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​电力系统分析软件

​电力系统分析软件

电力系统分析软件 一、软件特点 二、软件的设计规范 三、软件的功能模块

产品详情

                                                                     电力系统分析软件

 

一、软件特点

湖南凤凰体育买球系统分析软件WSN-8000为电力系统规划设计和运行中选择电工设备、继电保护整定计算、分析系统事故提供了有效的手段。长期以来供电局调度中心对短路电流、继电保护整定计算大部分都是手工作业,工作负荷极大,费时费力,威尼斯注册WSN-8000这套电力分析软件,主要完成高压短路电流和继电保护整定计算、设备选型、无功功率补偿计算、负荷计算、接地计算;软件有如下特点:

1简单:考虑到调度中心人员由于工作需要,经常调动岗位,软件力求简单化自动化,便于调度中心培养后备人才,无任何计算机基础的人1小时学会,软件完全智能化、自动化、模型化、参数化,使您从繁重的手工作业中解脱出来,节省时间成本,根据与调度中心人员反复沟通调研结果:该软件使用大家所熟悉的CAD自由搭建模型并根据自由绘制的系统图主接线图进行计算并自动生成正、负、零序阻抗图和高压短路电流计算书,所以软件特别适合中国电气设计者的思维习惯

2权威:软件严格执行《电力工程电气设计手册》《工业与民用配电设计手册》等国家相关设计规范,唯一一个可以自动生成word格式的计算书的专业软件:设置的条件、引用的规范、每个分支、每个小计都详尽罗列,清清楚楚,计算结果完全透明、可控,便于调度中心校核查错。

3快速:软件可以进行发电机保护、变压器保护、线路保护、电动机保护、电容器保护;根据短路电流计算结果,瞬间得到各类高低压设备的选型、分断能力、灵敏性、动热稳定等校验并生成相关计算书;

模型化、参数化、数字化 将各种高低压电气设备对象以模型化、参数化方式描述,存贮于工程数据库。设计过程直观简捷,工程信息共享,从而实现了图形与数据之间的联动,实现精确的计算和设备选型校验。

二、软件的设计规范

——《电力工程电气设计手册》

——《工业与民用配电设计手册》,第三版;

——《中小型热电联产工程设计手册》;

——《电力计算手册》,第三版;

——《电气工程基础》

——《水电站机电设计手册》

——《小型水电站机电设计手册》;

——《电力系统稳态分析》,第三版;

——《电力系统暂态分析》,第三版;

——《电机学》,第一版;

——《水电工程三相交流系统短路电流计算导则》

——《接地技术与接地装置》;

——《火力发电厂厂用电设计技术规定DL/T 5153-2002》;

——中华人民共和国电力行业标准DL/T 52222005《导体和电器选择设计技术规定》;

——中华人民共和国电力行业标准《交流电气装置的接地》DL/T621—1997

三、软件的功能模块

       1、短路计算

短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一,WSN-8000电力分析软件严格执行《电力工程电气设计手册》《工业与民用配电设计手册》等国家相关设计规范,在四个方向上取得突破性进展:

软件的短路计算具有以下专家级计算功能:计算短路点的分支电抗和总的等效电抗(标幺值);计算三相对称短路电流和不对称短路电流(两相、两相接地、单相)的周期分量起始有效值,以及短路冲击电流、短路全电流、短路容量;计算短路电流瞬间值、短路电流非周期分量和短路电流热效应;计算电动机对短路点的反馈电流。

  特点:

1.快速搭建各种系统图,阻抗图模型,自动将系统图转换为正序、负序、零序阻抗图,并自动计算阻抗值。

 2.计算多样化:软件提供四种短路计算方法,采用不同的算法,适用于高压、低压系统,满足客户的各种计算需要。

3.智能纠错功能:自动检查系统图中所存在的错误并闪烁显示,例如:图中存在断线,短路点编号重复,发电机编号重复,各元器件是否已经赋值等。

 4.完全兼容CAD命令。 

5.计算设置方便对计算结果格式的控制,计算结果准确。
        6.模型建成后可存入方案库,需要时方便调用。
        7.计算结果输出格式:ACADEXCELWORD,其中WORD计算书可以对短路计算的整体计算过程按顺序,步骤详细显示出来,同时方便进行CAD打印。

