电力软件系统-ETAP电力及电气系统分析计算软件各模块介绍潮流计算

ETAP电力及电气系统分析计算软件各模块介绍潮流计算ETAP电气及电力系统综合分析软件可以根据确定的电网运行方式，计算各母线电压，各支路的电流、功率、功率因数、电压降和功率损耗，给出母线电压报警、支路过载报警、发电机过载和励磁报警等。此外，还可以做变压器有载调压分接头调节，断路器、电缆和变压器的评估和选择。结合ETAP三维数据库，可以很方便地实现对大系统做不同案例（不同运行方式、不同系统参数）的潮流分析。用户可以选择牛顿-拉夫逊法，快速解耦法和加速高斯-塞德尔法三种方法中的任意一种做潮流计算。ETAP新版本中新增的自适应牛顿拉夫逊法有更好的收敛性。计算所需要的参数有电源电压和发电数据、负荷铭牌数据、支路阻抗数据和变压器铭牌数据。计算结果结合单线图显示，还可以出全面的结果报告。短路计算ETAP电气及电力系统综合分析软件可以根据确定的电网运行方式，假定某条母线短路计算短路电流。可以计算三相对称短路、两相短路、单相接地短路；可以同时计算多个短路点的短路电流；计算短路发生后不同时刻的对称分量、直流分量、峰值和各母线残压；根据短路计算结果做断路器热稳定和动稳定校验。结合ETAP三维数据库，用户可以很方便地实现对大系统做不同案例（不同运行方式、不同系统参数）的短路分析。

短路计算严格遵循IEC60909和IEC61363准。短路计算所需要的参数有电源电压和阻抗、电动机负荷铭牌数据和堵转电流倍数、支路阻抗数据、变压器铭牌数据。计算结果结合单线图显示，也可以出全面的结果报告。ETAP短路分析还可以选择ANSI及GOST标准进行计算。弧闪计算ETAP电气及电力系统综合分析软件中弧闪计算模块根据系统中某条母线发生三相短路的短路电流以及对应的故障清除时间，计算该母线发生三相短路故障时可能出现的电弧能量大小，操作员需要的防护等级和安全操作距离。如果系统中已经配置了保护设备，除故障的保护设备和故障清除时间可以由继电保护模块计算得到，也可以用户指定切除故障的保护设备或直接指定故障清除时间。电机起动分析计算ETAP电气及电力系统综合分析软件可以根据确定的电网运行方式，假定某台电动机起动，计算在电动机起动过程中的母线电压，支路电流，被起动的电动机的转矩、功率、电流和电压，以及被起动的电动机附近的电动机和发电机的各项特征参数。这些计算项目都是随时间变化的函数，软件可以绘出他们的曲线并提供详细的计算报告。该模块可以计算一台电动机起动的情况电力软件系统，也可以计算多台电动机同时起动，和多台电动机不同时起动的情况。

同时，把计算结果和设备参数进行比较，给出系统的各项数据越限报警。结合ETAP三维数据库，用户可以很方便地实现对大系统做不同案例（不同运行方式、不同系统参数）的电动机起动计算。电动机起动计算有两个计算方法：静态起动计算和动态起动计算。静态起动计算认为电动机是一个恒定的小阻抗模型，在整个起动过程中电流不变化；动态起动计算认为电动机是一个阻抗随转速变化的模型，在整个起动过程中电动机电流变化。动态起动计算还可以计算电动机滑差，判断电动机能否成功起动。谐波分析ETAP电气及电力系统综合分析软件谐波分析模块可以做谐波潮流分析、滤波器设计和频率扫描研究。谐波潮流分析遵从IEEE519标准，在系统中模拟谐波源，采用基于频率的网络阻抗模型分析系统中各点的每次谐波含量，给出谐波含量越限报警，并且绘出电压电流的频谱图和波形图给出详细的谐波潮流报告。从这些图形中能直观地反映出谐波含量和波形畸变度。根据分析结果设计滤波器，查看滤波器投运的效果。频率扫描研究不同频率下从某条母线看进去系统的阻抗，并绘出系统阻抗相角和幅值随频率变化的曲线。根据这些曲线用户可以直观得看出系统谐振点的位置。结合ETAP三维数据库，用户可以很方便地实现对大系统做不同案例（不同运行方式、不同系统参数）的谐波潮流分析和频率扫描研究。

做谐波计算需要有电源数据、网络的正序和零序阻抗、负荷数据、谐波源数据。ETAP最新版本还可以进行间谐波分析。暂态稳定分析ETAP电气及电力系统综合分析软件可以模拟电力系统中的各种扰动，仿真在扰动过程中发电机励磁器、调速器、系统稳定器等控制系统及继电器、熔断器、低压脱扣器等元件的动作。计算整个扰动过程中系统电压、电流、频率、阻抗和机电转矩等系统参数的变化，并且绘出相应的曲线图给出详细的计算报告。结合ETAP三维数据库，用户可以很方便地实现对大系统做不同案例（不同运行方式、不同系统参数）的系统暂态稳定分析。通过这些计算结果用户可以很方便地判断出系统能否恢复稳定运行。暂态稳定计算是一个动态计算，需要的数据除了常规的电源数据、网络阻抗数据、负荷数据外，还需要发电机和大电动机的动态模型数据，励磁器、调速器、系统稳定器的数据，继电器数据。继电保护分析工具ETAP电气及电力系统综合分析软件继电保护配合模块可以绘出保护设备的时间电流配合（TCC）曲线，还可以进行故障插入模拟保护设备在故障后的动作，并给出设备的动作顺序列表。用户通过使用继电保护配合模块可以校核保护设备的配合，调整保护设备的配合方案使其更加合理有效。

