Поток нагрузки положительной последовательности

В Командном окне введите power_LFnetwork_5bus чтобы открыть модель, содержащую пять блоков Load Flow Bus и шесть блоков потока нагрузки.

Блоки Load Flow Bus показаны оранжевым цветом, а блоки потока нагрузки - желтым цветом.

Блоки Load Flow Bus определяют базовые напряжения шины (номинальное напряжение от фазы до фазы rms). Они также определяют напряжение на шинах PV или напряжение и угол наклонных шин. Когда поток нагрузки решен, блок Load Flow Bus отображает величину напряжения положительной последовательности шины и угол фазы как аннотации блоков.

Тип шины (PV, PQ или swing) определяется блоками потока нагрузки, соединенными с шиной. Если к той же шине подключено несколько блоков потока нагрузки с различными типами (заданными в параметре Generator type или в параметре Load type), инструмент Load Flow определяет полученный тип шины (swing, PQ или PV).

В power_LFnetwork_5bus например, типы шин определяются следующим образом:

Некоторые ограничения применяются, когда вы соединяете несколько исходных блоков и синхронных машин на одной шине:

Для получения дополнительной информации о том, как использовать блок Load Flow Bus в модели, смотрите страницу Load Flow Bus.

Использование инструмента Load Flow Tool для выполнения анализа потока нагрузки

После того, как вы ввели параметры потока нагрузки в блоки Load Flow Bus и в различные блоки потока нагрузки, откройте Load Flow Analyzer, нажав кнопку Load Flow Analyzer блока powergui. Инструмент отображает сводные данные данных потока нагрузки модели. В таблице ниже показаны данные, найденные в power_LFnetwork_5bus модель.

Обратите внимание, что таблица содержит семь линии, но в модели есть только шесть блоков потока нагрузки. Это связано с тем, что шина B25_2 не соединена ни с одним блоком потока нагрузки. Линия 5 добавлена в таблицу для этой конкретной шины, так что вы можете увидеть все автобусы, перечисленные вместе с их напряжениями шины. Эта шина будет рассмотрена в анализе потока нагрузки как шина PQ с нулем P и Q.

Столбец Block name определяет тип блока. В Block type столбце отображается тип шины блоков потока нагрузки. Следующие четыре столбца выдают идентификационную метку шины, базовое напряжение шины, опорное напряжение (в pu базового напряжения) и угол напряжения шины потока нагрузки, где соединяется блок. Следующие столбцы являются значениями P и Q, заданными на вкладке Load Flow блоков.

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

Параметры потока нагрузки в вкладке Preferences блока powergui используются, чтобы создать матрицу допуска сети Ybus и решить поток нагрузки. Базовая степень используется для задания модулей нормированной матрицы Ybus в базовых напряжениях pu/Pbase и шины. The power_LFnetwork_5bus модель содержит пять автобусов; следовательно, матрица Ybus будет комплексной матрицей 5 на 5, оцененной на частоте, заданной параметром Frequency (Hz).

Алгоритм потока нагрузки использует итерационное решение, основанное на методе Ньютона-Рафсона. Параметр Max iterations определяет максимальное количество итераций. Алгоритм потока нагрузки будет итерации пока несоответствие P и Q в каждой шине не будет ниже, чем параметр PQ tolerance (в pu/Pbase). Несоответствие степени определяется как различие между сетевой степенью, вводимой в шину генераторами и нагрузками PQ, и степени, передаваемой на всех ссылках, выходящих из этой шины.

Чтобы избежать плохо обусловленной матрицы Ybus, необходимо выбрать Base power значение параметров в области значений номинальных степеней и нагрузок, соединенных с сетью. Для сети электропередач с напряжениями от 120 кВ до 765 кВ обычно выбирается основа 100 MVA. Для распределительной сети или для небольшой установки, состоящей из генераторов, двигателей и нагрузок, которые имеют номинальную мощность в диапазоне сотен киловатт, база питания 1 MVA лучше адаптирована.

Чтобы решить поток нагрузки, нажмите кнопку Compute. Решение потока нагрузки отображается в последних пяти столбцах таблицы.

Чтобы отобразить отчет о потоке нагрузки, показывающий течение степени на каждой шине, нажмите кнопку Report. Сохраните отчет в файле, указав имя файла в приглашении.

