第二章PSS/E軟件介紹52.1PSS/E工作原理52.2PSS/E動態(tài)仿真52.3PSS/E潮流計算62.4故障分析82.5PSS/E暫態(tài)分析9附加程序10第三章PSS/E自定義功能113.1PSS/E自定義概述11自定義環(huán)境配置12自定義mode，數(shù)組和模塊分解133.3.1自定義MODE13關(guān)于數(shù)組15模塊分解173.4模型調(diào)用方式18第四章算例分析204.1潮流計算對照分析204.2自定義例子22結(jié)論27參考文獻28致謝29第一章緒論1.1.1PSS/E概述電氣的覆蓋率已經(jīng)成為衡量現(xiàn)代社會經(jīng)濟開展水平上下的一個重要指標，電力作為根底能源與我們的社會日常生活有著密切聯(lián)系。電網(wǎng)作為維系電力供給不可或缺的一局部，同樣對我們國家人民平安有序生活和經(jīng)濟持續(xù)增長起到重要的保護作用。隨著電網(wǎng)規(guī)模日益擴大，現(xiàn)代社會對電力穩(wěn)定供給的可靠性要求也在提高，電網(wǎng)運行的平安性和穩(wěn)定性已成為一個突出問題。在2003年的8月14日當天下午，美國東北部和加拿大南部局部地區(qū)發(fā)生大面積停電事件，紐約市當晚發(fā)生60起火災(zāi)。可以想象，如果這種故障經(jīng)常發(fā)生，帶來的經(jīng)濟損失和人民生命財產(chǎn)平安是不可承受的災(zāi)難。在事故發(fā)生后政府統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)損失負荷61800兆瓦，受停電影響人數(shù)多達五千萬。因為俄亥俄州北部的三條超高壓輸電線路突然發(fā)生了故障是這次事故形成的主因。由于警報系統(tǒng)沒有及時響應(yīng)，電網(wǎng)工作人員沒有及時采取有效措施，導致輸電系統(tǒng)形成了一連串的連鎖反響，美國紐約以及加拿大的多倫多也在幾十分鐘以后受到了牽連，陷入這場“盛宴〞。這次停電事故使得加拿大多倫多、渥太華等地區(qū)及美國東部底特律、紐約市合計5000萬人陷入漆黑無光的日子，由于斷電造成的影響，超過5千萬人在八月的盛暑天氣里燜了數(shù)天，經(jīng)濟方面的損失更是多達2000億到2500億人民幣。隨后又在澳大利亞、希臘、英國、法國、新加坡、意大利等國家都有比擬重大的電網(wǎng)故障發(fā)生，嚴重地影響當?shù)厝嗣竦娜粘Ｉ钪刃?，對事故發(fā)生地區(qū)的經(jīng)濟健康開展造成了無法彌補的損害。為了有效地阻止這種電網(wǎng)故障突然爆發(fā)，提高對電網(wǎng)的可預(yù)知性，我們需要對現(xiàn)代電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行平安有效的檢測，但是復(fù)雜電網(wǎng)的平安評估需要有強大軟件的支撐。按目前開展來看，電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真軟件已經(jīng)廣泛地運用于各方面的領(lǐng)域，如電力調(diào)度運行、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、科學研究等領(lǐng)域，它已經(jīng)是分析電力系統(tǒng)特性無法取代的研究器具。在目前的電力系統(tǒng)調(diào)度規(guī)劃中都是將程序仿真結(jié)果當成穩(wěn)定運行的有效憑證，電網(wǎng)平安穩(wěn)定運行和決策高速有效規(guī)劃完全是取決于數(shù)字仿真結(jié)果的準確度。由于IT技術(shù)和電力系統(tǒng)的高速開展，機電暫態(tài)仿真程序已經(jīng)成為我們研究電網(wǎng)的一個重要工具，為了滿足對復(fù)雜電網(wǎng)實際仿真時的可靠性要求，現(xiàn)在一般都不再采用單獨一個仿真軟件，而是多個仿真軟件的組合對照。但是不同的仿真軟件在數(shù)值計算方法、計算規(guī)模，元件數(shù)學模型和自定義模型上面都存在差異。因此，需要根據(jù)實際研究的需要來選擇適當?shù)姆抡孳浖?yīng)對規(guī)模越來越大的電力系統(tǒng)進行仿真分析。目前國內(nèi)普及應(yīng)用的電力系統(tǒng)分析仿真軟件有電科院研發(fā)的PSASP〔PowerSystemAnalysisSoftwarePackage，電力系統(tǒng)分析綜合程序〕、中國版的BPA〔BonnevillePowerAdministration〕等。然而，使用現(xiàn)有的仿真軟件常常會遇到現(xiàn)有軟件計算結(jié)果，仿真圖形是否準確、計算精度和有效性是否真實可靠等困惑。為了妥善解決這些問題，國內(nèi)多家電力公司也推出了一些來自其他國家的新的電力系統(tǒng)仿真軟件作為一個結(jié)果的檢驗。PSS/E〔PowerSystemSimulatorforEngineering，電力系統(tǒng)機電分析仿真軟件〕就是在這樣的背景之下被引入中國。隨著特高壓和大規(guī)模電網(wǎng)建設(shè)步伐的持續(xù)穩(wěn)定開展，電力網(wǎng)絡(luò)的開展也趨向于大和復(fù)雜化。特別是“三華〞電網(wǎng)互聯(lián)后將會成為目前世界上最大的區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)。這樣一個大型和復(fù)雜的電力網(wǎng)絡(luò)目前仿真軟件的仿真分析一般不能勝任。在這種情況下，對PSS/E軟件進行消化和吸收，并將其應(yīng)用于實際電網(wǎng)分析，對提升電網(wǎng)的平安穩(wěn)定分析和決策水平具有重大的戰(zhàn)略意義。PSS/E軟件是一款PTI公司〔PowerTechnologiesInc，美國電力軟件公司，目前已被德國Siemens收購〕專門為電力系統(tǒng)分析的快速開展而研發(fā)出來的綜合性仿真程序包。PTI公司在電力系統(tǒng)分析這一行業(yè)在世界上的地位是首屈一指的。PSS/E作為它一個代表性的作品，是一個多功能的集成交互軟件包，以潮流方面的計算為主要內(nèi)容，將穩(wěn)定分析、最優(yōu)潮流、等值計算等功能集合在一個數(shù)據(jù)包內(nèi)，主要使用于電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真分析和計算。