《电力系统分析基础课内》
实 验 指 导 书
编
华北电力大学
二零零六年十月
前 言
1．实验总体目标
为了更好的掌握《电力系统分析基础》课里电气量的改变对潮流分布的影响，网络结构
的改变对潮流分布的影响。通过演示实验，了解电力系统稳态运行状况。
Ⅲ 适用专业
电气工程及其自动化专业
Ⅲ 先修课程
电力系统分析基础
Ⅲ 实验课时分配
实验项目 学时
实验一 计算机潮流计算实验 4
实验二 电力系统仿真演示实验 2
Ⅲ 实验环境
（1）电力系统仿真实验室: BPA 软件，计算机 70 台，多媒体
（2）工程实践中心：
1）WDT-III 型电力系统综合自动化实验台，三台；
2）PS-5G 型电力系统微机监控实验台，一台；
3）打印机一台。
Ⅲ 实验总体要求
学会用 BPA 软件提供的算例进行潮流计算，并修改已知条件，分析潮流的变化。用
PS-5G 型电力系统微机监控实验台和 WDT-III 型电力系统综合自动化实验台，模拟电力系统，
改变网络结构和负荷功率，观察潮流的变化情况。
Ⅲ 本实验的重点、难点及教学方法建议
重点是将课堂知识与实验现象结合。难点是熟悉 BPA 环境。教学方法的建议：通过多
媒体详细讲解 BPA 环境，通过算例给学生演示。
目 录
实验一 计算机潮流计算实验..........................................................................................................4
实验二 电力系统仿真实验..............................................................................................................6
实验一 计算机潮流计算实验
一、实验目的Ⅲ
了解 BPA 软件的工程环境，潮流计算所需要的原始数据的形式，潮流计算输出数据的
形式，学会用 BPA 计算和分析简单的电力网。
二、实验类型
设计型
三、实验仪器
电力系统仿真实验室，BPA 软件，计算机 70 台，多媒体
四、实验原理
电力系统运行状态量的变化影响网络中的潮流分布。
五、实验内容和要求
1．改变节点类型
将节点 Gen3 改变为 PQ 节点，并将该节点的有功、无功注入改为 0，试根据计算结果，
列表分析各节点电压幅值和相角的变化，各支路输送功率的变化，各台发电机的有功、无功
输出，以及全网有功、无功网损的变化，并给出相关的结论。
2． 研究节点注入的有功功率变化对电压幅值、相角等电气量的影响
将 BusC 上的有功负荷由 100MW 改为 50MW，试根据计算结果，列表分析各节点电压
幅值和相角的变化，全网有功、无功网损的变化，以及各台发电机的有功、无功输出，并说
明节点注入的有功功率变化主要影响电网的哪些电气量，为什么？
3． 研究节点注入的无功变化对电压幅值、相角等电气量的影响
将 BusC 上的无功负荷由 100MW 改为 50MW，试根据计算结果，列表分析各节点电压
幅值和相角的变化，全网有功、无功网损的变化，以及各台发电机的有功、无功输出，并说
明节点注入的有功功率变化主要影响电网的哪些电气量，为什么？
六、注意事项
1．自己在××盘建立一个目录，将算例 IEEE9 拷贝到目录里；
2．以潮流计算为例，点击菜单里的工程－打开工程文件－打开 IEEE9 目录－点击
。
3．在“设置”菜单中“设置路径”。如果计算中出现找不到某文件，请检查路径设置是否正确；
4．IEEE9 中，原始数据的电压和阻抗（导纳）用的是标么值，而功率用的是有名值；
5．数据文件中，注释行用半角黑点；
七、思考题
1．为什么要进行潮流计算？潮流计算的方法有哪些？BPA 都用了哪些方法进行计算
的？
