Поток нагрузки положительной последовательности

В окне «Command» введите power_LFnetwork_5bus открытие модели, содержащей пять блоков шины потока нагрузки и шесть блоков потока нагрузки.

Блоки шины потока нагрузки отображаются оранжевым цветом, а блоки потока нагрузки - желтым.

Блоки шины потока нагрузки определяют базовые напряжения шины (номинальное среднеквадратичное напряжение фазы к фазе). Они также определяют напряжение на шинах PV или напряжение и угол качания шин. Как только поток нагрузки решен, блок Шина потока нагрузки (Load Flow Bus) отображает величину напряжения положительной последовательности шины и фазовый угол как аннотации блока.

Тип шины (PV, PQ или swing) определяется блоками потока нагрузки, подключенными к шине. При наличии нескольких блоков потока нагрузки с различными типами (указанными в параметре Тип генератора или в параметре Тип нагрузки), подключенных к одной шине, инструмент Поток нагрузки определяет результирующий тип шины (swing, PQ или PV).

В power_LFnetwork_5bus например, типы шин определяются следующим образом:

Некоторые ограничения применяются при подключении нескольких исходных блоков и синхронных машин к одной шине:

Дополнительные сведения об использовании блока Шина потока нагрузки (Load Flow Bus) в модели см. на странице Шина потока нагрузки (Load Flow Bus).

Использование инструмента «Поток нагрузки» для выполнения анализа потока нагрузки

После ввода параметров потока нагрузки в блоках шины потока нагрузки и в различных блоках потока нагрузки откройте анализатор потока нагрузки, нажав кнопку Load Flow Analyzer блока powergui. Инструмент отображает сводку данных потока нагрузки модели. В таблице ниже показаны данные, найденные в power_LFnetwork_5bus модель.

Обратите внимание, что таблица содержит семь строк, но в модели имеется только шесть блоков потока нагрузки. Это происходит потому, что шина B25_2 не подключена ни к одному блоку потока нагрузки. Строка 5 добавлена в таблицу для данной конкретной шины, чтобы вы могли видеть все шины, перечисленные вместе с их напряжениями. Эта шина будет рассматриваться при анализе потока нагрузки как шина PQ с нулем P и Q.

Столбец Имя блока определяет тип блока. В столбце Тип блока отображается тип шины блоков потока нагрузки. Следующие четыре столбца дают идентификационную метку шины, базовое напряжение шины, опорное напряжение (в pu базового напряжения) и угол напряжения шины потока нагрузки, к которой подключен блок. Следующие столбцы являются значениями P и Q, заданными на вкладке «Поток нагрузки» блоков.

В последних четырех столбцах отображается текущее решение по потоку нагрузки. Поскольку поток нагрузки не был выполнен, в столбцах отображаются нулевые значения.

Параметры потока нагрузки на вкладке «Настройки» блока powergui используются для построения матрицы допусков сети Ybus и решения потока нагрузки. Базовая мощность используется для задания единиц нормированной матрицы Ybus в pu/Pbase и базовых напряжениях шины. power_LFnetwork_5bus модель содержит пять автобусов; следовательно, матрица Ybus будет комплексной матрицей 5 на 5, оцениваемой на частоте, заданной параметром Frequency (Hz).

Алгоритм потока нагрузки использует итеративное решение, основанное на методе Ньютона - Рафсона. Параметр Максимум итераций (Max iterations) определяет максимальное количество итераций. Алгоритм потока нагрузки будет повторяться до тех пор, пока несоответствие P и Q на каждой шине не будет ниже параметра допуска PQ (в pu/Pbase). Несоответствие мощности определяется как разность между полезной мощностью, вводимой в шину генераторами и PQ-нагрузками, и мощностью, передаваемой на всех линиях, выходящих из этой шины.

Во избежание неправильного кондиционирования матрицы Ybus следует выбрать значение параметра Base power в диапазоне номинальных мощностей и нагрузок, подключенных к сети. Для сети передачи с напряжением от 120 кВ до 765 кВ обычно выбирается база 100 МВА. Для распределительной сети или для небольшой установки, состоящей из генераторов, двигателей и нагрузок, номинальная мощность которых находится в диапазоне сотен киловатт, лучше приспособлена база питания 1 МВА.