PSS/E軟件為用戶提供了短路計算、潮流計算、動態(tài)模擬仿真分析〔包括中長期穩(wěn)定分析〕、最優(yōu)潮流、線性網(wǎng)絡(luò)以及設(shè)置擾動分析等功能模塊，現(xiàn)在已經(jīng)成為世界電力工業(yè)中應(yīng)用得最廣泛的電力系統(tǒng)分析軟件之一，在國際上已經(jīng)獲得了普遍認同和使用。表1-1詳細列舉了PSS/E的仿真規(guī)模，并對軟件的優(yōu)點和缺乏之處進行了簡單的綜述，如下所示。從表1-1可以看出，在實行各種大小電網(wǎng)的仿真分析時，PSS/E在這個方面毫無疑問是非常適合的。表1-1PSS/E仿真規(guī)模及特點總結(jié)仿真規(guī)模優(yōu)點缺乏母線支路兩端直流線路多端直流線路功率交換區(qū)域PSS/E33版15000030000050202000國際軟件，計算能力強勁，仿真規(guī)模巨大，模型庫豐富，支持用戶自定義模型，支持批處理，算法高效，計算速度快，潮流及優(yōu)化方面優(yōu)勢明顯。沒有漢化版本，故障仿真步驟繁瑣，初學者上手較慢。1.1.2PSS/E的優(yōu)勢PSS/E包含了電力系統(tǒng)機電暫穩(wěn)態(tài)分析計算中常見的功能應(yīng)用。其最大優(yōu)點在于：〔1〕一般情況下都能滿足目前電網(wǎng)規(guī)模的計算，因為PSS/E仿真規(guī)模非常大，而且現(xiàn)在新版本能支持更大的仿真運算；〔2〕靈活的模型自定義。PSS/E的自定義模型方法多種多樣，用戶可以根據(jù)熟練程度使用FORTRAN語言編寫程序，也可以通過matlabsimulink來進行搭建框圖，但后者局限性大，并不常用；〔3〕計算過程中更尊重用戶的意見。并且用戶可以根據(jù)自己的實際需要隨時隨地監(jiān)測或修改仿真分析計算中的各參數(shù)。國內(nèi)目前經(jīng)常使用的機電暫態(tài)仿真工具主要是中國版BPA和我國電科院研發(fā)的PSASP，還有美國電力技術(shù)咨詢公司的PSS/E。但是隨著電網(wǎng)的日益復(fù)雜，模型逐漸多樣化，PSASP面臨著模型更新跟不上的問題，PSS/E和BPA因為有著自定義模塊那么沒有這方面的顧慮。PSS/E可實現(xiàn)潮流計算、動態(tài)仿真〔包括暫態(tài)和中長期仿真〕、最優(yōu)潮流、短路計算、電壓穩(wěn)定、等值計算以及設(shè)置擾動進行分析等功能，潮流和穩(wěn)定計算是它最根本的功能，是進行其他分析計算的第一步。PSS/E更新?lián)Q代速度非常快，目前已推出PSS/E33版本，本文所介紹和使用的是PSS/E32版本。PSS/E32軟件包主要收集了動態(tài)模擬程序，動態(tài)數(shù)據(jù)映射程序，一打以上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，綜合方案的編程和程序等諸多功能。在PSS/E程序中，根本上所有的執(zhí)行命令都是經(jīng)由功能模塊(ACTIVITY)來進行完成的，對(ACTIVITY)的調(diào)用可以像操作DOS那樣輸入命令來達成，它的操作過程根本上實現(xiàn)了消除導致用戶誤操作的因素。簡單點也可以通過點擊菜單上的(ACTIVITY)來運行。每一個(ACTIVITY)都是一個運算指令，用戶需要掌握到每一個功能指令的運用方法才可以稱得上靈活熟練應(yīng)用，但不可否認這同樣是PSS/E的獨到之處。在它的后續(xù)開發(fā)中，IPLAN程序的編排書寫都是以〔ACTIVITY〕功能指令為根底命令來控制其仿真模塊的，而且因為PSS/E自定義功能的存在，極大滿足了研究人員對模型創(chuàng)新的需要，因此在世界上有很高的贊譽。PSS/E程序相比于其它的機電暫態(tài)仿真軟件來說，PSS/E能完成更多的功能取決于它有高度模塊化的結(jié)構(gòu)，工程人員可以編寫自己的專有程序參加PSS/E的模型，這種模型同時也滿足了用戶對新模型的計算要求，而且這種模型根本上可以發(fā)揮程序員的各種異想天開。PSS/E軟件具有適應(yīng)電網(wǎng)開展所需要的計算能力，目前PSS/E33版本可以處理的電網(wǎng)最大規(guī)模為150000條母線、300000個負荷、300000條線路以及33000臺發(fā)電機。而之前的30版本處理規(guī)模為50000條母線，100000個負荷，因此有理由相信隨著電子技術(shù)的開展，PSS/E這個機電暫態(tài)仿真程序也將會越來越完善。將PSS/E與國內(nèi)目前主要使用的中國版BPA、PSASP等電力系統(tǒng)分析及仿真軟件進行比對，PSS/E軟件的穩(wěn)態(tài)計算程序由潮流計算、故障分析、網(wǎng)絡(luò)等值、最優(yōu)潮流、單線圖繪制等功能一起構(gòu)成，潮流計算只是其中最根底的一項功能。PSS/E軟件穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)文件*.raw文件的數(shù)據(jù)輸入順序已經(jīng)在PSS/E用戶手冊中有詳細的介紹，一共由17個局部組成，主要涵蓋了算例識別數(shù)據(jù)、母線數(shù)據(jù)、負荷數(shù)據(jù)、區(qū)域交換數(shù)據(jù)、變壓器元件數(shù)據(jù)、發(fā)電機數(shù)據(jù)、支路數(shù)據(jù)、雙端直流傳輸線路數(shù)等。更主要的是PSS/E程序的數(shù)據(jù)輸入格式非常靈活，數(shù)據(jù)之間只需要用空格符號隔開，當然也可以用逗號隔開，一行中的后半局部如果都是默認數(shù)據(jù)，那么這一局部可以不用填寫，PSS/E會自動補上默認數(shù)據(jù)。而BPA輸入格式相對于PSS/E那么顯得比擬繁瑣。對于這種通過特定方式輸入的數(shù)據(jù)，在用PSS/E翻開之后可以用文件保存即Save功能將*.raw文件轉(zhuǎn)化為通用格式，這也方便了PSS/E同其它機電暫態(tài)仿真軟件之間的數(shù)據(jù)文件格式之間的交流，奠定了PSS/E的廣泛應(yīng)用。在潮流計算方法上，PSS/E自帶了五種常用方法：即牛頓—拉夫遜法、高斯—塞德爾法〔SOLV〕、解耦法〔PQ分解法〕和固定斜率的解耦法以及改良的高斯—塞德爾法〔MSLV〕。潮流計算中選擇哪種計算方法需要依據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的實際情況來決定，而在電網(wǎng)潮流計算模型這一方面，PSS/E僅僅在升降電壓元件模型上和BPA有著極小不同。