计算方案配置

本文档介绍进行潮流计算的基本要求，以及潮流计算方案的参数配置。

功能定义

EMTLab 提供的潮流计算方案设置功能。

功能说明

潮流计算基本要求

要使用 EMTLab 提供的潮流计算功能，需要搭建满足要求的算例。本小节介绍 EMTLab 支持潮流计算的元件和潮流计算前所需的元件设置。

支持潮流计算的设备元件

目前，潮流计算功能支持的设备元件包含静态负载、三相交流电压源、同步发电机、并联电容/电抗器、三相传输线、三相电阻、三相电感、三相电容、三相双绕组变压器、三相三绕组变压器、风机模型和光伏电站模型，更多元件支持将在后续版本中逐步加入。

潮流计算功能是围绕着三相交流母线进行的。因此，上述设备元件中，单电气端口的元件只有当其电气端口与母线直接相连时，才会被计入；对于多电气端口的元件，则其每一个电气端口都必须与母线直接相连。特别地，电流表可以串入电路中，在潮流计算过程中将被忽略。

潮流计算的注意事项

每条母线至多连接一个电源（三相交流电压源或同步发电机），未连接电源的母线将作为 PQ 节点参与计算。
同一个算例中可以包含多个独立的网络，但每个网络都必须包含且仅包含一个平衡节点。
潮流计算中暂不考虑静态负载的功率特性。

元件的相关设置

进行潮流计算前，需要对元件的初值和节点类型进行设置。

单电气端口的元件潮流计算的相关设置如下所示：

三相交流母线需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Rated Frequency	Hz	母线的额定频率	潮流计算要求相连的母线必须采用相同频率
Voltage Angle	Deg	母线电压相位（A 相相电压）	用于设定潮流计算时的母线的初始相位，潮流回写时，将母线相位迭代值写回该参数
Voltage Magnitude (L-L, RMS)	p.u.	母线线电压幅值	线电压幅值与电压基值决定了潮流计算时的母线初始电压，潮流回写时，将母线电压迭代值写回该参数
Base Voltage (L-L, RMS)	kV	母线的电压基准值	用于在潮流计算过程中将参与计算的母线电压数据转换为标幺值

静态负载需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Rated Voltage (L-L, RMS)	kV	标称负载线电压有效值	用于在潮流计算后将初始电压幅值数据转换为标幺值
Rated Active Power (3 Phase)	MW	额定有功功率	潮流计算时节点消耗有功功率
Rated Reactive Power (3 Phase)	MVar	额定无功功率，感性负荷为正	潮流计算时节点消耗无功功率
Initial Voltage	p.u.	初始电压幅值，由潮流计算决定	潮流计算后迭代的节点电压有名值会换算为标幺值，潮流回写时修改该参数

更多静态负载的潮流相关内容，可参考自定义潮流元件帮助文档。

三相交流电压源需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Bus Type		节点类型	潮流计算时指定电源所在母线的节点类型，可选择 PQ Bus，PV Bus 或 Slack Bus
Injected Active Power	MW	节点注入有功功率	潮流计算时 PV、PQ 节点的注入有功功率
Injected Reactive Power	MVar	节点注入无功功率	PQ 节点的注入无功功率
Lower Voltage Limit	p.u.	母线电压下限	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PQ 节点电压下界，越界后该节点由无功约束转为电压约束
Upper Voltage Limit	p.u.	母线电压上限	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PQ 节点电压上界，越界后该节点由无功约束转为电压约束
Bus Voltage Magnitude	p.u.	母线电压幅值	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PV 节点的电压幅值
Lower Reactive Power Limit	MVar	无功功率下限	PV 节点和平衡节点的注入无功下界，越界后该节点由电压约束转为无功约束
Upper Reactive Power Limit	MVar	无功功率上限	PV 节点和平衡节点的注入无功上界，越界后该节点由电压约束转为无功约束
Bus Voltage Angle	Deg	母线电压相位	平衡节点的相角

