etap软件在电力系统教学中的应用-软件技术

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1、ETAP软件在电力系统教学中的应用-软件技术ETAP软件在电力系统教学中的应用徐华娟，王莉，秦海鸿（南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016）摘要：电力系统相关课程概念抽象，而且难以采用实物操作或演示，学生理解起来存在较大困难，采用具有智能交互式图形用户界面的仿真软件能加深学生对电力系统概念的理解。文章介绍了商用电力系统仿真软件ETAP，并以潮流分析为核心，根据某电力系统原型，采用单线图等可视化技术建模，演示了潮流计算，从而直观、生动地阐述了电力系统运行的基本概念。最后分析了在电力系统教学中引入ETAP的益处，同时提出了在利用ETAP仿真分析时应注意掌握计算理论和重视建模

2、的准确性。关键词：ETAP；电力系统；潮流分析；仿真实验中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）26-0128-02作者简介：徐华娟（1986-），女，江苏泰州人，南京航空航天大学，助理实验师，研究方向：智能电网。电力系统运行概念比较抽象，而且难以采用实物操作或演示，学生理解起来存在很大难度。通过形象的图形界面直观反映电力系统，可以加深学生对电力系统运行原理和过程的理解，因此利用可视化的仿真软件作为辅助教学工具，加深学生对电力系统概念的理解很有必要。ETAP是一款能够满足教学和企业使用的图形界面友好、建模直观、运行方式多样并且功能强大的电力和

3、电气系统分析软件。一、ETAP简介ETAP（ElectricalTransientAnalysisProgram）是由美国OTI公司（OperationTechnologyInc）开发的面向企业应用的软件，主要用于电力系统设计、模拟、运行、监测、控制、优化和自动化，能够为企业提供智能电力监测、能量管理、系统优化和自动化、实时预测等应用方案。其采用单线图等可视化技术，模拟电力系统的各种运行状态，直观地阐述了电力系统运行的基本概念。其智能交互式图形用户界面给使用带来极大方便，元件选择及运行方式等设置丰富全面，可以满足各种情况下的电力系统分析的需求。ETAP除了基本的运行分析之外，还包

4、含很多功能，使其成为一款出色的商用电力系统分析软件，ETAP的电力系统基本功能包括潮流分析、短路分析、电动机起动分析、暂态稳定分析、继电保护配合、谐波分析、接地网系统等[1]。计算结束后ETAP不但能够在图中直观地显示出一些基本数据，还能形成多份不同种类的详细数据报告。二、应用ETAP建模和演示潮流分析电力系统的潮流计算是电力系统分析的基础，课堂教学中往往注重解析算法的推导或计算机算法原理的讲解，而忽视了潮流分析的实际应用。潮流分析的目的主要有：在电力系统规划和设计中选择系统接线方式、选择电气设备及导线截面、确定电力系统运行方式和研究电力系统稳定性等[2-4]。使用ETAP软件可

5、以方便地实现这些应用，使学生对电力系统研究的问题和方法有整体了解，而不会淹没在各种计算中把握不到电力系统分析和应用的方向。1.电力系统原型及其建模。ETAP提供了便捷的图形化使用界面用于建立单线图，可以添加、删除、移动、连接、缩放、设置参数等。将各元件模块选出来、连接并设置好参数，就可以建立基于ETAP的电力系统仿真模型。本文采用辐射型网络主接线系统为原型建模，建好的模型如图1所示，发电机G1为平衡节点，额定电压为18kV，电压相角为0，变压器B1的额定容量为360MVA，变比为18/121，Uk%=14.3，X/R=2.238；变压器T2、T3的额定容量为15MVA，变比为11

6、0/11，Uk%=10.5，X/R=0.123；线路L1、L2长度为80km，电阻为0.21Ω/km，电抗为0.4160Ω/km，电纳为2.74×10e-6S/km；负荷F1：20+j15MVA，负荷F2：28+j10MVA。发电机G1的运行模式选择平衡节点，设置的有功和无功数值只是迭代时的初值。母线标称电压标示在图中。负荷F1、F2类型选择恒容量。2.潮流分析。ETAP潮流分析模块计算电力系统中的母线电压、支路功率、电流和功率等，用户能够选择不同的计算方法来提高运行效率，如牛顿-拉夫逊法、快速解耦法。潮流计算结果可以在图中直观地显示出来，也可以查看结果输出报告。在潮流分析运行模

7、式下，点击运行，其结果如图2所示，其中红色数据是运行计算的结果，黑色箭头表示功率流向，图中显示了计算所得的各支路的有功功率、无功功率和母线电压。通过潮流结果分析器可以查看潮流分析的详细结果报告，在分析报告里可以选择查看通用信息、母线结果、支路结果、负荷、电源这五种报告类型，每个类型里面可以选择所需显示的潮流结果。图3是支路结果报告，显示了各支路的有功和无功潮流、电压降、有功和无功损耗。ETAP有详尽的越线报警功能，当有母线过压、负荷或电缆等过负荷时，ETAP潮流分析出现报警提示，