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使用物理建模库的模块计算三相电网络中的流量分布 AnyMath

AnyMath 允许计算使用三相电域建模的交流电（AC）电力传输系统的流量分布（负载流量/功率流量） AnyMath . 通过流量分布计算，可以确定稳定状态下电气系统的电压模块、电压相角、有功功率和无功功率。

对于给定的稳态工作点，流量分布数据显示:

*每个总线上的电压模块和电压相位角; *为网络供电的每个源提供有源和无源发电能力; *提供给网络中产生消耗的每个负载的有功和无功功率。

这些数据可用于确定最佳操作模式或评估系统对假设情况的响应。 例如，如果每条传输线中的有功和无功容量是已知的，则可以确定剩余的线路是否能够承受当一条或多条线路断开时发生的附加负载。

这些数据还可用于计算输电线路损耗或系统损耗，并分析网络的整体电压曲线。 这些特性的研究有助于确定系统是否需要无功补偿以消除低电压水平。

流量分布计算模型的要求

要确定三相网络的稳态流量分配解决方案，模型必须是:

*它被设置为从正弦稳态开始。 有关详细信息，请参阅块的说明。 Solver Configuration. *所有正弦信号源必须以相同的频率工作。 *线性。 块必须用线性方程组描述，并具有线性特性。 因此，不支持同步和异步机器的模型，具有非线性磁化分支的变压器和半导体元件。 *负载平衡。 流量分布计算的近似程度取决于系统的平衡程度以及存在的谐波水平。

计算流量分布的关键模块

轮胎

在电力传输系统中，总线是连接电力系统元件的垂直线，例如发电机、负载和变压器。 轮胎由块表示 Busbar 在该部分 Connectors & References.

三相电压源

使用块表示电压源 Load Flow Source来自图书馆 Sources. 座 Load Flow Source 指定理想化电压源或依赖于电流的电压源。 源可以包括串联电阻（阻抗），或者它可以充当*swing*，*PV*或*PQ*型总线的源。

模型精度的优先级是使用机器块

为了确保模型的准确性，而不是仿真的速度，使用块表示电压源。 同步机器。 对于建模同步机器，库 Electromechanical → Synchronous 提供区块 Synchronous Machine Model 2.1, Synchronous Machine Round Rotor, Synchronous Machine Salient Pole 和 Simplified Synchronous Machine.

执行流量分配计算

分析三相输电系统模型的流量分布数据 AnyMath 兼容从稳态正弦模式启动:

  1. 参数化电压源。

    在流量分配计算开始时，对应于输电线路损耗的方程的变量是未知的。 在计算未知变量时，轮胎通过提供或吸收有功和无功功率来平衡损失。 对于具有电压源的每个节点 Load Flow Source有四个变量:

    • -有功功率;

    • -无功功率;

    • -紧张;

    • -相位角。

    两个变量是已知的，两个是未知的。 哪些变量是已知的，哪些是未知的取决于块配置。 Load Flow Source . 您可以在一个模型中使用多种类型的节点。 以下选项可用:

    • Swing bus --balancing(basic/swing/slack/reference)节点。 电压设置在节点 （典型值 1 O.E.)，电压角 被接受为平等 0°，以及活动的值 和反应性 容量是未知的,是在稳态计算期间计算的.

    • PV bus --发电机组。 电压模块设置在节点 和产生的有功功率的量 ，以及电压角 和无功功率 它们是未知的，并且在稳态计算期间计算。

    • PQ bus --加载节点。 节点设置为活动 和反应性 功率，以及所述电压模块 和电压角 它们是未知的，并且在稳态计算期间计算。

    如果模型包含同步机器块，请使用一组参数为每个块指定总线类型和初始值。 Initial Conditions . 可用的目标参数值取决于块是否配置为 Swing bus , PV bus 或 PQ bus . 在参数组中 Initial Conditions :

    1. 为参数设置 Initialization option 价值 Set targets for load flow variables.

    2. 为参数选择总线 Source type .

    3. 指定相应总线参数的值。

  2. 配置每个块 Busbar :

    1. 为参数设置 Number of connections 价值 2, 3 或 4.

    2. 在块 Busbar 设置电压和频率，使它们与所连接单元的预设值相匹配。

    3. 使用块查看流分布数据 Scope，开放访问单元上的其他测量端口 Busbar :

      要打开端口*V*和*δ，请安装 Measurement ports 在值 是的; 要打开端口*P*和*Q，请安装 Measurement ports 在值 是的.

      连接块 Busbar .

  3. 配置块 Solver Configuration . 启用选项 Start simulation from steady state .

  4. 运行模拟。

    仿真后，可以查看流量分布计算的结果:

    在信号记录数据中 *AnyMath ，模型输出到工作区 AnyMath ; 在表中 物理变量 variable viewer icon 通过单击位于*设置→*调试*→*记录信号*中的*打开物理变量列表*按钮显示。

    load flow analysis 1

对流分配和初始化问题进行故障排除

如果在计算流量分布时出现问题，请应用以下措施。 对流量分布模型的逐步（增量）测试有助于避免设置非物理计算要求。

内阻 Load Flow Source

为块添加源的内阻 Load Flow Source 在参数中设置时 Source type 价值 Swing bus, PV bus 或 PQ bus 它可能会干扰初始化的收敛。 要消除收敛问题，请使用其中一种方法:

忽略源的内阻。 *模拟外部相对于单元的内阻 *Load Flow Source .

励磁回路中的瞬态过程或转子的初始加速度

当初始化同步流分析机的块时，该块计算所有经公园变换的流变量和用于稳定状态的机械变量。 然而，自动电压调节器(ARV)或调节器的不正确初始化可导致励磁电路中的瞬态过程或转子的初始加速。 来解决这些问题:

  1. 确定转矩和励磁电压的初始值。

    1. 使用ARP和调节器参数的近似值以及它们的设置执行流量分布分析。

    2. 保存在下一个块中显示的以下流分析结果 Busbar :

*电压值; *相位角; *产生的有功功率; *产生的无功功率。

  1. 对于参数组中的同步机器块 Initial Conditions 为参数设置 Initialization option 价值 Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase.

  2. 使用流量分布计算结果中的值设置以下参数:

    • Terminal voltage magnitude ;

    • Terminal voltage angle ;

    • Active power generated ;

    • Reactive power generated .

  3. 将ARN和控制器的必要初始条件输出到工作区 AnyMath . 双击机器块并在选项卡中 Utilities 按下按钮 Display Associated Initial Conditions . 相关数据为励磁电路的电压 和机械力矩 .

    1. 使用初始条件的计算值为ARN和调节器设置初始条件。

与从正弦稳态模式启动不兼容

您只能为支持从正弦稳态模式启动的模型计算流量分布。 排除不支持从正弦稳态模式开始的所有块。

有用的连结