同步发电机需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Bus Type		节点类型	潮流计算时指定电源所在母线的节点类型，可选择 PQ Bus，PV Bus 或 Slack Bus
Injected Active Power	MW	节点注入有功功率	潮流计算时 PV、PQ 节点的注入有功功率
Injected Reactive Power	MVar	节点注入无功功率	PQ 节点的注入无功功率
Lower Voltage Limit	p.u.	母线电压下限	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PQ 节点电压下界，越界后该节点由无功约束转为电压约束
Upper Voltage Limit	p.u.	母线电压上限	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PQ 节点电压上界，越界后该节点由无功约束转为电压约束
Bus Voltage Magnitude	p.u.	母线电压幅值	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PV 节点的电压幅值
Lower Reactive Power Limit	MVar	无功功率下限	PV 节点和平衡节点的注入无功下界，越界后该节点由电压约束转为无功约束
Upper Reactive Power Limit	MVar	无功功率上限	PV 节点和平衡节点的注入无功上界，越界后该节点由电压约束转为无功约束
Bus Voltage Angle	Deg	母线电压相位	平衡节点的相角

更多同步发电机的潮流相关内容，可参考自定义潮流元件帮助文档。

并联电容/电抗器需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Rated Voltage (L-L, RMS)	kV	额定线电压有效值	与容量一起决定潮流计算时的对地电纳
Input Capacity	MVar	投入容量（电容为负，电抗为正）	与电压一起决定潮流计算时的对地电纳

风机模型包括双馈风机风电场模型_含外部控制、双馈风机风场等值模型、风场等值模型 I：PMSG 网侧变流器模型和直驱风机风电场模型_含外部控制四种模型，这四种模型的潮流参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Bus Type		节点类型	潮流计算时指定电源所在母线的节点类型，可选择 PQ Bus，PV Bus 或 Slack Bus
Injected Active Power	MW	节点注入有功功率	潮流计算时 PV、PQ 节点的注入有功功率
Injected Reactive Power	MVar	节点注入无功功率	PQ 节点的注入无功功率
Lower Voltage Limit	p.u.	母线电压下限	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PQ 节点电压下界，越界后该节点由无功约束转为电压约束
Upper Voltage Limit	p.u.	母线电压上限	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PQ 节点电压上界，越界后该节点由无功约束转为电压约束
Bus Voltage Magnitude	p.u.	母线电压幅值	由节点的电压基准值转换为有名值，决定 PV 节点的电压幅值
Lower Reactive Power Limit	MVar	无功功率下限	PV 节点和平衡节点的注入无功下界，越界后该节点由电压约束转为无功约束
Upper Reactive Power Limit	MVar	无功功率上限	PV 节点和平衡节点的注入无功上界，越界后该节点由电压约束转为无功约束
Bus Voltage Angle	Deg	母线电压相位	平衡节点的相角

光伏电站模型包括光伏电站模型_含外部控制和光伏电站模型两种模型，这两种模型的潮流参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
额定容量	MVA	光伏系统的额定容量	用于在潮流计算过程中将有功功率和无功功率转换为有名值
有功初值	p.u.	光伏系统的注入有功功率标幺值	用于在潮流计算中设置 PQ 节点的注入有功
无功初值	p.u.	光伏系统的注入无功功率标幺值	用于在潮流计算中设置 PQ 节点的注入无功
机端电压初值	p.u.	光伏系统的机端电压标幺值	潮流回写时，将电压迭代值写回该参数
电压初始相位	Deg	光伏系统的电压相位	潮流回写时，将电压相位迭代值写回该参数