Чтобы решить поток нагрузки, нажмите кнопку Вычислить (Compute). Решение по потоку нагрузки отображается в последних пяти столбцах таблицы.

Для отображения отчета о потоке нагрузки, показывающего мощность, протекающую на каждой шине, нажмите кнопку Report. Сохраните этот отчет в файле, указав имя файла в приглашении.

В отчете представлена сводка активных и реактивных мощностей, в том числе общее распределение PQ между генераторами (блоки типа SM- и Vsrc), PQ-нагрузки (нагрузки RLC типа PQ и нагрузки DYN), шунтирующие постоянные нагрузки Z (нагрузки RLC типа Z и намагничивающие ветви трансформаторов) и асинхронные нагрузки машин (

The Load Flow converged in 2 iterations !        
                                                 
SUMMARY for subnetwork No 1                      
                                                 
Total generation :    P=  5.61 MW   Q= 25.51 Mvar
Total PQ load :       P= 13.00 MW   Q=  5.00 Mvar
Total Zshunt load :   P=  0.68 MW   Q= -0.51 Mvar
Total ASM load :      P= -8.90 MW   Q=  4.38 Mvar
Total losses :        P=  0.83 MW   Q= 16.64 Mvar

Total losses строка представляет разницу между генерацией и нагрузками (тип PQ + тип Z + ASM) и представляет потери серии. После этой сводки для каждой шины выводится отчет о напряжении и мощности:

1 : B120  V= 1.020 pu/120kV 0.00 deg  ; Swing bus 
        Generation : P= -114.39 MW Q=   62.76 Mvar
        PQ_load    : P=    0.00 MW Q=    0.00 Mvar
        Z_shunt    : P=    0.25 MW Q=    0.23 Mvar
   -->  B13.8      : P= -116.47 MW Q=   53.89 Mvar
   -->  B25_1      : P=    1.84 MW Q=    8.63 Mvar
                                                  
2 : B13.8  V= 0.980 pu/13.8kV -23.81 deg          
        Generation : P=  120.00 MW Q=  -37.25 Mvar
        PQ_load    : P=    3.00 MW Q=    2.00 Mvar
        Z_shunt    : P=    0.17 MW Q=    0.17 Mvar
   -->  B120       : P=  116.83 MW Q=  -39.42 Mvar
                                                  
3 : B25_1  V= 0.998 pu/25kV -30.22 deg            
        Generation : P=    0.00 MW Q=    0.00 Mvar
        PQ_load    : P=   10.00 MW Q=    3.00 Mvar
        Z_shunt    : P=    0.25 MW Q=    0.21 Mvar
   -->  B120       : P=   -1.83 MW Q=   -8.44 Mvar
   -->  B25_2      : P=   -8.41 MW Q=    5.23 Mvar
                                                  
4 : B25_2  V= 0.967 pu/25kV -20.85 deg            
        Generation : P=    0.00 MW Q=    0.00 Mvar
        PQ_load    : P=   -0.00 MW Q=   -0.00 Mvar
        Z_shunt    : P=    0.01 MW Q=   -0.03 Mvar
   -->  B25_1      : P=    8.87 MW Q=   -3.67 Mvar
   -->  B575       : P=   -8.88 MW Q=    3.70 Mvar
                                                  
5 : B575  V= 0.953 pu/0.575kV -18.51 deg          
        Generation : P=    0.00 MW Q=    0.00 Mvar
        PQ_load    : P=   -0.00 MW Q=   -0.00 Mvar
        Z_shunt    : P=    0.01 MW Q=   -1.09 Mvar
   -->  ASM        : P=   -8.90 MW Q=    4.38 Mvar
   -->  B25_2      : P=    8.89 MW Q=   -3.29 Mvar

Для каждой шины напряжение и угол шины перечислены в первой строке. Следующие три линии дают PQ, генерируемый на шине (все источники SM и напряжения), PQ, поглощаемый нагрузками типа PQ, и PQ, поглощаемый нагрузками типа Z.

Последние строки, которым предшествует стрелка (-->), перечислите PQ, передаваемый на соседние шины, подключенные через линии, последовательные импедансы и трансформаторы, а также мощность, потребляемую ASM.

