10 机 39 节点测试系统
描述
IEEE 10机39节点测试系统，是基于美国新英格兰地区电网构建的标准测试系统。该系统包括10台发电机，39个母线，12台变压器。所有电机均采用了励磁、调速以及电力系统稳定器进行调控。作为测试，在实例算例中，于bus-16母线处添加了时长0.1s的三相接地短路故障，用户可根据需要自行修改、删除或添加。
系统可以选择两种启动方式：S2M启动方式与稳态潮流断面启动方式。详见潮流断面启动。
该算例可用于传统暂态稳定分析，励磁、调速控制器设计，系统调频等特性分析等。
模型介绍
模型拓扑
IEEE39节点算例拓扑图如下，其中39号节点为松弛节点。除松弛节点外，各电机相连的母线（30-38）电压等级均为20kV，另外12号节点为25kV，剩下所有母线电压均为500kV。
CloudPSS上该算例采用单线图构建，其拓扑如下。
图纸功能
CloudPSS上的IEEE39节点测试系统中，对电机采用了图纸功能进行封装。每个电机图纸内部的拓扑如下图所示（以30号电机为例），每台电机包含励磁器、调速器、原动机、电力系统稳定器四种控制器模型。
- 励磁器采用IEEE标准的EXST1_PTI型励磁调节器，详见：EXST1_PTI
- 调速器采用IEEE标准的STEAM_GOV_1型调速器，详见：STEAM_GOV_1
- 原动机采用IEEE标准的STEAM_TUR_1型原动机，详见：STEAM_TUR_1
- 电力系统稳定器采用IEEE标准的PSS1A电力系统稳定器，详见：PSS1A
模型参数
所有发电机、线路、变压器、励磁器、调速器、原动机、电力系统稳定器参数均来源于文献1。
发电机参数
本案例中同步发电机模型参数输入方式选用Experimental Data（试验参数），与文献1中提供的发电机原始标幺值参数保持一致。
线路参数
文献1线路原始参数中，标幺值参数为线路全长参数（潮流计算使用的参数），有名值参数为单位长度参数（根据标幺值参数和基准容量、电压、线路长度折算）。在CloudPSS提供的10机39节点测试算例中，线路参数采用标幺值的方式录入。
线路参数基值选取：电压基值为500kV，功率基值为100MW。
负荷参数
| 节点编号 | 有功功率P（MW） | 无功功率Q（MVar） |
|---|---|---|
| 1 | 97.6 | 44.2 |
| 3 | 322 | 2.4 |
| 4 | 500 | 184 |
| 7 | 233.8 | 84 |
| 8 | 522 | 176 |
| 12 | 8.5 | 88 |
| 15 | 320 | 153 |
| 16 | 329 | 32.3 |
| 18 | 158 | 30 |
| 20 | 680 | 103 |
| 21 | 274 | 115 |
| 23 | 247.5 | 84.6 |
| 24 | 308.6 | -92.2 |
| 25 | 224 | 47.2 |
| 26 | 139 | 17 |
| 27 | 281 | 75.5 |
| 28 | 206 | 27.6 |
| 29 | 283.5 | 26.9 |
| 31 | 9.2 | 4.6 |
| 39 | 1104 | 250 |
仿真
CloudPSS的电磁暂态仿真中电气系统的启动方法分为两种：斜坡启动 以及 从潮流断面直接启动。具体可以参考潮流断面启动。本算例采用 斜坡启动 方式。
在电磁暂态仿真计算方案配置页面，可配置输出窗口，选择输出所有10台发电机的功角、转速、端电压标幺值、端电流标幺值，以及37号母线所连电机的三相瞬时电流曲线。
点击启动任务或按下Ctrl+R开始仿真。
下面展示某次仿真的运行结果，注意在2s-2.1s间，16号母线处发生了三相接地短路故障。
所有电机的功角波形如图所示：
所有电机的转速波形如图所示：
所有电机的端电压标幺值仿真结果如图所示：
所有电机的端电流标幺值仿真结果如图所示：
以37号节点为例，在故障前后处机端电流波形的仿真结果为：
由上述仿真结果可以看到，在系统发生0.1s三相接地短路故障后，所有电机功角、转速及端电压均能快速恢复至稳态，表明系统具备良好的暂态稳定性，验证了所建IEEE 10机39节点测试系统案例的正确性。
算例地址
点击打开算例地址：10机39节点测试系统