第二章PSS/E軟件介紹2.1PSS/E工作原理PSS/E建立模型的速度簡單快捷，它是由一個程序框架和大量的子程序組成的。PSS/E設(shè)計時是以一個數(shù)據(jù)庫為核心，其他文件作輔助設(shè)計這樣就構(gòu)成了PSS/E。這個數(shù)據(jù)庫又被稱做工作文件。這些工作文件的建立是為了可以對一些電力系統(tǒng)仿真函數(shù)〔如最優(yōu)潮流和設(shè)備動態(tài)模型等〕的計算標準進行優(yōu)化。這些工作文件占據(jù)著PSS/E目錄下大局部的.硬盤空間，他們都是通過一個稱為功能模塊〔ACITVITIES〕的完善的功能程序板塊來執(zhí)行操作。每個功能都有特定的功能需要執(zhí)行〔例如計算、輸入、輸出或數(shù)據(jù)操作功能〕，而這些功能在電力系統(tǒng)的潮流計算、系統(tǒng)等值、短路計算或暫態(tài)仿真分.析等.計算中都是必不可少的。通過啟動桌面上的PSS/E的圖標〔根據(jù)版本的不同，文件名后面會有對應(yīng)版本數(shù)字〕就可以開始操作PSS/E了。這個主要的模塊會出現(xiàn)許多功能框讓用戶進行選擇，被選中的功能將會被立即執(zhí)行操作命令來完成一些工作文件。沒有特殊情況，功能不會中斷執(zhí)行除非出現(xiàn)以下幾種狀況：1.PSS/E程序已經(jīng)完成了對數(shù)據(jù)的計算分析和暫態(tài)仿真。2.在這個運行過程中發(fā)生了某種錯誤，導致程序中斷。中斷或者取消了它的執(zhí)行。上述幾種情況不管發(fā)生哪一.種都會將控制權(quán)返還給主模塊，同時工作文件將會把這個功能執(zhí)行過程的結(jié)果給反映出來。接著，主模塊會詢問用戶再選擇其他的一個命令。因為PSS/E的開放性，不管在什么時間，你都可以任意選擇一個功能，但是到底應(yīng)該選擇執(zhí)行哪一個功能應(yīng)該是用戶本人根據(jù)最近所執(zhí)行的功能情況和目前工作文件的狀況來決定的。有時候為了添加一些工作文件，用戶可以自己建立一個反映執(zhí)行流程的“算例〞和動態(tài)仿真“快照〞的庫。數(shù)據(jù)庫原有文件和用戶自定義文件相結(jié)合，組成了一個PSS/E專屬的完整數(shù)據(jù)模塊。PSS/E的用戶可以很快地了解運用這些數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)變量，從而能有效地分類和展開自己的機電暫態(tài)仿真分析研究。PSS/E動態(tài)仿真動態(tài)仿真結(jié)果的分析和出圖是電力系統(tǒng)分析機電暫態(tài)仿真軟件不能缺少的根底模塊。PSS/E的pssds4具有強大但復(fù)雜的功能，其穩(wěn)定計算程序結(jié)構(gòu)見圖2-1?？梢?，在穩(wěn)定計算上PSS/E與BPA有著本質(zhì)上的不同，pssds4比BPA多一個核心樞紐，就是模型連接子程序CONET和CONEC。它們由PSS/E自動生成，在動態(tài)仿真中起著關(guān)鍵的作用。PSS/E軟件中的CONEC和CONET兩個指令負責加工模型子程序庫中的各種模型，這其中也包括了用戶自定義模型，而經(jīng)過穩(wěn)定計算數(shù)據(jù)庫和編寫轉(zhuǎn)換、連接這些模型后形成的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起就組成齊全的動態(tài)仿真數(shù)據(jù)。模型子程序庫模型連接子程序模型子程序庫模型連接子程序PSS/E程序主框架動態(tài)計算數(shù)據(jù)庫動態(tài)計算數(shù)據(jù)庫圖2-1PSS/E動態(tài)仿真主體結(jié)構(gòu)圖PSS/E穩(wěn)定計算程序的主要特點為：〔1〕PSS/E裝有各式樣的模型。包括含TCSC、UP—FC、CEBS、STATCON、SMES在內(nèi)許多FACTS控制器和以電壓源換流器為根底的HVDC，即“HVDCLight〞等新型電子科技，為了適應(yīng)不同的直流系統(tǒng)仿真它還提供了很多詳細的模型?！?〕用戶可以隨時通過DOCU、STRT/RUN、VCV、ESTR/ERUN、GSTR/GRUN等功能對仿真中的算例進行檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤可以立即修改，大大減少了調(diào)試過程的工作量?！?〕有強大的自定義模型功能，滿足用戶研究需要?！?〕分析仿真過程中全部采用IPLAN語言操作,過程簡單?！?〕自帶的計算方法非常快速，有效節(jié)省時間?！?〕符合機電暫態(tài)仿真的需要，滿足暫態(tài)和中長期分析要求。2.3PSS/E潮流計算潮流計算是電力系統(tǒng)分析中的根底，常用來研究電網(wǎng)可能存在的各種問題。PSS/E軟件集合了五種主流的計算潮流方法，有牛頓-拉夫遜法〔FNSL〕、PQ解耦法(NSOL)、高斯-塞德爾法(SOLV)、修正高斯-塞德爾法〔MSLV〕和固定斜率解耦法(FDNS)。PSS/E可以考慮反響的極限載荷調(diào)節(jié)抽頭調(diào)整，區(qū)域電力交換，相移調(diào)整、電抗器組投切、D.C換流升降電壓元件的分接頭調(diào)整等，這一點和BPA軟件根本保持一致。PSS/E程序下的潮流計算包含以下幾個特點：1〕PSS/E程序在計算過程的時候已經(jīng)將變壓.器本身存在30°相位差預(yù)設(shè)了，這樣系統(tǒng)的有功和無功的結(jié)果不會受到影響，但會干擾到母線電壓的相角分布。如果沒有把升降電壓元件的相位差考慮進去，將會使得接下來的不對稱故障分析結(jié)果計算有錯誤；2〕PSS/E程序自帶了通用柔性交流輸電系統(tǒng)控制器卡，系統(tǒng)中含有柔性交流輸電系統(tǒng)控制器時，用PSS/E進行運算時簡單快捷。3〕BPA輸入原始數(shù)據(jù)時比擬繁瑣，要求一個個輸入，而PSS/E輸入方法相對BPA就表達出了優(yōu)勢，輸入格式自由方便，因此它大大減少了輸人原始數(shù)據(jù)的工作量。4〕PSS/E.提供了電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的修改，需要在用戶界面瀏覽再進而修改網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)。