多电气端口的元件潮流计算的相关设置如下所示：

三相传输线需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Length of Line	km	线路长度	用于计算传输线总电阻 R、总电抗 X 和总对地电纳 B
Parameter Format		参数输入方式，可选择标幺值或有名值	计算传输线总电阻 R、总电抗 X 和总对地电纳 B 时，标幺值会根据额定电压和额定容量转换为有名值
Has the Data Been Corrected for Long Line Effects?		填入的线路参数是否已进行过长导线修正	如果选择 `No`，计算传输线总电阻 R、总电抗 X 和总对地电纳 B 时，会进行相应的参数修正
Rated Voltage (L-L, RMS)	kV	额定电压	选择参数输入方式为标幺值时启用，用于将标幺值转换为有名值
Rated Power Capacity	MVA	额定容量	选择参数输入方式为标幺值时启用，用于将标幺值转换为有名值
+/- Seq. Resistance	p.u./km	单位长度正序电阻	选择参数输入方式为标幺值时启用，用于计算传输线总电阻 R
+/- Seq. Inductive Reactance	p.u./km	单位长度正序电抗	选择参数输入方式为标幺值时启用，用于计算传输线总电抗 X
+/- Seq. Capacitive Susceptance	p.u./km	单位长度正序电纳	选择参数输入方式为标幺值时启用，用于计算传输线总对地电纳 B
+/- Seq. Resistance	Ω/km	单位长度正序电阻	选择参数输入方式为有名值时启用，用于计算传输线总电阻 R
+/- Seq. Inductive Reactance	Ω/km	单位长度正序感抗	选择参数输入方式为有名值时启用，用于计算传输线总电抗 X
+/- Seq. Capacitive Reactance	MΩ*km	单位长度正序容抗	选择参数输入方式为有名值时启用，用于计算传输线总对地电纳 B

更多三相传输线的潮流相关内容，可参考自定义潮流元件帮助文档。

三相电阻需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Dimension		单相电阻或是三相电阻	潮流计算仅支持三相电阻
Resistance	Ω	（每相）电阻值	用于计算潮流中的线路电阻

三相电感需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Dimension		单相电感或是三相电感	潮流计算仅支持三相电感
Inductance	H	（每相）电感值	用于计算潮流中的线路电抗

三相电容需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Dimension		单相电容或是三相电容	潮流计算仅支持三相电容
Capacitance	μF	（每相）电容值	用于计算潮流中的线路电抗

三相双绕组变压器需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Rated Power	MVA	变压器每侧绕组的额定容量	用于标幺值转换为有名值
Winding #1 Rated Voltage (L-L, RMS)	kV	绕组 #1 额定线电压有效值	用于标幺值转换为有名值和计算变压器变比
Winding #2 Rated Voltage (L-L, RMS)	kV	绕组 #2 额定线电压有效值	用于计算变压器变比
Winding #1 Type		绕组 #1 连接类型为星形(Y)或三角形(Delta)	用于计算潮流中的移相角度
Winding #2 Type		绕组 #2 连接类型为星形(Y)或三角形(Delta)	用于计算潮流中的移相角度
Delta Lags or Leads Y		Delta绕组连接方式	选择 Delta 连接绕组电压超前或滞后 Y 连接绕组电压 30°，仅当有绕组为三角形连接时有效，用于计算潮流中的移相角度
Positive Sequence Leakage Reactance	p.u.	正序漏电抗	用于计算潮流中的线路电抗
Positive Sequence Leakage Resistance	p.u.	正序漏电阻	用于计算潮流中的线路电阻
Tap Changer		选择变压器分接头位置（无 / 绕组 1 / 绕组 2）	用于计算变压器变比
Initial Tap Ratio		填写变压器初始的分接头档位下的标幺值变比	用于计算变压器变比