Применение решения Load Flow к модели

При выполнении анализа потока нагрузки может потребоваться итерация значений P, Q и V до тех пор, пока не будут найдены удовлетворительные напряжения на всех шинах. Это может потребовать, например, изменения генерируемой мощности, мощности нагрузки или компенсации реактивного шунта.

Чтобы изменить настройку потока нагрузки, необходимо отредактировать параметры блоков потока нагрузки и блоков шины потока нагрузки. Затем нажмите кнопку Update (Обновить) для обновления данных потока нагрузки, отображаемых в таблице в анализаторе потока нагрузки. Предыдущее решение по потоку нагрузки затем удаляется из таблицы. Нажмите кнопку Вычислить (Compute), чтобы получить новое решение потока нагрузки, соответствующее внесенным изменениям.

После получения удовлетворительного потока нагрузки обновите исходные условия модели в соответствии с решением по потоку нагрузки. Нажмите кнопку Применить к модели (Apply to Model), чтобы инициализировать блоки машин модели и в качестве начальных условий регуляторов, подключенных к машинам.

Откройте трехфазный параллельный блок RLC Load, подключенный к шине B13.8. Поскольку тип нагрузки, указанный на вкладке Load Flow, является постоянным PQ, номинальное напряжение этого блока было изменено на соответствующее напряжение шины 0,98 pu. Для параметра Nominal phase-to-phase voltage Vn (Vrms) установлено значение (13800)*0.98.

Откройте трехфазный блок динамической нагрузки, подключенный к B25_1bus. Начальное напряжение положительной последовательности Vo [Mag (pu) Phase (град.) устанавливается в[0.998241 -30.2228].

Следует отметить, что величины напряжения и углы, полученные на каждой шине, записываются как аннотации блоков под блоками шины потока нагрузки.

Откройте блок «Область» и запустите моделирование.

Блок трехфазного отказа применяет шестицикльный отказ к шине B120.

Проверьте формы сигналов активной мощности SM, скорости SM и ASM и PQ нагрузки DYN и обратите внимание, что моделирование начинается в установившемся состоянии.

Пример несбалансированного потока нагрузки

В командной строке введите power_13NodeTestFeeder открытие модели, содержащей 12 блоков шины потока нагрузки и 13 блоков потока нагрузки. Эта модель является эталонной сетью, взятой из радиального тестового питателя в отчете подкомитета по анализу распределительной системы Общества энергетики на страницах 908-912, написанном в 2001 году.

Оригинальная эталонная система содержит 13 узлов. Однако, потому что power_13NodeTestFeeder модель не включает регулирующий трансформатор, она содержит только 12 узлов.

Блоки шины потока нагрузки отображаются оранжевым цветом, а блоки потока нагрузки - желтым.

Блоки шины потока нагрузки определяют базовые напряжения шины (номинальное среднеквадратичное напряжение фаза-земля). Они определяют напряжение на шинах PV или напряжение и угол качания шин. Как только поток нагрузки решен, блок Шина потока нагрузки (Load Flow Bus) отображает величину напряжения шины и фазовый угол как аннотации блока.

Тип шины (PV, PQ или swing) определяется блоками потока нагрузки, подключенными к шине. При наличии нескольких блоков потока нагрузки с различными типами (указанными в параметре Тип генератора или в параметре Тип нагрузки), подключенных к одной шине, инструмент Поток нагрузки определяет результирующий тип шины (swing, PQ или PV). В таблице показано, как определяются типы шин для некоторых модельных шин power_13NodeTestFeeder примера.

Некоторые ограничения применяются при наличии нескольких исходных блоков и синхронных машин, подключенных к одной шине потока нагрузки:

Дополнительные сведения об использовании блока Шина потока нагрузки (Load Flow Bus) в модели см. в разделе Блок Шина потока нагрузки (Load Flow Bus).

SUMMARY for subnetwork No 1                                 
                                                            
  Total generation  : P=   3518.74 kW   Q=   1540.14 kvar   
  Total PQ load     : P=   3101.90 kW   Q=   1880.42 kvar   
  Total Zshunt load : P=    363.47 kW   Q=   -479.42 kvar   
  Total losses      : P=     53.36 kW   Q=    139.14 kvar