5〕PSS/E提供了外部接口，方便調(diào)用，同時可用結(jié)果生成EXCEL，DOC等文檔報告輸出結(jié)果。6〕PSS/E可以繪制單線圖和潮流結(jié)果報告圖，用戶也可以填寫數(shù)據(jù)點擊AUTODRAW進行自動繪圖，但是由于母線位置不確定需要用戶手動調(diào)整，也能通過IPLAN編程語言自主繪制地理位置接線圖。PSS/E程序中共帶有5個潮流計算方法，分別是牛頓-拉夫遜法〔FNSL〕、PQ解耦法(NSOL)、高斯-塞德爾法(SOLV)、修正高斯-塞德爾法(MSLV)和固定斜率解耦法(FDNS)。每個解法器的收斂性由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和負荷特性決定，因此它們有各自的優(yōu)點和缺點。表2-1詳細地列出了每個解法器的優(yōu)缺點和使用條件。在某些非常特殊情況，這5個解法器都有可能失去應(yīng)有的作用。表2-1潮流計算解法器迭代方法高斯-塞德爾法〔SOLV〕修正.高斯-塞德爾法〔MSLV〕牛頓-.拉夫遜法〔FNSL〕P.Q解耦法〔NSOL〕固定斜率解耦法〔FDNS〕優(yōu)點對初始參數(shù)具有較好的容錯性具有高斯-塞德爾法的所有優(yōu)點；并且能處理1類母線上的串聯(lián)電容器在較好的初值下，具有很好的收斂性在正常的情況下具有很好的收斂性；計算速度較較快在正常的情況下具有很好的收斂性；計算速度較較快缺點不能處理負電抗；加速因子必須與系統(tǒng)相匹配；處理大規(guī)模系統(tǒng)時迭代次數(shù)增加加速因子對收斂性特別敏感但是對初值要求較高對初值要求較高；無法處理X/R較小的情況對初值要求較高使用情況電壓初值估計較差時；系統(tǒng)無功缺乏;NSOL或FNSL不能收斂時，數(shù)據(jù)可靠性較差時參考高斯-塞德爾法電力網(wǎng)絡(luò)正常運行時，電力網(wǎng)絡(luò)中含有串聯(lián)電容器或其他負阻抗支路時電壓初始估計差異較大時；支路中含有負阻抗時表2-1潮流計算解法器〔續(xù)〕不能使用情況電力網(wǎng)絡(luò)中存在串聯(lián)電容器時和阻抗很小的支路時電力網(wǎng)絡(luò)中存在阻抗很小的支路時；串聯(lián)補償超過80%；串聯(lián)電容器直接與發(fā)電機母線連接當系統(tǒng)過載并引起無功缺乏時當系統(tǒng)過載并引起無功缺乏時；網(wǎng)絡(luò)中含有X/R很小的支路當系統(tǒng)過載并引起無功缺乏時收斂性監(jiān)控情況打印了每次迭代過程中△V變化最大的母線號和/△V/參考高斯-塞德爾法打印每次迭代中有功功率和無功功率，電壓幅值和相位不匹配值；并打印相關(guān)母線號參考牛頓-拉夫遜法參考牛頓-拉夫遜法中斷操作選項AB：停止迭代并返回解法器；NC：刪除收斂性監(jiān)控列表；DC：每次迭代畫一條直線；NM：刪除調(diào)整監(jiān)控器參考高斯-塞德爾法參考高斯-塞德爾法參考高斯-塞德爾法參考高斯-塞德爾法2.4故障分析故障分析診斷也是PSS/E除了潮流計算的另一個根本模塊。由對稱分量法原理知道，不對稱故障.計算不僅僅需要用到潮流計算中的正序網(wǎng)絡(luò)，還需要在電力運行系統(tǒng)上參加負、零序網(wǎng)絡(luò)。在PSS/E中，完整的故障.分析診斷數(shù)據(jù)文件除了需要潮流原.始.數(shù)據(jù)，還需要故障分析診斷數(shù).據(jù)，兩個結(jié)合才是完整的故障數(shù)據(jù)。不對稱故障分析診斷的.原理見圖2-2。PSS/E為用戶預(yù)裝了豐富的故障和開關(guān).操作類型，可精確模擬升降壓電子元件的各種結(jié)構(gòu)，電路計.算得出的數(shù)據(jù)直接被傳送給繼電保護整定模塊〔RECAP〕，通過開關(guān)和故障程序之間良好聯(lián)系使用，通過這種方法就可以完成對繼電保護裝置根底數(shù)據(jù)的設(shè)定、校驗等工作。讀潮流原始數(shù)據(jù)文件，建立正序網(wǎng)絡(luò)〔READ〕讀潮流原始數(shù)據(jù)文件，建立正序網(wǎng)絡(luò)〔READ〕增加零序和負序網(wǎng)絡(luò)到工作空間〔RESQ〕增加零序和負序網(wǎng)絡(luò)到工作空間〔RESQ〕保存完整的故障分析數(shù)據(jù)〔SAVE〕保存完整的故障分析數(shù)據(jù)〔SAVE〕解得故障前系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)解得故障前系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)故障應(yīng)用和開關(guān)操作，解故障后的系統(tǒng)〔SCMU〕故障應(yīng)用和開關(guān)操作，解故障后的系統(tǒng)〔SCMU〕結(jié)果輸出和處理結(jié)果輸出和處理圖2-2故障分析診斷的一般過程PSS/E暫態(tài)分析通常，電力系統(tǒng)會有發(fā)生各種干擾的情況，例如各種電路短路、大用電器、大功率電源投入、變壓器投入和切換等動作時，電網(wǎng)的構(gòu)造和模型參數(shù)都有較大的變化發(fā)生，使得系統(tǒng)的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲、元件參數(shù)和發(fā)電、負荷參量條件和發(fā)電機的振蕩頻率也隨之變化，破壞利用能源產(chǎn)生原動力機器.與發(fā)電機之間的平衡，導致機器內(nèi)轉(zhuǎn)子加速或減速，引起發(fā)電機，勵磁電壓和內(nèi)部電流的變化，進一步引起勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、負荷功率，以及其他一些控制裝置的數(shù)據(jù)改變，上述各種結(jié)果的互相變化影響，導致形成一個以發(fā)電機轉(zhuǎn)子常規(guī)運動和電磁功率變化為主要因素的機電暫態(tài)發(fā)生過程。對電力系統(tǒng)受到擾動后恢復(fù)到正常運行這一段時間發(fā)電機的恢復(fù)能力分析，一般就是電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析。考察系統(tǒng)對可預(yù)期的鼓勵的響應(yīng)快速性是對一個電力系統(tǒng)進行動態(tài)仿真的目的。從原理上講動態(tài)仿真的過程是很直接明了的。在“L〞時刻，可以知道“你在哪里〞。