三相三绕组变压器需要设置的参数值如下图所示，具体的参数说明可见表格：

参数名称	单位	备注	说明
Winding #1 Rated Power	MVA	绕组 #1 额定容量	取绕组 #1、#2 和 #3 中的容量最大值求解线路电阻和线路电抗
Winding #2 Rated Power	MVA	绕组 #2 额定容量	取绕组 #1、#2 和 #3 中的容量最大值求解线路电阻和线路电抗
Winding #3 Rated Power	MVA	绕组 #3 额定容量	取绕组 #1、#2 和 #3 中的容量最大值求解线路电阻和线路电抗
Base Operation Frequency	Hz	额定频率	用于设置中心母线的频率
Winding #1 Rated Voltage (L-L, RMS)	kV	绕组 #1 额定线电压有效值	用于求解中心母线与绕组 #1 间的变比
Winding #2 Rated Voltage (L-L, RMS)	kV	绕组 #2 额定线电压有效值	用于求解中心母线与绕组 #2 间的变比
Winding #3 Rated Voltage (L-L, RMS)	kV	绕组 #3 额定线电压有效值	用于求解中心母线与绕组 #2 间的变比
Winding #1 Type		选择绕组 #1 的连接类型为星形(Y)或三角形(Delta)	用于求解中心母线与绕组 #1 间的移相角度
Winding #2 Type		选择绕组 #2 的连接类型为星形(Y)或三角形(Delta)	用于求解中心母线与绕组 #2 间的移相角度
Winding #3 Type		选择绕组 #3 的连接类型为星形(Y)或三角形(Delta)	用于求解中心母线与绕组 #3 间的移相角度
Delta Lags or Leads Y		选择Delta连接绕组电压超前或滞后Y连接绕组电压30°，仅当有绕组为三角形连接时起作用	用于求解中心母线与绕组间的移相角度
Tap Changer		选择变压器分接头位置（无 / 绕组 1 / 绕组 2）	用于计算中心母线与绕组间的变比
Initial Tap Ratio		填写变压器初始的分接头档位下的标幺值变比	用于计算中心母线与绕组间的变比
Center Bus Voltage Magnitude	p.u.	中心节点电压幅值	用于设置中心母线的初始电压，潮流回写时修改该参数
Center Bus Voltage Angle	Deg	中心节点电压相角	用于设置中心母线的初始相角，潮流回写时修改该参数

更多三相三绕组变压器的潮流相关内容，可参考自定义潮流元件帮助文档。

潮流计算方案的参数设置

选择运行标签页，新建潮流计算计算方案，选中新建的计算方案，即可对潮流计算方案进行配置。以下对电磁潮流计算的设置参数进行说明。

初始设置
约束设置
求解设置
输出设置
运行设置

初始设置参数说明如下：

参数名	含义	说明
使用母线电压幅值	母线电压幅值的启用开关	开启后，使用母线电压幅值作为潮流初值；不开启时，母线电压幅值默认为 1 p.u.
使用母线电压相角	母线电压相角的启用开关	开启后，使用母线电压相角作为潮流初值，不开启时，母线电压相角默认为 0 Deg

约束设置参数说明如下：

参数名	含义	说明
考虑电压约束	电压约束的启用开关	开启后，在潮流计算求解过程中考虑 PQ 节点的电压约束；不开启时，不考虑电压约束
考虑无功约束	无功约束的启用开关	开启后，在潮流计算求解过程中考虑 PV 节点和平衡节点的无功约束；不开启时，不考虑无功约束

求解设置参数说明如下：

参数名	含义	说明
求解方式	潮流求解方式的选择	可选择潮流计算，功率不平衡量计算，生成潮流文件。选择潮流计算时，进行完整的潮流计算，潮流计算反复迭代直至收敛或达到最大迭代次数；功率不平衡量计算和生成潮流文件为辅助功能选项，选择功率不平衡量计算时，仅求解当前母线电压下，系统的功率不平衡量；选择生成潮流文件，生成 `IEEE Common Format` 格式潮流文件，用于进行数据交互
最大迭代次数	潮流计算的最大迭代次数	仅求解方式选择潮流计算时有效，设置潮流计算的最大迭代次数

输出设置参数说明如下：

参数名	含义	说明
报告输入错误	错误日志开关	检查并报告算例中可能存在的输入错误
显示求解日志	显示求解日志的选择	显示潮流求解过程中产生的日志，可选择关，仅显示错误，显示全部

运行设置参数说明如下：

参数名	含义	说明
任务队列	任务运行使用的队列	默认设置为默认队列
计算资源	任务运行使用的计算资源	默认设置为 1 逻辑核心
优先级	任务运行的优先级	默认值为 0，即最低优先级
调试参数	任务调试时使用的调试参数	默认为空

