省地一体化暂态稳定计算软件在地区电网的应用分析

[摘要]文章在省地一体化暂态稳定计算软件的基本功能介绍的基础上，介绍了荆门地区公司的应用实例，总结了该软件对地区公司提高电网安全分析能力的重要作用。

[关键词]暂态稳定计算　潮流计算　软件

O引言

暂态稳定计算对于电力系统分析具有十分重要的意义，是电力系统规划设计与运行管理中必不可少的重要环节。无论是在电力系统的实时运行分析中，还是在离线的电力系统规划中，以及在网络的最优运行决策中，暂态稳定计算都起着无法替代的作用。而暂态稳定计算一直以来在中小型地区电网中无法开展，直接原因是缺乏方便实用的软件支撑。本文结合省地一体化暂态稳定分析程序的基本功能，介绍了在荆门地区电网的应用情况，说明了软件对提升地区电网安全分析能力的重要作用。

1软件基本情况介绍

目前湖北地区省调与地调推广使用的是省调与南瑞继保电气有限公司合作开发的省地一体化暂态稳定分析程序(TSCP版)，该软件能方便的进行图形化建模，能实现省地两级数据共享。该软件的主要功能分潮流计算、稳定计算和无功优化计算分析的功能，而在地区电网中当前应用最多的是潮流计算分析功能，对于日益壮大的电网，方便快捷的潮流计算为系统安全稳定运行提供了保障。本文就该软件的具体功能及应用情况做简单的分析。

1.1软件的基本组成

省地一体化暂态稳定分析程序(TSCP版)基于Windows操作系统，可以完成电网系统中各种运行方式下的潮流计算、暂稳仿真计算及无功优化计算，旨在增加电网运行工程师、设计工程师可维护数据量的同时减少其手动操作过程，减轻其工作负担、提高系统分析效率。

电力系统安全稳定仿真软件包(TScP版)由以下部分组成：

(1)TSCP计算程序：基于PSASP模型的暂态稳定计算程序；

(2)NRSCP：系统数据管理工具；

(3)TSC潮流图形工具：DrawGraph；

(4)OPF无功优化程序；

(5)PSASP2TSCP：PSASP数据库到TSCP数据文件转换工具；

(6)TSCP2PSASP：TSCP数据文件到PSASP数据库转换工具；

(7)潮流报表工具：NRVPfBrowser以报表方式详细查看潮流分析结果；

(8)仿真曲线查看工具：暂稳仿真分析的曲线可视化工具；

(10)NRFlowchart：潮流图形输出工具；

(11)省地数据合并工具。

1.2软件的基本功能的实现

1.2.1计算数据库的建立

省地一体化机电暂态分析程序(TSCP版)初始系统数据库是通过直观的潮流图形工具创建的。利用该图形工具可以创建属于本区域内所有厂站单线图及地理接线图。厂站单线图描绘的是一个发电厂或变电站电力设备信息及其间的连接关系，包含有母线、变压器、发电机、负荷、电容器、电抗器及交流线等一些电气元件的参数数据；地理接线图描绘的是一个系统或子系统所包含厂站的位置信息及厂站的联络关系。图形化操作界面，操作简单、方便，也正是该程序的优点所在。

在潮流图工具中绘制厂站单线图有两种方式：一是导入已有的PSASP模型数据(即导入模型绘图方式)，二是在潮流图工具中从零开始新建系统数据库(即新建系统绘图方式)。

1.2.2方式潮流计算、暂稳仿真计算

第一步：潮流图形工具保存系统运行方式

用“方式”菜单的“保存方式”或“方式另存为”子菜单，将潮流图形中系统的当前运行方式进行保存或另存为一个新的运行方式，同时导出PASAP模型文件，模型文件导出时，每一个方式对应一个文件夹，文件夹名称与方式名称同名，同时在该方式文件夹中生成了由数据库导出的潮流pf.dat、稳定st.dat及参数lib.dat的三个模型文件。这里需要注意的是若在保存或另存方式时，有报错对话提示或文件夹中无上述三个文件生成，则表示在所绘制的厂站单线图中存在错误或是不合理的地方需检查修改。

第二步：系统数据管理工具加载方式

方式建立完成后，在NRSCP系统数据管理工具中，鼠标右键点击方式所属工程的名称，选择菜单中的加载方式，在弹出的对话中选择需要加载的方式文件夹名字，点击确定即可完成本方式加载工作。

在NR36节点下加载全接线方式后的视图：其中pf.Dat潮流文件，是潮流计算必须有的文件，潮流Df.Dat、稳定st.dat、参数lib.dat及故障Isd.1sd四个文件是稳定计算时必须有的文件。