從“你在哪里〞及用來描述系統(tǒng)行為的微分方程，就可以決定“你正往哪里去〞。然后是“出發(fā)〞，時間階段進行到“L+t〞〔其中t為時間步長或積分步長〕，接著重復(fù)上面的過程。用術(shù)語來說，系統(tǒng)行為是由一組微分方程描述的。在仿真期間的每個.時間常數(shù)，對系統(tǒng)中每個狀態(tài)變量的時間導數(shù)進行計算并且分析，并使用描述在該時刻系統(tǒng)條件的常量參數(shù)從每個狀態(tài)變量的當前值及其變化率，就可以推斷出下一個時間階段狀態(tài)變.量的數(shù)值。PSS/E同樣為用戶內(nèi)嵌了計算電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的功能，但是它的整個程序是比擬分散的，需要用戶對PSS/E軟件有一定的認識后才能熟練靈活運用。2.6附加程序PSS/E提供的附加程序有很多，又可以分為5大類程序。這些程序極大豐富了PSS/E軟件的資源，用戶可以借此開發(fā)出量身定制的各種模型，是強大的開發(fā)工具數(shù)據(jù)模塊集合體。根據(jù)起到作用之間的差異，它們可以分為繪制仿真圖單線圖、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換調(diào)用、線路運輸特點額定常數(shù)變量變化計算TMLC、編程語言IPLAN以及其它5類程序。數(shù)據(jù)的合并、清理和整合程序，如WSCFOR、RAW26、PSAP4、COMDAT等，它們可實現(xiàn)PSAP格式、IEEE格式、WSCC格式與PSS/E的數(shù)據(jù)的合并、清理和整合以及PSS/E的低版本的向PSS/33的數(shù)據(jù)的合并、清理和整合。圖形顯示程序要求快速簡單，讓人一目了然。PSS/E動態(tài)仿真輸出通過內(nèi)嵌的PSSPLT程序自動產(chǎn)生仿真圖形。它同一時間最多可完成6個輸出接口的出圖，根據(jù)不用的線條和顏色進行區(qū)分。這些圖形結(jié)果可輸出到各種數(shù)字仿真終端，如打印機、顯示器、示波器、繪圖工具等，也可以保存為PS文件以供后續(xù)處理。此外利用PTI公司研發(fā)的FORTRAN通用.數(shù)據(jù)庫〔FUP〕和與設(shè)備相區(qū)別的繪圖軟件包〔Indeplot〕為圖形的紙質(zhì)版和.演示取得了多種多樣的快捷方法。TMLC是PSS/E軟件中特別用來分析線路傳輸額定參數(shù)變化的額外程序，可以分析架空線路和電線的正序和負序阻抗、自感、導納、互感及其它特性變量.參數(shù)。具有良好的圖形用戶界面，采用問答式的輸入輸出方式，這個結(jié)果在PSS/E的.其它計算驗證流程也可以記錄使用。IPLAN語言是PSS/E為用戶提供的一種簡單易學的編程語言。這個編程語言和FORTRAN相比具有相似性，不限定編寫的框架，建一個新文本文檔就可以展開編程，但編寫指令一般不能超過1萬行。我們可以利用IPLAN來進行下述的一些操作：1〕對PSS/E計算結(jié)果進行檢測和對輸入數(shù)據(jù)的改正；2〕通過IPLAN編程來完成各樣重復(fù)、分析以及計算；3〕利用IPLAN得出需要的圖形線條和EXECL報表；4〕用戶也可以創(chuàng)立一個專屬圖形框架，主動對復(fù)雜的案例計算分析；5〕讀入用戶運用自定義功能編寫的程序。除此外，PSS/E也為用戶安裝了VCV、AcccBrwsGrid、dbuild、imd、plinc等附加程序，且很實用。第三章PSS/E自定義功能PSS/E自定義概述PSS/E為了滿足各種用戶的需求，它的模型庫非常豐富，根本上涵蓋了各式各樣的電力模型。但是隨著近年來各種新研發(fā)元件的不斷投入使用，原有模型已經(jīng)不能滿足局部電網(wǎng)需求，在這一新的形勢開展下，作為一款商業(yè)化軟件，PSS/E已經(jīng)成功地滿足了模擬系統(tǒng)元件、自動控制裝置和控制功能的需要，這樣就使得分析師們不用為了模型與設(shè)備的匹配而去做很多繁瑣的工作，比方將新模型簡化硬套到原有模型中去，PSS/E為用戶詳細介紹了自己編寫自定義模型的方法，用戶在這之前需要自己學習一些根本的編程能力和理論，下面列出幾點：〔1〕用戶應(yīng)該熟悉自己所建的模型組成，會對復(fù)雜框圖進行拆分，然后依據(jù)簡單框圖寫出相應(yīng)的微分組合和代數(shù)方程；〔2〕〔1〕中的微分、代數(shù)方程可以采用PSS/E程序的語句來表達；〔3〕對PSS/E的數(shù)據(jù)格式了解清楚，對PSS/E數(shù)組調(diào)用方式清楚；〔4〕熟練運用FORTRAN語言或會用matlabsimulink建模塊圖。編寫自定義模型時可以先從原有模型中選擇，經(jīng)過參數(shù)適當?shù)恼{(diào)整也可以模擬出一個新的元件。PSS/E在模型上的設(shè)置非常的人性化。用戶自定義的步驟是：〔1〕讀取原有或自己新建的潮流數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)，并保存為暫態(tài)snp文件，記下此時STATE/VAR/CON等占用的位置；〔2〕在CONEC或CONET文件中添加編寫的模型或操作代碼，并保存起來。這里應(yīng)該使用FLECS語言?！?〕翻開PSS/E程序的系統(tǒng)環(huán)境，執(zhí)行COMPILE指令把源程序轉(zhuǎn)換為PSS/E調(diào)用的程序代碼，形成CONEC.obj和CONET.obj文件，確認無錯誤后輸入CLOAD4，然后執(zhí)行，完成編譯，在目錄下形成DSUSR.DLL文件；〔4〕翻開PSS/E程序的系統(tǒng)環(huán)境，輸入PSSDS4，然后導入第一步保存好的snp文件，用ALTR功能變換SolutionParameter中的STATEs、VARs等變量的位置；重新保存為snp文件；〔5〕進行仿真。應(yīng)了解執(zhí)行仿真程序時，DOS系統(tǒng)會提示這一時刻調(diào)用USERDLL，而不是以前默認使用的DEFAULTDLL，用戶自定義模型的調(diào)用就完成了。3.2自定義環(huán)境配置假設(shè)使用33版本PSS/E，可以參照以下步驟進行自定義環(huán)境的配置：〔1〕首先安裝visualstudio2023，接著安裝intervisualfortran2023版或2023版，應(yīng)注意的是，兩個軟件安裝路徑都不應(yīng)出現(xiàn)中文?！?