1) 短路计算(一次),阻抗计算中计算系统的电抗值,以运算曲线法进行短路电流计算,可以进行无限大电力系统和有源系统的短路计算。

2) 短路计算(二次),阻抗计算中计算系统的电抗值,可以计算短路点故障相和非故障相的各相及相间电流,相及相间电压,满足特定需求。

3) 短路计算(低压),软件以双复数阻抗矩阵节点导纳法研发,阻抗计算包括系统阻抗(电阻电抗)、相零(相保)阻抗(电阻电抗);短路计算包括三相、两相、单相短路电流值。

4) 短路计算(暂态),可以计算暂态阻抗、暂态时间,利用暂态解析法精确计算短路电流,还可以进行柴油供电系统短路计算。

短路计算结果被后续的相关校验计算所关联、引用:直接引入到接地、设备校验、继电保护整定计算(发电机保护、变压器保护、线路保护、电动机保护、电容器保护等)无功补偿计算,完成对各类高低压设备的选型、分断能力、灵敏性、动热稳定等校验,满足供电局、电力公司调度中心、继保自动化中心、电力院、工业院及大型民用院对整体电力系统工程的方案设计、汇总及对比,非常方便不同方案的设计、设备选型、确定、校验及核实。大幅度提升设计质量和管理水平,缩短设计周期。

2、汇总计算

       软件可以进行整体工程的方案设计、汇总及对比,便于方案的设计、选择、确定、校检及核实。突出设计整体的汇总,可以将短路计算的计算结果直接引入到各计算汇总中。

        根据设计的工作前后的关联性,先进行短路计算,后进行接地计算,设备校检,继保整定,无功补偿等其他计算,短路的计算结果将会影响后续的其他相关联计算的计算结果。

3负荷计算

    该项功能包括需要系数法、利用系数法,是设计院的标准功能,多用于初步设计和施工图设计。

        需要系数法:

        用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷,适用于配、变电所的负荷计算,计算简便,应用广泛。

        

利用系数法:

        采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷,再考虑设备台数和功率差异影响,乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。

       

   4压损计算

        按规定对用电设备以及线路进行电压损失计算,计算电压损失百分比及计算线路长度。

       

5起动计算

        计算电机的起动电压和起动电流,包括电机起动时的压降计算、电抗器降压方式下的电抗器计算、降压起动方式下自耦变压器变压比计算。

      

     6、图模一体化平台

6.1、完整的绘图功能。绘制的元件有各种变压器、开关、电力线路、母线、连接线、电源(发电机和等值系统)及电抗器等元件。能进行元件的复制、删除、移动(单个移动,多个移动,鼠标移动,数字移动,键盘移动)、元件连接线的翻转,电力线路的拉伸缩短、打折、开断、折线段中的线段移动,同类元件的自动对齐及元件之间的均匀排列,图形中的文字标注,绘图可逆操作,元件连接的自动捕捉,全自动生成电网正序阻抗图、零序阻抗图和厂站接线图,图形的放大缩小,图形导出导入,可调用站内接线模版绘图,新增变电站时可利用插入图形等。
    6.2、方便的元件参数输入功能。在图形中双击元件,接着在程序弹出元件参数输入对话框里输入或修改元件参数。各元件参数只涉及到元件本身的物理铭牌参数,不涉及元件在网络中的任何连接关系。在变压器参数输入对话框里可以方便的修改变压器高中低压侧的位置,能方便的设置变压器中性点接地选择及其图形显示。在等值系统参数输入对话框里能方便的设置等值系统的运行方式及其图形显示。元件输完参数后,元件被自动着色以标识电压等级。
    6.3、在厂站图或一次图中输入对话框里均可方便地修改各元件参数。
    6.4、在图形中能以变电站名为单位的任意元件查找功能。
    6. 5、在图形界面里可随意设置运行方式及运行方式的相关操作。整定计算设置运行方式只需完成如下操作即可:变压器中性点接地选择,开关的开合操作。运行方式的相关操作包括:添加运行方式,删除运行方式,修改运行方式和执行运行方式。可灵活的人工干预选择大小运行方式、特殊运行方式及其它任何运行方式。

 