2．如果交给你一个任务，请你用 BPA 软件计算北京城市电网的潮流，你应该做哪些工
作？（收集哪些数据，如何整理，计算结果如何分析）
实验二 电力系统仿真实验
一、实验目的Ⅲ
1． 通过演示实验，观察输电系统的网络结构和各种运行状态与运行参数值变化范围
2． 通过演示实验，初步掌握电力系统潮流分布的概念
二、实验类型
设计型
三、实验仪器
工程实践中心
1）WDT-III 型电力系统综合自动化实验台，三台；
2）PS-5G 型电力系统微机监控实验台，一台；
3）打印机一台。
四、实验原理
现代电力系统电压等级越来越高，系统容量越来越大，网络结构也越来越复杂。仅用单
机对无穷大系统模型来研究电力系统，不能全面反映电力系统物理特性，如网络结构的变化，
潮流分布，多台发电机并列运行等等。
“PS—5G 型电力系统微机监控实验台”是将三台“WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化实验台”
的发电机组及其控制设备作为各个电源单元组成一个可变环型网络，如图 4 所示
图 1 多机系统网络结构图
此电力系统主网按 500KV 电压等级来模拟，MD 母线为 220KV 电压等级，每台发电机
按 600MW 机组来模拟，无穷大电源短路容量为 6000MVA。
A 站、B 站相联通过双回 400KM 长距离线路将功率送入无穷大系统，也可将母联断开
分别输送功率。在距离 100KM 的中间站的母线 MF 经联络变压器与 220KV 母线 MD 相联，
G-E
G-A
W-G
KMD
MF MG
G-B
MA
G-D
MB
MC
MD
纯电阻
纯电感
感性负荷
G-C
ME
D 站在轻负荷时向系统输送功率，而当重负荷时则从系统吸收功率（当两组大小不同的 A，
B 负荷同时投入时）从而改变潮流方向。
C 站，一方面经 70KM 短距离线路与 B 站相联，另一方面与 E 站并联经 200KM 中距离
线路与无穷大母线 MG 相联，本站还有地方负荷。
此电力网是具有多个节点的环形电力网，通过投切线路，能灵活的改变接线方式，如切
除 XLC 线路，电力网则变成了一个辐射形网络，如切除 XLF 线路，则 C 站、E 站要经过长
距离线路向系统输送功率，如 XLC、XLF 线路都断开，则电力网变成了 T 型网络等等。
在不改变网络主结构前提下，通过分别改变发电机有功、无功来改变潮流的分布，可以
通过投、切负荷改变电力网潮流的分布，也可以将双回路线改为单回路线输送来改变电力网
潮流的分布，还可以调整无穷大母线电压来改变电力网潮流的分布。
在不同的网络结构前提下，针对 XLB 线路的三相故障，可进行故障计算分析实验，此
时当线路故障时其两端的线路开关 QFC、QFF 跳开（开关跳闸时间可整定）。
五、实验内容和要求
1． 网络结构变化对系统潮流的影响
在相同的运行条件下，即各发电机的运行参数保持不变，改变网络结构，观察并记
录系统中运行参数的变化，并将结果加以比较和分析
1．1 环网运行，其他负荷都投入，只有地方负荷 B 不投入
1．2 开环运行，切除 XLC 线路，QFD，QFE 打开。并且地方负荷 B 不投入
1．3 保持环网运行，但双回线改为单回线，并且地方负荷 B 不投入
2． 投、切负荷和电源对系统潮流的影响
2．1 网络结构 1（所有开关都投入）的情况下，投地方负荷 B。
上述实验数据由实验台的打印机打印，因此这里不再列有表格
六、注意事项
1．严格禁止非同期并网，如不能用线路开关使发动机和无穷大系统联结；
2．必须在本地（WDT-Ⅲ电力系统综合自动化试验台）同期合闸，使发动机并网；
3．网络中不能有两个无穷大系统运行。
七、思考题
1 分析环网运行，辐射网运行，双回线路变单回线路，这些网络结构的变化对潮流分布
的影响；
2 地方负荷 B 的投入和退出对潮流分布的影响。