〕兩個軟件安裝成功后，點擊Python2.7目錄下的run27或者直接翻開PTI目錄下的CreatUserDll，如果自定義環(huán)境配置完成，應(yīng)該和圖3-1、圖3-2所示一樣。圖3-1自定義環(huán)境選擇圖3-2配置完成圖3.3自定義mode，數(shù)組和模塊分解3.3.1自定義MODE在PSS/E中標志量MODE非常重要，下面.分成幾個局部來表現(xiàn)這些必需的過程：當MODE=1時起到的作用：模型必需對所有其中的狀態(tài)變量及代數(shù)變量執(zhí)行初始化。當MODE=2時起到的作用：模型必需完成所有必需的計算，使得DSTATE數(shù)組自動添加狀態(tài)變量〔STATE〕的時間導數(shù)；在這個階段對應(yīng)穩(wěn)定器模型一定要將其輸出信號的當前值計算出來并將結(jié)果插入VOTHSG數(shù)組適宜的接口；對應(yīng)最小勵磁限值器模型，必須將其輸出信號的當前值計算出來并把數(shù)據(jù)納入VUEL數(shù)組適宜的接口；對應(yīng)最大勵磁限值器模型，必須將其輸出信號的當前值計算出來.并放入VOEL數(shù)組適宜的接口。當MODE=3時起到的作用：對應(yīng)的穩(wěn)定器模型必須計算其輸出信號的當前值并放入VOTHSG數(shù)組適當?shù)慕涌?；對?yīng)最小勵磁限值器模型，此時應(yīng)該計算出其輸出信號現(xiàn)在值并放入VUEL數(shù)組適宜的接口；對應(yīng)最大勵磁限值器模型，此時應(yīng)該計算其輸出信號的現(xiàn)在值并.放入VOEL數(shù)組適宜的接口；對應(yīng)勵磁系統(tǒng)模型模型，此時計算其輸出電壓的現(xiàn)在值并放入EFD數(shù)組適宜的接口；對應(yīng)原動機調(diào)速器模型，此時計算其原動機機械功率的當前值并將其放入PMECH數(shù)組適宜的接口。其它用戶書寫模型通常對MODE=3無要求。當MODE=4時起到的作用：模型必須更新指示被使用的STATE最高數(shù)目的PSS/E變量NINTEG。當MODE=5時起到的作用：模型由動作DOCU在其.報告模式下調(diào)用，一定要寫出模型數(shù)據(jù)報告。當MODE=6時起到的作用：模型由動作DUDA調(diào)用，并且記錄下相關(guān)的適宜數(shù)據(jù)值。當MODE=7時起到的作用：模型由動作DOCU在數(shù)據(jù)檢查模式下調(diào)用，對模型常量的數(shù)據(jù)檢測功能進行使用；如檢測到有數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤，將會在正常的DOCU報告中記錄下來。當MODE=8時起到的作用：模型讀取用戶自定義數(shù)據(jù)和描述。MODE的數(shù)值不用用戶自己設(shè)置，是PSS/E軟件在仿真過程中根據(jù)步驟需要自動調(diào)用MODE的值。例如，執(zhí)行STRT時，MODE的設(shè)置為1，仿真進行時，MODE先設(shè)置為3，并調(diào)用CONEC，然后MODE再設(shè)置為2，再調(diào)用CONEC。PSS/E中的很多執(zhí)行命令都是跟標志量相對照的，比方STRT命令是對整個PSS/E動態(tài)模型執(zhí)行潮流初始化，此時標志量MODE對應(yīng)值設(shè)置為1。PSS/E主體框架中動態(tài)仿真計算是以逐個逐個的動作串聯(lián)起來的，而這些動作又是和這些內(nèi)置的標志互相關(guān)聯(lián)的。一般在模型子程序中對應(yīng)不同的標志量的值寫入不同的實行標志量相應(yīng)功能的語句，PSS/E實現(xiàn)每個動作的過程，就是根據(jù)動作相應(yīng)的標志量值，通過連接自有子程序〔TBLCNC，CONEC，CONET等〕調(diào)用模型子程序中對應(yīng)該標志量值的語句。比方STRT動作，在進行初始化時，與MODE=1相聯(lián)系，從而通過連接子程序調(diào)用模型子程序中對應(yīng)MODE=1的初始化語句。KPAUSE是PSS/E自定義模型的其中一個標志量，在MODE等于1至4時有內(nèi)在含義，它表示了RUN，MRUN，ERUN或GRUN動作中的時間常數(shù)。當KPAUSE=0時：表示模型屬于正常計算調(diào)用范圍。當KPAUSE=1時：表示模型在某擾動設(shè)置開始前被調(diào)用〔即TIME=TPAUSEˉ時〕。當KPAUSE=2時：表示模型在某擾動設(shè)置參加后的第一個時間步長被調(diào)用〔即TIME=TPAUSE+時〕。KPAUSE標志表現(xiàn)擾動參加前后用不同形式表示的模型，大局部用戶書寫模型時對這一標志量很少設(shè)置變化值，也即大局部模型在擾動參加前后模型的方式及參數(shù)根本不會發(fā)生什么變化。標志量MSTATE在MODE=1至4時有意義，它表現(xiàn)了動作MSTR/MRUN，STRT/RUN，ESTR/ERUN，GSTR/GRUN或ASTR實施時的仿真類別：MSTATE=0：由動作STRT和RUN，或ASTR實行的標準狀態(tài)空間動態(tài)模擬。MSTATE=1：由動作ESTR和ERUN展開的勵磁系統(tǒng)響應(yīng)速度檢驗。只調(diào)用發(fā)電機和勵磁系統(tǒng)模型。MSTATE=2：由動作ESTR和ERUN展開的勵磁系統(tǒng)開路階躍響應(yīng)檢驗。只調(diào)用發(fā)電機和勵磁模型。MSTATE=3：由動作GSTR和GRUN展開的發(fā)電機響應(yīng)檢驗。只調(diào)用發(fā)電機模型及原動機調(diào)速器模型。MSTATE=4：由動作MSTR和MRUN展開的加時階段動態(tài)模擬。MSTATE=5：動態(tài)數(shù)據(jù)有效但初始化動作沒有得到有效執(zhí)行。在MODE=l到4中邏輯變量MIDTRM是有意義的，指示的是狀態(tài)空間模擬在執(zhí)行還是擴展模塊模擬在執(zhí)行〔Z空間模擬〕：MIDTRM=FLASE．狀態(tài)空間模擬MIDTRM=TRUE．擴展動態(tài)模擬3.3.2關(guān)于數(shù)組表3-1列出了仿真過程中經(jīng)常用到的參數(shù)，變量〔包括CON、ICON、STATE和VAR等〕。