Отчет отображает сводку активных и реактивных мощностей, включая общее разделение PQ между генераторами (блоки SM- и Vsrc-типа), нагрузки PQ (нагрузки PQ-типа RLC и нагрузки DYN), постоянные нагрузки Z (нагрузки Z-типа RLC и намагничивание

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

The Total losses линия представляет различие между генерацией и нагрузками (тип PQ + тип Z + ASM) и представляет последовательные потери. После этих сводных данных для каждой шины представляется отчет о напряжении и степени:

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 шины и угол указаны в первой линии. Следующие три линии дают PQ, сгенерированный на шине (все источники SM и напряжения), PQ, поглощенный нагрузками типа PQ, и PQ, поглощенный нагрузками Z-типа.

Последние линии, которым предшествует стрела (-->), перечислите PQ, переданный к соседним шинам, соединенным через линии, последовательные импедансы и трансформаторы, а также степень, поглощаемую ASM.

Примените решение потока нагрузки к своей модели

При выполнении анализа потока нагрузки вам может потребоваться итерация значений P, Q и V, пока вы не найдете удовлетворительные напряжения во всех шинах. Это может потребовать, например, изменения сгенерированной степени, степеней нагрузки или реактивной компенсации шунта.

Чтобы изменить настройку потока нагрузки, необходимо отредактировать параметры блоков потока нагрузки и блоков Load Flow Bus. Затем нажмите кнопку Update, чтобы обновить данные потока нагрузки, отображаемые таблицей в Load Flow Analyzer. Предыдущее решение потока нагрузки затем удаляется из таблицы. Нажмите кнопку Compute, чтобы получить новое решение потока нагрузки, которое соответствует внесенным изменениям.

Как только вы получили удовлетворительный поток нагрузки, обновите начальные условия модели в соответствии с решением потока нагрузки. Нажмите кнопку Apply to Model, чтобы инициализировать блоки машин модели, и как начальные условия регуляторов, подключенных к машинам.

Откройте блок Three-Phase Parallel RLC Load, подключенный к B13.8 шине. Поскольку Load type, заданное во вкладке Load Flow, является постоянным PQ, номинальное напряжение этого блока было изменено на соответствующее напряжение шины 0,98 pu. Параметр Nominal phase-to-phase voltage Vn (Vrms) установлен в (13800)*0.98.

Откройте Three-Phase Dynamic Load блок, соединенный в B25_1bus. Значение Initial positive-sequence voltage Vo [Mag(pu) Phase (deg.) устанавливается равным [0.998241 -30.2228].

Обратите внимание, что величины напряжения и углы, полученные на каждой шине, записываются как блочные аннотации под блоками Load Flow Bus.

Откройте блок Scope и запустите симуляцию.

Блок Three-Phase Fault применяет отказ из шести циклов к шине B120.

Наблюдайте формы активной степени SM, скорости SM и ASM и PQ нагрузки DYN и заметьте, что симуляция начинается в установившемся состоянии.

Пример несбалансированного потока нагрузки

В командной строке введите power_13NodeTestFeeder чтобы открыть модель, содержащую 12 блоков Load Flow Bus и 13 блоков потока нагрузки. Эта модель является эталонной сетью, полученной из Радиального Критерия согласия Фидера в Докладе Подкомитета по анализу распределительных систем Степени инженерного общества на страницах 908-912, написанном в 2001 году.

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

Блоки Load Flow Bus показаны оранжевым цветом, а блоки Load Flow - желтым цветом.

Блоки Load Flow Bus определяют базовые напряжения шины (номинальное напряжение от фазы до земли). Они определяют напряжение на шинах PV или напряжение и угол наклонных шин. Когда поток нагрузки решен, блок Load Flow Bus отображает величину напряжения шины и угол фазы как аннотации блоков.

Тип шины (PV, PQ или swing) определяется блоками потока нагрузки, соединенными с шиной. Если к той же шине подключено несколько блоков потока нагрузки с различными типами (заданными в параметре Generator type или в параметре Load type), инструмент Load Flow определяет полученный тип шины (swing, PQ или PV). Таблица показывает, как типы шин определяются для некоторых шин модели power_13NodeTestFeeder примера.

Некоторые ограничения применяются, когда к одной шине потока нагрузки подключено несколько исходных блоков и синхронных машин:

Для получения дополнительной информации о том, как использовать блок Load Flow Bus в модели, смотрите Load Flow Bus блок.

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