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PSASP-CloudPSS 算例转换工具

本文档介绍 PSASP→CloudPSS 算例自动转换工具的功能特色与使用流程,并以 PSASP 标准测试系统算例进行演示。

功能定义

CloudPSS 提供了 PSASP→CloudPSS 算例自动转换工具,可基于中国电力科学研究院电力系统分析软件(PSASP)的算例工程,快速构建大规模交直流电网的全电磁暂态仿真算例。

功能说明

算例转换工具特性

提示

该算例转换工具具备五大重要特性:

1模型丰富,覆盖 64 种交直流系统设备

2基于潮流结果,快速初始化电磁暂态仿真

3极速转换与高效仿真

4基于地理信息图,自动布局场站

5一键脱敏,保护电网敏感数据

针对 PSASP 软件中的每一种设备模型, CloudPSS 均建立了一一对应的设备模型模板,并设计了参数转换及补全方法,实现了由潮流/机电暂态元件模型向全电磁暂态元件模型的映射。所建立的设备模板与 PSASP 进行了详细对比,保证了稳态和暂态计算精度。下图展示了 CloudPSS 同步发电机设备模板,包含了完整的电机、励磁、调速、 PSS 元件及连接关系。

同步发电机设备模板
同步发电机设备模板

目前, PSASP→CloudPSS 算例转换工具已支持含同步发电机(包括励磁、调速和 PSS )、负荷、传输线、变压器、串/并补、 SVC 、特高压直流输电系统,风机、光伏发电系统等 64 种设备元件的算例转换。

已支持设备清单
已支持设备清单

对于目前尚未支持的电气元件,CloudPSS 提供了电压源/负荷等效的方法,保证任意算例转换后的大规模电磁暂态算例均可稳定仿真。

算例转换流程

PSASP-CloudPSS 算例转换流程如下图所示,包括了 PSASP 工程文件选择分区选择转换参数设置算例上传等步骤。

PSASP-CloudPSS 算例转换流程
PSASP-CloudPSS 算例转换流程

选择算例、潮流任务与地理信息接线图文件

选择需要转换的 PSASP 算例、潮流任务与地理信息接线图文件。

PSASP 工程文件选择
PSASP 工程文件选择
选择潮流任务
选择潮流任务
选择地理信息接线图文件
选择地理信息接线图文件

选择分区

由于 PSASP 软件提供了分区管理功能,在算例转换时,用户可灵活选择一个或多个电网分区,生成省级、区域级甚至全网级电磁暂态算例。区域外的系统将在区域边界被自动等效为电源、负荷或戴维南等值元件。

分区选择
分区选择

设置转换参数

用户可选择启动设置交流线路转换设置变压器转换设置电源与负荷转换设置输出设置杂项设置等转换参数。 启动设置可设置使用潮流初值进行启动,自动将初值写入电磁暂态仿真模型。 交流线路转换设置可以限制阻抗参数过小交流线路的最小值,X1X1 为负数的交流线将被转换为串补,R1R1X1X1B1B1 均小于上述阈值的交流线将被转换为联络线。 输出设置可以选择需要输出的信号类型。 变压器转换设置可以调整三绕组变压器漏电阻为正。当 PSASP 原算例中含有 Y-D 变压器时,可能会出现由于相角问题导致的潮流计算问题,此时可以开启变压器强制 Y(G) 接选项。

设置转换参数
设置转换参数
输出设置自动生成的示波器
输出设置自动生成的示波器

开始转换

开始转换后,程序会输出全部过程信息,方便用户调试可能出现的错误。

转换过程
转换过程

算例上传与进行仿真

转换成功后,需要将所生成的成的 cmdl 算例文件上传到 CloudPSS 仿真平台进行潮流计算与电磁暂态仿真。

算例上传
算例上传

案例介绍

  • 选择算例
选择算例
选择算例
  • 选择潮流任务
选择潮流任务
选择潮流任务
  • 选择分区
选择分区
选择分区
  • 选择地理信息接线图文件
选择地理信息接线图文件
选择地理信息接线图文件
  • 设置转换参数,选择输出信号类型,以及是否脱敏
设置转换参数
设置转换参数
  • 转换过程
转换过程
转换过程
  • 算例上传
算例上传
算例上传
  • 潮流计算结果
潮流计算结果
潮流计算结果
  • 电磁暂态仿真结果
电磁暂态仿真结果
电磁暂态仿真结果

常见问题

软件无法运行,提示安装 XX.NET 框架。

按提示下载安装即可。

为什么我的 PSASP 算例中有 12 台风机(或其他元件模型),转换得到算例只有 6 台风机(或其他元件模型)?

由于 PSASP-CloudPSS 算例转换工具是基于潮流结果进行转换的,对于出力为 0 的设备将不会被转换。需要在 PSASP 中启用风机并重跑潮流后进行转换。

PSASP 中未启用风机
PSASP 中未启用风机
潮流计算不收敛时如何排查错误?

1、根据潮流仿真报错信息检查相应的元件,常见的潮流仿真报错信息包括:

  • 缺少 PV 节点或平衡节点,报错码为: Buses xxx, and xxx are isolated, with neither a slack bus nor a PV bus found in this area.
  • 母线间短路,报错码为:xxx is a short circuit. Try eliminating it.
  • 元件连接了非母线节点,报错码为:Pin Pin - of xxx is connected to a non-bus node.

2、若 PSASP 原算例中含有 Y-D 变压器,可能会出现由于相角问题导致的潮流计算问题,可在计算方案的调试参数中填入 PF_SKIP_PRE_OFFSET=1。

添加调试参数
添加调试参数

3、通过潮流计算结果表格进行检查:

  • Buses 表格的 PresP_{res} 参数按正序或负序排序,如有大于 10 或小于 -10 的参数,检查连接该母线的同步发电机、三相交流电压源、静态负载、变压器等元件的容量、电压等参数是否设置合理。
检查 P_res
检查 P_res
  • Branches 表格的 PlossP_{loss} 参数按正序或负序排序,如有大于 50 或小于 -50 的参数,检查该元件的容量是否设置的太小。
检查 P_loss
检查 P_loss
电磁暂态仿真报错:"Thread 0: KLU Error: singularin block 145"
KLU Error: singularin block 145
KLU Error: singularin block 145
  • 可能是由于新能源出力为 0 导致,修改后正常运行。
新能源出力为 0
新能源出力为 0
  • 可能是由于直流线路电感参数为 0 导致,修改后正常运行。
直流线路电感参数为 0
直流线路电感参数为 0
电磁暂态仿真:启动电机后母线电压异常

一般是由于电机控制器部分上下限参数异常导致,一般上限需要大于 0,下限需要小于 0

励磁系统电压调节器最小输出大于 0
励磁系统电压调节器最小输出大于 0
电磁暂态仿真:仿真波形异常,如何快速定位到参数异常的设备模型?

以光伏场站模型启动时间为例,可以通过修改设备启动时间,通过异常波形产生的时刻进行定位。

修改光伏场站模型启动时间
修改光伏场站模型启动时间