表3-1仿真常用參數(shù)變量說明數(shù)組內(nèi)容索引常數(shù)〔CONSTANTS〕CON一般常數(shù)〔實數(shù)〕CON數(shù)ICON一般常數(shù)〔整數(shù)〕ICON數(shù)CHRICN一般常數(shù)〔字符〕ICON數(shù)MABASE發(fā)電機基準MVA發(fā)電機索引號ZSORCE發(fā)電機阻抗〔復(fù)數(shù)〕發(fā)電機索引號XTRAN升壓變阻抗〔復(fù)數(shù)〕發(fā)電機索引號GENTAP升壓變變比發(fā)電機索引號狀態(tài)變量〔STATEVariable〕STATE一般狀態(tài)變量數(shù)組STATE數(shù)代數(shù)變量〔AlgebraicVariable〕VAR一般代數(shù)變量數(shù)組VAR數(shù)VOLT母線標幺電壓值〔復(fù)數(shù)〕母線的順序編號BSFREQ母線標幺頻率偏差值母線的順序編號ANGLE發(fā)電機相對轉(zhuǎn)子角發(fā)電機索引號PELEC發(fā)電機有功電磁功率〔以SBASE為基值的標幺值〕發(fā)電機索引號QELEC發(fā)電機無功電磁功率〔以SBASE為基值的標幺值〕發(fā)電機索引號ETERM發(fā)電機端電壓〔標幺值〕發(fā)電機索引號EFD發(fā)電機主磁場電壓〔標幺值〕發(fā)電機索引號PMECH汽輪機機械功率〔以SBASE為基值的標幺值〕發(fā)電機索引號表3-1仿真常用參數(shù)變量說明〔續(xù)1〕SPEED發(fā)電機轉(zhuǎn)速偏差值〔標幺值〕發(fā)電機索引號XADIFD發(fā)電機磁場電流〔標幺值〕發(fā)電機索引號ECOMP電壓調(diào)節(jié)器補償電壓〔標幺值〕發(fā)電機索引號VOTHSG穩(wěn)定器信號〔標幺值〕發(fā)電機索引號VUEL最大勵磁限制器信號〔標幺值〕發(fā)電機索引號VOEL最小勵磁限制器信號〔標幺值〕發(fā)電機索引號TPLOAD有效有功負荷〔以SBASE為基值的標幺值〕負荷索引號TQLOAD有效無功負荷〔以SBASE為基值的標幺值〕負荷索引號DC2SIG雙端直流輸電線路模型的輔助信號輸入輔助信號索引號和雙端直流線路號DCMSIG多端直流輸電線路模型的輔助信號輸入輔助信號索引號和多端直流線路號VSCSIGVSC直流輸電線路模型的輔助信號輸入輔助信號索引號和VSC索引號FCTSIGFACT設(shè)備模型的輔助信號輸入輔助信號索引號和FACT設(shè)備號輸入變量〔InputVariable〕VREF電壓調(diào)節(jié)器的電壓設(shè)定值〔標幺值〕發(fā)電機索引號內(nèi)部數(shù)組〔InternalArrays〕DSTATE一般狀態(tài)變量對時間的導數(shù)STATE數(shù)STORE一般狀態(tài)變量的積分器存儲STATE數(shù)STORMT一般存儲〔外部量〕STATE數(shù)*2-1和2*STATE數(shù)CURNT網(wǎng)絡(luò)求解的電流注入量〔復(fù)數(shù)〕母線順序編號BSFMEM母線頻率計算存儲母線順序編號STRTIN電廠相關(guān)模型的開始數(shù)組索引數(shù)組存儲位置索引表NUMTRM母線順序編號的指針發(fā)電機索引NUMBUS外部母線號母線順序編號MACHID發(fā)電機ID發(fā)電機索引LDSTRT負荷相關(guān)模型的開始共享數(shù)據(jù)數(shù)組索引負荷數(shù)組存儲位置索引表1表3-1仿真常用參數(shù)變量說明〔續(xù)2〕LDSTR2負荷相關(guān)模型的開始私有數(shù)據(jù)數(shù)組索引負荷數(shù)組存儲位置索引表2NUMLOD母線順序編號的指針負荷索引LOADID負荷ID負荷索引RLSTRT線路繼保模型的開始數(shù)組索引線路繼保數(shù)組存儲位置索引RINCNX支路繼保模型連接表索引復(fù)式支路索引INTICN積分器存儲數(shù)組ICON數(shù)STRTAU輔助信號模型的開始數(shù)組索引輔助信號數(shù)組存儲位置表索引STRTFCFACTS設(shè)備模型的開始數(shù)組索引FACTS設(shè)備連接索引STRT2D雙端直流線路模型的開始數(shù)組索引雙端支路線路連接索引STRTMD多端直流線路模型的開始數(shù)組索引多端支路線路連接索引這些數(shù)組有的可以直接調(diào)用，例如我們需要在連有發(fā)電機的母線上參加一個自定義的磁場電壓控制程序，，因為發(fā)電機的本身問題存在有磁場電壓，因此我們可以從EFD數(shù)組中直接調(diào)用出發(fā)電機的磁場電壓，接著通過一連串的微積分模塊分解就可以改變它的值。3.3.3模塊分解有時候面對一個復(fù)雜的控制模塊，我們可以將其分解成兩個或者更多的積分模塊。如圖3-3就是將一個積分模塊等換分成兩個積分，這樣編程時會更加簡單。圖3-3分解圖3.4模型調(diào)用方式動態(tài)數(shù)據(jù)中不同類型的模型在被DYRE導入后，根據(jù)數(shù)據(jù)在CONEC或CONET中也會有不同的調(diào)用方式。根據(jù)前面講述的動態(tài)數(shù)據(jù)中自定義模型數(shù)據(jù)中IC參數(shù)的不同，CONEC和CONET中的調(diào)用格式可以有很多類，下面簡要說明電廠和負荷相關(guān)模型的調(diào)用情況，其他模型可以參考用戶操作手冊十一章第九節(jié)：〔1〕電機相關(guān)模型電機自定義模型相關(guān)代碼是USRMDL〔IC=1-5，9-11〕，這類自定義模型的調(diào)用方式如下：CALLmodelname〔MC，ISLOT〕對應(yīng)的，用戶自定義過程需要的模型程序在下面提供：SUBROUTINEmodelname〔MC，ISLOT〕其中，MC=PSSE內(nèi)部調(diào)用模型所在的發(fā)電機的索引，整數(shù)；ISLOT=PSSE該模型數(shù)組分配表索引。由于電機模型需要指明模型所用的CONs、STATEs、VARs和ICONs數(shù)組確實切位置，因此需要以下方法獲?。篔=STRTIN〔1，ISLOT〕：授予首個“NC〞CONs常數(shù)的啟動位置；K=STRTIN〔2，ISLOT〕：授予首個“NS〞STATEs變量的啟動位置，也是DSTATE變量的啟動位置；L=STRTIN〔3，ISLOT〕：授予首個“NV〞VARs變量的啟動位置；M=STRTIN〔4，ISLOT〕：授予首個“NI〞ICONs變量的啟動位置；〔2〕負荷相關(guān)模型負荷相關(guān)模型是USRLOD〔IC=12-13〕自定義模型，這些模型的調(diào)用格式為：CALLmodelname〔LD，ISLOT，ISLOT2〕同樣的，用戶自定義過程需要的模型程序如下：SUBROUTINEmodelname〔LD，ISLOT，ISLOT2〕這里，LD=PSSE是該模型所在負荷的索引，ISLOT=PSSE是該模型共享數(shù)據(jù)的數(shù)組分配表索引，ISLOT2=PSSE是該模型私有數(shù)據(jù)分配表索引。