第三步：系统数据管理工具方式潮流计算、暂稳仿真计算

①方式潮流计算

在NRSCP系统数据管理工具中，本方式所属工程视图内，鼠标右键点击需要计算的方式，选择菜单中“潮流计算”，即可完成该方式下的潮流计算。计算完成后，将会在本方式下，生成潮流计算结果文件pf.LFO，可以直接双击打开查看潮流计算结果信息，也可以通过点击鼠标右键选择菜单中“查看TSC潮流报表”，用潮流报表工具打开查看，该工具中包含了潮流结果基本信息与潮流结果统计信息，在潮流结果基本信息中可以根据需要设置重要母线、线路及变压器断面。

若本次潮流计算失败，可以通过在本方式下，生成的pf.log直接双击查看。

②方式暂、稳仿真计算

在进行方式暂、稳仿真计算之前，需要先通过暂、稳仿真设置编辑工具(NRSimEditor)，进行各种故障卡(比如母线故障、母联开关三相拒动、开关拒动线路故障、同杆并架线路异名相故障等等严重故障)及输出断面设置。故障卡设置方法与大部分计算程序大同小异；输出断面根据需要设置，需注意的是发电机参考机要选择本方式下运行的平衡机。暂、稳仿真设置编辑工具(NRSimEditor)可以通过本方式下故障文件直接打开设置，也可以直接加载已有的故障文件。

故障卡设置后，即可开始暂、稳仿真计算，具体操作步骤与潮流计算大致相同，仅需在菜单选择是将“潮流计算”换成“暂、稳仿真计算”即可。计算完成后，同样也会在本方式下，生成仿真结果文件pf.STD，可以直接双击打开查看暂、稳仿真计算结果信息，也可以通过点击鼠标右键选择菜单中“查看TSC仿真曲线”，用仿真曲线查看工具打开查看。在仿真曲线工具中将显示出前面在暂、稳仿真设置编辑工具中所设置各输出断面信息，查阅起来相当方便。

1.2.3省地数据合并

其实现过程为：地调组建本区域子系统数据与省网所建立的数据利用省地数据合并工具与省网系统并接，然后 通过并接后的数据进行前面所述的安全稳定计算分析。

这样省网系统对所关心的问题进行分析；地调对本地系统进行分析，通过省调与地调间的协调与协作，实现系统电网和区域电网的安全稳定分析。

2软件应用实例

荆门地区电网110kV系统均为环网布置开环运行，在某条110kV线路检修时，经常需要将110kV变电站负荷由一个220kV变电站转移到另一个220kV变电站。为避免短时停电带来的不良影响，不得不采取短时电磁合环进行倒闸操作。一直以来，调度员在进行类似操作之前均是凭经验操作，没有考虑过控制措施，EMS系统在线潮流计算应用功能存在缺陷无法正常使用。

通过省地一体化暂态稳定分析程序，设定相关负荷参数后可以快捷简单的进行潮流分析计算，从而得出合环控制措施。下面以220kV南桥变与220kV胡集变通过110kV胡满线短时合环进行分析计算。

从数据来看当胡集变与南桥变通过胡满线合环时，胡集变将转移13％功率至南桥变，220kV线路层面功率相应增加。

从数据可以得出以下结论：

(1)若220kV胡集变l号变跳闸，将转移26％功率至南桥变，潮流流向通过胡满线流向胡集变，从数据上来看，南满线已经过载，按LGJ-240导线考虑，输送功率在100MW。计算得出合环前应控制胡集变、南桥变及南满线下网功率之和在253MW。

(2)若南双线、双胡线跳闸，胡集变按正常比例转移至南桥变，对其他线路潮流影响不大。

结论：该方式下合环前，应控制胡集变、南桥变及南满线下网功率之和不大于253MW。

如果没有通过程序计算分析，在地区电网调度运行中根本无法提出控制措施，对于当前联系日益紧密的电网来说，会存在系统安全隐患。

通过该软件，在丰大方式下对荆门地区10个可能的110kV环网进行了计算分析，每种方式下均提出了控制措施，有利于倒闸操作时的调度风险控制。

3结束语

省地一体化暂态稳定分析程序(TSCP版)的推广应用，不仅解决了地区电网在电网调度操作中的实际需求，对电网规划潮流计算分析、无功优化分析、稳定计算分析、黑启动方案模拟等方面均提供了工具支撑，对提高地区公司电网安全分析能力有很大帮助。