[发明专利]基于ETAP的大规模电网的谐波负序潮流方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统仿真领域，具体地说是介绍一种用新的仿真软件搭建大规模电网模型并进行谐波和负序分析的方法。

背景技术

ETAP（Electrical Transient Analysis Program，电力系统暂态分析程序）是电力系统设计、模拟、运行、监测、控制、优化和自动化最全面的计算机平台，广泛应用于发电、输电、配电等领域的工业系统，比如石油天然气、制造业、钢铁、水泥、采矿、数据中心、核电站等。它可以模拟电力系统中几乎所有的元件，并能进行电力系统中各种仿真计算，而且操作界面直观而友好，方便用户使用。

目前ETAP在我国国内已开拓了一定的市场，但是主要集中在小规模网络的应用上，大规模电网的建模和仿真主要还是使用PSASP等传统的电力系统仿真软件。对于大规模电网的谐波和负序分析，由于网络建模本身的复杂性，以及一些传统电力系统仿真软件功能上的局限性，通常都是对谐波负荷和不平衡负荷的周边网络进行等效处理。这样的方法有失精确度和可信度，不能真实反映谐波和负序对电网产生的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是是充分利用ETAP在各种类型和各种规模电力系统仿真方面的优势，提供一种大规模电网建模的方法，并基于该模型进行谐波分析和负序分析。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于ETAP的大规模电网的谐波负序潮流方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按照网络的电压等级，将大规模电网划分成由上至下的若干结构层次，根据数据资料和研究对象，选择适合的结构层次作为网络建模的主框架，将向电网输送有功功率的外部网络和内部负荷用等效电网表示，选定结构层次以下电压等级的网络用等效负荷表示，根据实际需要可对网络模型向下扩展；

2）按照分区原则将选定的网络结构层次划分为若干个区域，建模过程按照各个区域分块进行，各个区域内的发电机和负荷均需乘以相应的比例因子；

3）将各变电站、发电厂封装成复合网络，在其内部编辑各个元件，各个复合网络在单线图上用交流传输线连接起来，各个元件编辑器中输入潮流计算、谐波分析、不平衡潮流计算的需求数据；所述各个元件包括母线、双绕组变压器、三绕组变压器、发电机、负荷、电容器、电抗器等；

ETAP中输入的所有数据都是有名值，不同电压等级、不同类型的元件设置不同的颜色和大小，采用不同的命名方法；

母线需要确定母线名称、额定电压、运行状态、区域号；

双绕组变压器需要确定变压器名称、运行状态、额定电压、变压器容量、正序和零序短路阻抗百分比及抗阻比、一二次侧分接头电压、连接组别和接地方式，其命名方法为：“低压侧母线名编号前+T+编号”；

三绕组变压器的需求数据与双绕组变压器相似，其命名方法为：“高压侧母线+T+编号”；

发电机需要确定发电机名称、运行状态、运行模式、额定电压、额定有功、额定容量、Design模式下的运行数据、阻抗、动态模型数据、连接方式，其命名方法为：“发电机出口母线名编号+G+编号”；

等效负荷需要确定名称、运行状态、负荷模型及相应的负荷数据和参数，其命名方法为：“母线名+负荷+D”；

等效电网需要确定名称、运行状态、运行模式、Design模式下的功率、短路数据，其命名方法为：“母线名+电网”；

交流传输线需要确定线路名称、运行状态、长度、用户自定义的阻抗、单位、温度，其命名方法为：“From侧母线名-To 侧母线名/L线路编号”；

对于电抗器，ETAP中没有现成的模块，可以用静态负荷代替，其命名方法为：“母线名+电抗+电抗编号”；

电容器需要确定名称、运行状态、额定电压、额定容量、命名方法为：“母线名+电容+电容编号”。

4）对牵引站内的谐波负荷、不平衡负荷进行建模，利用三维数据库功能设置各种运行状况下的数据版本；

谐波负荷用静态负荷表示，需在谐波库中预先自定义谐波源；

不平衡负荷用等效负荷表示，选择不平衡负荷模型，调整恒功率、恒阻抗、恒电流分量的百分比，在短路属性页中选择接地方式为星形直接接地，A、B、C三相中一相或两相有功功率为负值时，可用一个等效负荷和一个发电机等效处理。

5）各个分区建模完成后调整相对位置进行互联，选择平衡节点，编辑潮流计算、谐波分析、不平衡潮流计算等案例分析，进行相应的仿真计算，最后选择合适的数据报告进行数据分析。