其CON、STATE、VAR和ICON數(shù)組確實切位置的獲取按照如下方式：J=LDSTRT〔1，ISLOT〕：收集首個“NC〞CONs常數(shù)的初始位置；M=LDSTRT〔2，ISLOT〕：收集首個共享“NI〞ICONs常數(shù)的初始位置；K=LDSTR2〔1，ISLOT2〕：收集首個“NS〞STATEs變量的初始位置，也是DSTATEs變量的起始位置；L=LDSTR2〔2，ISLOT2〕：收集首個“NV〞VARs變量的初始位置；N=LDSTR2〔3，ISLOT2〕：收集首個私有“NRI〞ICONs常數(shù)的初始位置；第四章算例分析潮流計算對照分析為了驗證PSS/E的權(quán)威性，本文特意選取了經(jīng)典的IEEE9節(jié)點系統(tǒng)來分析PSS/E軟件與BPA軟件潮流運算結(jié)果是否具有一致性。IEEE9節(jié)點系統(tǒng)如圖4-1所示。系統(tǒng)的基準容量SB=100MW，額定頻率f=50Hz，各節(jié)點數(shù)據(jù)已在表4-1中列出。其中，PSS/E軟件使用的是牛頓-拉夫遜法，而BPA軟件那么是PQ分解法、牛頓-拉夫遜法兩者的先后使用。圖4-1IEEE9節(jié)點系統(tǒng)接線圖表4-1IEEE9節(jié)點系統(tǒng)數(shù)據(jù)表1節(jié)點名稱電壓等級〔KV〕有功出力〔MW〕無功出力〔MVar〕電壓幅值〔p.u.〕相角〔°〕Gen10Gen2Gen3表4-2IEEE9節(jié)點系統(tǒng)數(shù)據(jù)表2節(jié)點名稱電壓等級〔KV〕無功負荷〔MVar〕并聯(lián)導納無功負荷〔MVAR〕有功負荷〔MW〕Bus1Bus2Bus3BusABusB10,.0BusC表4-3PSS/E與BPA潮流結(jié)果比照節(jié)點名稱電壓等級〔KV〕BPAPSS/E差值電壓幅值〔p.u.〕相角〔°〕電壓幅值〔p.u.〕相角〔°〕電壓幅值〔p.u.〕相角〔°〕Gen10000Gen200Gen31,0100Bus10Bus20Bus30BusA0BusB0BusC0表4-4PSS/E與BPA計算結(jié)果偏差比照工程PSS/EBPA絕對誤差相對誤差平衡機有功出力〔MW〕00%平衡機無功出力〔MVar〕0.45%系統(tǒng)有功出力〔MW〕00%系統(tǒng)無功出力〔MVar〕0.3%系統(tǒng)有功負荷〔MW〕00%表4-4PSS/E與BPA計算結(jié)果偏差比照〔續(xù)〕系統(tǒng)無功負荷〔MVar〕00%系統(tǒng)有功損耗〔MW〕0.85%系統(tǒng)無功損耗〔MVar〕0.2%通過查看PSS/E軟件和BPA軟件，用兩者潮流計算結(jié)果的比照和分析可知，因為PSS/E和BPA有效位數(shù)的設(shè)置存在差異，導致了它們潮流計算結(jié)果存在著極小的不同，但是仍然可以認為兩者結(jié)果是具有一致性的。也就是說，PSS/E軟件在目前來說可以獨立完成潮流方面的工作。4.2自定義例子1〕EXEC勵磁控制器圖4-2是一個PSS/E軟件自帶的EXEC勵磁控制框圖，接下來我們就運用PSS/E自定義功能來實現(xiàn)同樣的功能控制，并將自定義編程勵磁和自帶勵磁控制在同一系統(tǒng)、同一帶發(fā)電機母線，同一條件下的輸出曲線進行了比照，其中編寫代碼如下：圖4-2PSS/E自帶框圖SUBROUTINECONECINCLUDE'COMON4.INS'RETURNENDC關(guān)于自定義模型勵磁系統(tǒng)模型DEMOEX的調(diào)用語句SUBROUTINEUSRMDL〔MC,SLOT,IT〕INTEGERMC,SLOT,ITSELECT〔IT〕〔1001〕CALLDEMOEX〔MC,SLOT〕FINRETURNENDSUBROUTINEDEMOEX〔IARG,SLOT〕C對模型子程序使用數(shù)組的聲明USEDYNAMICS,ONLY:NUMTRM,STRTIN,*ETERM,EFD,*ECOMP,VOTHSG,VREF,*VUEL,VOEL,*CON,*STATE,DSTATE,*CON_DSCRPT$INCLUDE$INCLUDEC對模型子程序使用的參數(shù)變量的聲明INTEGERIARG,SLOTINTEGERI,IB,J,KREALVERROR,SCMODE8，獲取CON_DSCRPT數(shù)組的常數(shù)描述IF〔〕.CON_DSCRPT〔1〕='TA/TB'.CON_DSCRPT〔2〕='TB'.CON_DSCRPT〔3〕='K'.CON_DSCRPT〔4〕='TE'.CON_DSCRPT〔5〕='EMIN'.CON_DSCRPT〔6〕='EMAX'.RETURN...FINI=IARGJ=STRTIN〔1,SLOT〕K=STRTIN〔2,SLOT〕CMODE5至7，這里對功能DOCU及DYRA不做詳細解說，進行簡單RETURN即可IF〔〕RETURNIB=NUMTRM〔I〕IF〔〕RETURNCMODE1，對狀態(tài)變量和代數(shù)常量進行初始化IF〔〕.VREF〔I〕=EFD〔I〕/CON〔J+2〕+ECOMP〔I〕.STATE〔K〕=〔VREF〔I〕+VOTHSG〔I〕+VUEL〔I〕+VOEL〔I〕-ECOMP〔I〕〕*〔1-CON〔J〕〕.STATE〔K+1〕=EFD〔I〕.RETURN...FINCMODE2，將狀態(tài)變量的導數(shù)值放入DSTATE數(shù)組中IF〔〕.VERROR=VREF〔I〕+VOTHSG〔I〕+VUEL〔I〕+VOEL〔I〕-ECOMP〔I〕.DSTATE〔K〕=〔VERROR*〔1-CON〔J〕〕-STATE〔K〕〕/CON〔J+1〕.DSTATE〔K+1〕=〔CON〔J+2〕*〔VERROR*CON〔J〕+STATE〔K〕〕-STATE〔K+1〕〕/CON〔J+3〕.RETURN...FINCMODE3，計算其輸出勵磁電壓的值并將其放入數(shù)組EFDIF〔〕.S=STATE〔K+1〕..CONDITIONAL.〔〔J+5〕〕S=CON〔J+5〕..〔〔J+4〕〕S=CON〔J+4〕...FIN.EFD〔I〕=S.RETURN..FINCMODE4，設(shè)置NINTEG值IF〔〔K+1〕〕NINTEG=K