 ① 便于用户使用以及软件功能扩充。该平台具备多文档界面,可以方便地建立电网分析的各类数据,绘制所需要的各种图形(单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等)。该平台服务于电力系统分析与仿真软件的各计算模块,在此之上可以进行各种分析计算,输出计算结果。

       ② 功能强大、人机界面友好、使用操作方便,真正实现了图模一体化,具有良好的可扩展性、兼容性和通用性。

       ③ 用户可通过平台方便地建立电网数据、绘制电网图形、进行各种分析计算。

       ④ 实现了图模一体化。可边绘图边建数据,也可根据已有数据进行图形自动快速绘制。图形、数据自动对应。

       ⑤ 应用该平台可以绘制各种电网图形,包括单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等。

       a、图形独立于计算模块,并为各计算模块共享;

       b、可在图形上进行各种计算操作,并在图上显示各种计算结果;

       c、同一系统可对应多套单线图、地理位置接线图、厂站主接线图,多  层子图嵌套;

       d、可定义各种厂站主接线模板,通过模板自动生成厂站主接线图及其数据;

      e、各种电网图形基于统一的图形组态定义,实现各类元件图元样式的  灵活定义和扩展。

     ⑥ 具备安全的数据架构,进行了层次化的数据保护,保证了电网数据和图形的安全性和一致性。

     ⑦ 采用实时数据库为图形界面显示和分析计算提供快速数据访问途径,保证了图形显示和分析计算的高效性;并可与在线数据接口,便于在线应用。

     ⑧ 具有良好的可扩展性,基于该平台的应用软件(计算模块)的接入为“即插即用”式,便于程序模块定制剪裁及功能扩充,适应用户需求不断发展的需要。

     ⑨ 具备网络拓扑和网络校验功能,可对各计算模块需要的计算数据进行必要的数据校验和网络拓扑计算。

     ⑩ 提供 BPAIEEE 等数据格式的转换接口。

     ⑪ 通过与实际厂站中物理元件的对应,实现电力系统分析软件与在线数据接口。平台可接入 SCADA/EMS 等实际量测信息,实现电力系统分析软件在线分析计算。

     ⑫ 使用标准 Qt 图形库支持,保证程序多平台兼容性,可运行于Windows/ Linux/UNIX 操作系统下。

     ⑬ 向 AutoCAD, MatLab, Excel 等通用软件开放。

      7、潮流计算模块

1)、软件具备完整的绘图功能。绘制的元件有各种变压器、开关、电力线路、母线、连接线、发电机(等值系统)及电抗器等元件。能进行元件的复制、删除、移动(单个移动,多个移动,鼠标移动,数字移动,键盘移动)、元件连接线的翻转,电力线路的拉伸缩短、打折、开断、折线段中的线段移动,同类元件的自动对齐及元件之间的均匀排列,图形中的文字标注,绘图可逆操作,元件连接的全自动捕捉,图形的放大缩小及图形导出导入功能等。

 2)、软件具备方便的元件参数输入功能。在图形中双击元件,接着在程序弹出元件参数输入对话框里输入或修改元件参数。各元件参数只涉及到元件本身的物理铭牌参数,不涉及元件在网络中的任何连接关系。在变压器参数输入对话框里可以方便的修改变压器高中低压侧的位置及变压器实际运行档位或者变压器的电压调整偏移量。在母线参数输入对话框里,可以设置母线节点负荷,节点类型(PQ节点、PV节点和平衡节点),220KV母线节点电压上下限值,节点无功补偿。元件被自动着色以标识电压等级。

 3)、在图形上可随意设置运行方式及运行方式的相关操作。软件设置运行方式只需完成开关的开合操作。运行方式的相关操作包括:添加运行方式,删除运行方式,修改运行方式和执行运行方式。

 4)、软件具有如下计算功能:计算各母线的电压、每条线路及各变压器各侧通过的功率、每条线路的功率损耗、每台变压器损耗(包括铜损和铁损)、网络总损耗、网络线损率、线路通过的电流及是否过栽计算(考虑环境温度)、母线电压是否越限计算、变压器是否过载计算。