结合ETAP三维数据库，用户可以很方便地实现对大系统做不同案例（不同运行方式、不同系统参数）的保护设备配合分析，使保护配合方案能适应所有可能出现的系统状况。最佳电容器位置分析软件（无功补偿计算软件）ETAP电气及电力系统综合分析软件可以根据系统中母线电压和功率因数要求，在系统中选择合适的位置安装合适容量的电容器，给出具体的安装方案，包括所选电容器的额定电压、组数、容量。计算安装电容器后的系统潮流、网损、电压降等，还可以计算电容器安装后在计划期内的经济收益（电容器购买安装和运行成本和电容器投运后带来的降低损耗）。计算结果结合单线图显示，给出详细的计算报告和经济收益曲线。优化潮流分析ETAP电气及电力系统综合分析软件中用户可以设定优化目标和约束条件，找出满足这些目标和约束条件的解。用户可以设置的优化目标有：最小损耗、最小功率成本、某电源功率最小、最少控制动作、电压最安全、潮流最安全等；可以设置的约束条件有：电压上下限、功率因数上下限、有载调压分接头动作、发电机AVR动作、电源功率控制、并联补偿装置控制等。优化潮流模块是一高级潮流计算模块，需要的数据包括一般潮流数据（电源运行数据、支路阻抗数据、负荷容量数据）和优化条件（电源燃料成本、变压器有载调压分接头数据、发电机AVR数据和控制约束数据）。

10.蓄电池容量估计计算ETAP电气及电力系统综合分析软件中蓄电池容量估计模块包括两个计算：蓄电池容量估计和蓄电池放电分析。蓄电池容量估计遵循IEEE308485946标准，根据直流系统的负荷设备容量、工作周期计算需要的最小蓄电池容量；蓄电池放电分析根据确定的蓄电池容量和负荷工作周期模拟蓄电池在整个工作周期里的放电情况。计算过程考虑了温度、老化等影响蓄电池容量的因数。能给出详细的计算报告和放电曲线。11.接地网分析ETAP电气及电力系统综合分析软件中接地网分析模块用户可以建立自己 的接地网模型和土壤模型电力软件系统，计算接地网的接地电阻和人体在接地网面上工作的接 触电压、跨步电压以及允许的接触电压、跨步电压，绘出接地网区域内接触电压 和跨步电压的分布图。通过使用这些功能用户可以发现接地网区域内工作的危险， 调整接地网结构避免危险的出现。 12. 可靠性评估 ETAP 电气及电力系统综合分析软件中可靠性评估模块用户可以建立单线图 确定运行方式，根据每个元件的故障概率计算每个节点、负荷点和发电机故障率、 平均停电时间和平均中断成本。软件里提供了各种元件的IEEE 标准故障率数据。 该模块可以计算输配电系统的可靠性，指导系统设计和运行工作. 13. 风力发电机模型（风机控制模型） ETAP 电气及电力系统综合分析软件风力发电机元件中可以定义涡轮机、控 制器和风的模型。

风力发电机模型可以用于潮流分析、短路计算、电机起动和暂 态稳定等电力系统分析计算。 ETAP 包含由 WECC 建模及验证工作小组开发的降阶模型、简化的风力涡轮 模型。这些模型开发用于分析大型风力发电机组与一个单点网络互连的稳定性影 响。使用这些模型进行动态仿真并比较得出的结果与厂家指定的表示航空转换和 动力传动系统的高阶模型推导出的结果。 为四个主要 WTG 拓扑结构开发的通用 WECC 模型。第一个拓扑结构参考类 风力涡轮发电机。这个机器是向前控制的，驱动一个鼠笼感应发电机直接耦合到电网。 类型2 WTG 在类型1 上有所变化，与可变的滑差操作。它使用一个绕线转 子感应发电机的转子绕组带的滑环和刷子。一个外部的转子电阻电子调节动态改 变电机转矩速度特性中的影响。 双馈感应发电机(DFIG)、或局部转换、拓扑指定为WECC 类型3。涡轮是向 前控制的，特点是绕线转子感应发电机在转子终端和电网之间用AC/DC/AC 功率 转换连接。发电机定子绕组直接与电网耦合。转子电路中的功率变换器考虑到发 电机的转矩和通量的独立控制，通过一个宽范围的发电机速度提供快速有功和无 功控制。 最后，完整的转换拓扑指定为 WECC 类型 4，涡轮是向前控制的，特点是 一个AC/DC/AC 功率转换通过发电机的整个电网是处理过的。

发电机可以是感应 电机或同步电机，与类型 WTG一样，功率转换考虑到电网界面的交轴和直轴 电的独立控制，通过一个宽范围的发电机速度提供快速有功和无功控制。 上面的信息是从电网集成分析中 WECC 变速风力涡轮动态模型中的 NREL 开发及验证提取的。 ETAP 是国际通用的电力及电气系统分析计算商业软件，由美国ETAP 公司于 1984 年开发 1986 年正式发布。目前产品和服务已经涵盖全世界 100 多个国家， 全球有40,000 多家用户，60,000 多个许可证授权，70 多家分公司及代理。ETAP 是美国官方唯一指定的核电用户电力分析软件供应商，美国64 座核电站中有60 座在使用ETAP 作为分析标准。同时ETAP 也是功能全面的综合型电力及电气分析 计算软件，能为发电系统、输电系统、配电系统、微电网系统以及工业电力电气 系统提供从规划到设计，从分析、计算、仿真到实时运行控制全面、强大的解决 方案。 ETAP 软件离线分析解决方案有潮流、短路、保护设备配合等 50 多个非常 全面的功能模块。ETAP 实时系统电力解决方案也是模块化的，其中包含智能电 力监测、实时预测仿真、能量管理及与高级自动工具结合的系统优化等。 ETAP 试用版官网下载地址（注册即可下载）：