常见问题

怎么导出 EMTLab 的潮流计算的结果

潮流计算的结果页面会展示 Buses 和 Branches 两个潮流数据表格，鼠标悬浮在表格上时，表格的右上角会出现导出数据按钮，点击按钮可将表格中的数据导出为 CSV 格式。

潮流计算方案的参数设置有哪些是必选项

潮流计算方案的参数设置没有必选的选项，但为了潮流结果更好的收敛，建议开启初值设置和约束设置的所有选项。

有哪些常见的潮流仿真报错信息

缺少 PV 节点或平衡节点，如下图:

算例不存在 PV 或平衡节点

子网不存在 PV 或平衡节点

修改思路：将算例中的某个电源（三相交流电压源、同步发电机、风机模型等）的节点类型设置为 PV Bus 或 Slack Bus。

设置节点类型
母线间短路，如下图：

修改思路：排查母线间是否缺少元件，添加缺少的元件；若不缺少，可添加电感或三相传输线作为母线短接线。

元件连接了非母线节点，如下图：

修改思路：每个三相电气元件都必须连有母线，根据报错找到对应的三相电气元件，添加对应电压等级的母线。

如果潮流不收敛该如何排查

首先根据潮流仿真报错信息检查相应的元件；
如果是 BPA 或 PSASP 转换的算例，并且原算例中已有潮流数据，那么可以使用潮流计算方案中的功率不平衡量计算，通过功率不平衡量计算得到的表格进行检查，具体检查方法与下点说明的检查方法相同。
通过潮流计算结果表格进行检查（潮流数据说明）：
Buses 表格的 $P_{res}$ 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。

Branches 表格的 $P_{loss}$ 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 Q_res
如果是 PSASP 转换的算例（PSASP-CloudPSS 算例转换工具），并且 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。这里需要说明的是，Y-D 变压器的绕组连接方式会导致 Delta 侧电压相位相对于 Y 侧超前或滞后 30°，但不同仿真软件对此的处理方式不同：
- PSASP 的潮流计算不会考虑 Y-D 变压器的 30° 相位偏移，即默认 Delta 侧和 Y 侧电压相位相同。
- CloudPSS 的潮流计算会考虑 Y-D 变压器的 30° 相位偏移，并在计算时自动调整 Delta 侧所连母线的电压相位（±30°）。但在潮流回写时，CloudPSS 会反向补偿该相位偏移。
如果直接从 PSASP 转换算例，且原算例包含 Y-D 变压器，可能会导致潮流计算结果不一致。为此，提供以下三种解决方法，用户可根据需求选择合适的方式。

方法 1：跳过初始相位偏移（推荐）
在计算方案的调试参数中填入 PF_SKIP_PRE_OFFSET=1；如下图所示：

跳过初始相位偏移

作用：
- 潮流计算阶段：跳过 Delta 侧母线的初始相位偏移（±30°），使计算结果与 PSASP 一致。
- 潮流回写阶段：仍会应用相位偏移（±30°），确保电磁暂态仿真正确。
注意事项：
- 在 PSASP-CloudPSS 算例转换后，首次进行潮流计算并完成潮流回写数据时设置该参数，后续计算无需重复填写。
- 若每次计算都填写该参数，会导致回写时重复叠加相位偏移，使 Delta 侧电压相位错误。
方法 2 & 3：强制变压器 Y-Y 接法
方法2：算例转换时强制修改，即在 PSASP-CloudPSS 算例转换时，勾选变压器强制 Y(G) 接选项。

PSASP-CloudPSS 算例转换工具设置

方法3：手动修改元件参数，在实现标签页中点击元件表，将三相双绕组变压器和三相三绕组变压器的 Winding#1 Type 和 Winding#2 Type 均设为 0。

元件表设置

注意事项：
- 潮流计算结果可保持与 PSASP 一致。
- 由于 Y-Y 变压器和 Y-D 变压器的暂态特性不同，修改后的算例暂态特性会与原始算例有差异。

功能定义​

功能说明​

潮流计算基本要求​

支持潮流计算的设备元件​

元件的相关设置​

潮流计算方案的参数设置​

常见问题​