 5)、软件可以采用牛拉法或P—Q分解法进行潮流计算,两种方法可以相互校核计算结果。 

 6)、潮流计算结果直接显示在一次主接线图上的各元件的相应位置处(动画及箭头显示功率流向),计算结果也可通过表格显示(可分电压等级显示),自动生成潮流地理接线图上(可根据需要加入背景图片)。潮流计算结果图(一次图和地理图)可打印在任意指定的纸张上,表格潮流也可打印输出,一次图放大缩小后可选框打印。

 7) 该软件可以同时保存多个网络。

 8) 该软件不仅是一个绘图和潮流计算软件,而且也是一个电网参数管理软件。 

① 计算功能强大、图形显示直观、使用操作方便,具有灵活的调节控制功能和用户自定义建模功能,结果输出多样化。

    ② 计算功能

a、可计算交直流混合电力系统

b、可考虑负荷静态特性

c、除可考虑一般的 PQ 节点和 PV 节点外,还可对该节点的电压值和无功功率加以限制

d、可通过调节指定的发电机的出力,控制某个(或某些)断面有功功率  的交换值

e、潮流计算前能自动进行全网的拓扑分析

f、提供潮流数据检查功能,包括检查全网拓扑结构、各元件带电状态并可对发电、负荷按区域和全网进行统计

g、几个孤立的电网可以同时计算

     ③ 图形功能

a、可在单线图上方便地修改潮流方式

b、可在单线图和地理位置接线图上显示潮流初始数据

c、可在单线图和地理位置接线图上显示潮流计算结果

d、无需用户绘制,可自动通过电网元件浏览器对潮流结果进行图示化  输出

e、可自动统计全网的总发电、总负荷和总损耗,并在图上显示

f、图面显示内容可由用户定制

      ④ 程序中提供多种控制调节功能

a、用某一母线的电压或无功功率去控制同一母线或另一母线电压值

b、用某一母线的电压或无功功率去控制某一线路的无功功率

c、用注入某一母线的有功功率去控制某一线路的有功功率

d、用某一线路的电抗(jX)值去控制某母线电压或某线路的有功功率或  无功功率

e、用某一变压器的变比(Tk)值去控制某母线的电压或某线路的无功功  率

f、可模拟移相器的功能

      ⑤ 通过用户自定义建模方法,用户可建立各种模型实现多种功能

a、系统调度自动化中自动发电控制(AGC)

