基于PSASP的电力系统潮流计算创新实验设计

衣涛

摘   要：針对目前社会对创新性人才的需求，文章对传统的“电力系统分析”课程潮流计算实验进行教学改革，立足于电网生产实际，提出了地区电网潮流计算及运行方式分析创新实验方案。通过实验理论学习、实验操作、实验总结3个阶段，使学生掌握利用PSASP电力仿真软件进行电力系统潮流计算的方法，加深电力系统潮流计算原理的理解，了解实际电网运用潮流计算进行问题分析的过程，提高学生分析、解决实际问题的能力。

关键词：创新教育;潮流计算;运行方式;实验教学

随着社会经济的发展，人才的专业素养要求也发生了新变化，新形势下的专业人才不仅要具备扎实的专业知识，还应掌握新时期、新技术、新要求，具备一定的创新精神，能够应对和解决新环境中出现的问题，以适应未来工作岗位的需要[1-2]。

电力系统潮流计算是“电力系统分析”课程中十分重要的教学模块，其理论性较强，但实践教学内容较为简单，学生的学习热情没有被充分挖掘，无法满足“因材施教”的个性化教学要求[3]。要想优化传统电力系统潮流计算实验教学模式、完善设计电力系统潮流计算实验教学内容，就要采取传统和开放式相结合的实验教学模式，进行基础课内实验项目和基于实际工程内容的创新性课下自主实验训练，强化学生知识学习效果，同时注重创新能力的培养，创建“课内实验+创新实验”双轨制考核方式，实现由“填鸭式”被动学习向自主实验学习模式的转化[4-8]。

1    基于PSASP潮流计算方法及流程

电力系统分析综合程序（Power System Analysis Synthesis Program，PSASP）提供了多种潮流计算方法可供选择。各种潮流计算方法的基本计算原理及优缺点如表1所示，对于一般网络可选择牛顿法、PQ分解法或最优因子法求解法;对于大规模复杂电网应选择最优因子法、PQ分解转牛顿法进行潮流计算。如果依然无法使潮流计算收敛，则可采用PSASP中辅助的“预设平衡点”和“读上次潮流结果为潮流初始值”两种措施[9]。

2    地区电网潮流计算及其运行方式评估创新实验方案设计

（1）实验用原始数据：来源于项目的真实地区电网接线图、实验设备参数（见表2）、电网中各节点历史运行数据（来源于SCADA系统保存的5 min一个间隔点的历史数据）。

（2）实验步骤：第一步，在PSASP系统绘制主接线图，置入设备参数数据，并将数据保存在基础设备参数数据组中。第二步，将SCADA系统导出的历史数据进行数据筛选，确定夏季大运行方式、夏季小运行方式、冬季大运行方式、冬季小运行方式对应的节点负荷数据，并将这些数据分别保存在基础运行方式负荷数据组1～4中。第三步，研究地区电网网络结构，确定第二步中4种运行方式开关的模拟状态，并保存4个状态数据到网络状态基础数据组1～4中。第四步，根据研究的运行方式，合理选择设备参数基础数据、运行方式负荷数据组、网络状态基础数据组，建立潮流计算方案基础数据。第五步，设置潮流计算方法、迭代次数上限、迭代误差、母线电压上下限、预设平衡点等潮流计算控制信息，并建立潮流计算作业。第六步，根据潮流计算控制信息及潮流计算基础数据进行潮流计算，查看并分析潮流计算结果。

3    考核方式

电力系统分析潮流计算实验分为创新实验与基础性实验两部分，两部分实验成绩均占实验总成绩的50%，创新实验的考核点及分值分布情况如表3所示。

4    结语

利用PSASP仿真软件对实际电力网络进行运行方式评估的创新实验，不仅能够教会学生使用现代仿真软件，还会加深学生对潮流计算原理和过程的理解。学生在对实际问题求解的过程中，往往会遇到潮流不收敛、参数使用不恰当、潮流节点类型设置不正确等问题，随着问题的逐一解决，学生对电力系统潮流计算原理、过程以及运用结果的理解将会更加深刻，从重复、枯燥的潮流计算学习中解脱出来，提高了其学习兴趣和解决问题能力，为日后工作奠定良好基础。

[参考文献]

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[3]王永雄，丁德瑞，宋燕，等.基于创新实践能力培养的精准分层教学[J].中国电化教育，2017（12）：109-114.

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[6]安永磊，高淑贞，刘娜，等.开放性创新实验教学模式优化与实践[J].实验技术与管理，2016（8）：21-23，27.

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[8]周晓华，王荔芳，刘胜永，等.PSAT在电力系统潮流计算教学中的应用[J].实验技术与管理，2016（1）：118-121.

[9]中国电力科学研究院.电力系统分析综合程序（PSASP）用户手册[M].北京：中国电力科学研究院，2006.

Abstract：In view of the demand for innovative talents in the society at present， this paper carries on the teaching reform to the traditional power system analysis course power flow calculation experiment， based on the power grid production practice， puts forward the regional power flow calculation and the operation model analysis innovation experiment scheme. Through the study of experimental theory， the operation of experiment and the summary of experiment， the students can master the method of using PSASP power simulation software to calculate the power flow of power system， deepen the understanding of the principle of power flow calculation of power system， understand the process of problem analysis by using power flow calculation in actual power grid， and improve the ability of students to analyze and solve practical problems.

Key words：innovative education; power flow calculation; operation model; experimental teaching