b、联络线(一条或多条)功率控制

c、可控硅控制的静止补偿器、自动投切的电容器和电抗器

d、可控硅控制移相器、可控串补等电力电子控制设备及其它灵活交流  输电系统(FACTS)元件的模拟

e、各种负荷特性的模拟

      ⑥ 提供多种潮流计算方法

a、包括 PQ 分解法、牛顿法(功率式)、最佳乘子法(非线性规划法)、牛顿法(电流式)以及 PQ 分解转牛顿法

      ⑦ 多样化的结果输出方式

a、输出范围可选:可指定全网、区域、分区、厂站或某些母线和支路的集合

b、报表内容和格式可选:在输出的目标确定之后,可进入具体报表项  目的选择,其中除常用的固定表格外,还设有用户自制的方式,即由用户决定表格的项目和次序等

c、可以 Excel 报表和文件形式输出

d、可以图示化或表格的方式,显示某一区域、分区或厂站与其他区域、分区或厂站的连接图,标出它们之间的功率交换。同时可继续追踪其他区域、分区或厂站

e、可以图示化或表格的方式,输出电力系统各元件的潮流计算结果。  同时可追踪显示与此元件相连元件的潮流结果

f、可通过报表和曲线的形式输出计算所涉及的用户自定义模型变量

      9、暂态稳定计算模块

      ① 电力系统模型的计算功能

a、可计算交直流混合电力系统

b、可考虑变电站(主接线)内部开关状态对系统网络结构的影响

c、系统元件模型(固定模型)种类丰富,包括各种同步机、风机、调  节器、调速器、电力系统稳定器、负荷、静止无功补偿器、高压直流输电模型

      ② 复杂故障方式的计算功能

a、可同时考虑多处三相对称故障,包括三相短路,三相断线,串联电  容保护三相击穿等

b、可同时考虑多处不对称故障,包括单相短路,单相负荷投入,两相  短路,两相接地,单相断线,两相断线,串联电容器不对称击穿等

c、在不对称故障下,可考虑输电线零序互感的影响

d、可进行短路电流计算及动态过程中的复杂故障短路电流计算

e、可做输电线工频暂态过电压及潜供电流计算分析

f、能给出三相不平衡方式下序电压,序电流,相电压,相电流分布

       ③ 扰动方式和稳定措施模拟的计算功能

a、可设置丰富扰动方式,用以模拟电力系统的某些冲击和稳定措施

b、冲击负荷的模拟

c、负荷功率随机波动的模拟

d、励磁回路电压波动的模拟

e、励磁电压设定值变化的模拟

f、发电机出力跟踪调节的模拟

g、调速器汽门快速调整的模拟

h、调压器励磁电压快速调整的模拟

i、按不同准则(时间、角度、高频率、频率差、过电流)减少母线上的部分和全部机组的出力

j、按不同准则(时间、低电压、低频率、频率差、线路过电流、异步  电动机自身过电流)切除母线上的部分和全部负荷

k、按不同准则(时间、低电压、低频率、角度差、零序过电流、正序  过电流)开断线路开关

l、风电场风速变化的模拟

m、可控串补、强补及旁路的设置

n、可控高抗的开环控制

o、振荡解列信号继电器的设置

      ④ 通过用户自定义模型的方法,用户可建立各种模型以实现所需的计算功能

a、电力系统各种一次设备模型,如不同型号的同步电机,异步电机,  静止无功补偿器等

b、电力系统各种自动装置模型,如各种类型的调压器、调速器、电力  系统稳定器(PSS)及各种继电保护和安全自动装置等

c、随不同工程而异的超高压直流输电线路及其控制系统模型

d、灵活交流输电系统(FACTS)装置模型,如可控硅串联补偿器(TCSC),静态同步补偿器(STATCOM)等

     ⑤ 灵活多样的输出方式

a、可进行不同模型、不同元件、不同变量的输出设置,并可自由选择  图形、文本、表格等输出形式,还可进行自动分析输出。

      (4)短路计算模块

       ① 短路计算可解决下列问题:

a、电气主接线方案的比较与选择,或确定是否需要采取限制短路电流  的措施

b、电气设备及载流导体的动热稳定校验和开关电器、管型避雷器等的  开断能力的校验

c、接地装置的设计  

d、继电保护装置的设计与整定

e、输电线对通讯线路的影响

f、故障分析

g、利用对称分量法实现 ABC 系统与 120 系统参数转换;列出正、负、零序网络方程;推导出故障点的边界条件方程;将网络方程与边界条件方程联立求解,求出短路电流及其他分量。

       ② 可进行交直流混合电力系统的短路电流计算

       ③ 可进行简单故障方式下的短路电流计算

a、全网短路电流的扫描计算

b、指定区域各母线短路电流的扫描计算

c、指定母线或线路上任意点的短路电流的计算

        ④ 可进行线路故障扫描计算,即按一定间隔在指定线路上设置相继发生的同种简单故障,得到各故障点的电流

        ⑤ 可进行复杂故障方式下的短路电流计算,即任意母线和线路上任意点的多种组合方式的复杂故障计算

        ⑥ 可计算故障点的短路电流和短路容量

        ⑦ 可计算电网各节点的正、负、零序戴维南等值阻抗

        ⑧ 计算时可考虑平行线路零序互感的影响

        ⑨ 短路电流计算可基于给定的潮流方式,也可不基于潮流方式。前者考虑发电机电势和负荷电流影响;后者发电机取 E=10°(p.u.),不计负荷影响

        ⑩ 结果输出形式的多样化

a、可在图上直接输出短路计算结果,显示直观方便

b、输出的故障点可选,可从短路计算的作业中选择某一个或某几个故  障点

c、输出范围可选,可指定全网,区域,电压等级或某些母线和支路集  合

d、输出的内容可选,如母线的相电压、序电压,支路的相电流、序电  流等

e、报表具体项目和格式可选,在输出内容确定后,可进入报表具体项

目的选择,其中除常用的固定表格外,还设有用户自制的方式,即由用户决定表格的项目和次序等

f、可以单独输出短路电流曲线、短路容量比较报表和戴维南等值阻抗  报表

g、输出方式多样,可以是文件和 Excel 报表,对于线路故障扫描还可输出短路电流曲线

         10、该软件可根据需要配备任何数据个个客户端口及计算节点

工程案例