提取变压器基础信息

原创于 2025-12-22 17:15:00 发布 · 187 阅读

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ieee节点的相应数据，包含两区域、14 24 30 39 57 118 等。可用于psse，pslf，tsat仿真另含有相应的matlab仿真

电力系统仿真工程师的日常工具箱里总少不了一堆IEEE标准节点数据。两区域系统、14节点、24节点这些经典模型就像乐高积木，搭建起来能玩出各种花样。今天咱们就聊聊这些数据在不同仿真平台里的花式操作，顺带整点代码实战。

先看PSSE这老伙计。搞过动态仿真的都知道，PSSE的API用起来像在驯服一头倔驴——功能强大但脾气古怪。拿39节点系统做例子，用Python调用psspy模块加载数据时得注意这个套路：

import psspy
psspy.psseinit(50000)
psspy.case(r"ieee39.raw")  # 加载潮流数据
psspy.dyre_new([1,1,1,1], r"ieee39.dyr")  # 挂动态模型

这里有个坑爹细节：dyr文件里的发电机ID必须和raw文件完全匹配，差个空格都能让仿真崩掉。有回我碰上个案例，dyr里发电机名写的是'GEN1'而raw文件里是'Gen 1'，结果动态初始化直接报错，愣是排查了两小时才找到这字符差异。

转战TSAT又是另一番景象。这玩意处理暂态稳定速度贼快，特别是做N-1校验时，批量仿真功能比PSSE顺手多了。跑14节点系统的经典故障模拟：

from TSAT import Simulation
sim = Simulation()
sim.load_project("IEEE14.tsp") 
sim.set_fault(bus=5, fault_type="3PHG", R=0.0, X=0.0001)
sim.set_clearing_time(0.2)  # 故障持续5个周波
results = sim.run()

注意这里故障电抗不能设为零，否则会数值计算爆炸。有次新手同事设X=0，结果仿真器直接内存溢出，把工作站都搞死机了。

Matlab党也别慌，MATPOWER工具箱里的数据直接能用。不过要玩高阶的得自己魔改，比如给30节点系统加个虚拟电厂：

mpc = loadcase('case30');
% 在节点25加虚拟电厂
mpc.gen = [mpc.gen; 
    25, 0, 0, 500, -500, 1, 100, 1, 500, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0];
runopf(mpc);

这里容易踩的坑是发电机数据列的对应关系，MATPOWER的gen矩阵有21列参数，新加机组时如果列数不对齐，潮流计算直接报维度错误。曾经有个研究生在追加机组时漏了最后三列，结果OPF求解器吐出个完全跑飞的结果。

说到数据校验，57节点系统是个很好的中间规模测试案例。用Python做数据质量检查时，可以这样快速排查拓扑连通性：

import networkx as nx
from scipy.io import loadmat

case57 = loadmat('case57.mat')
G = nx.from_scipy_sparse_array(case57['YBUS'])
print(nx.number_connected_components(G))  # 必须输出1

这里如果显示大于1，说明数据文件有岛屿节点，常见于从PSSE导出时滤波器设置错误。某次处理客户给的57节点数据，就因为这个连通性问题，导致后续的暂态稳定仿真出现诡异的电压漂移。

118节点系统这种大家伙，跑仿真最怕性能瓶颈。用PSSE做长期动态仿真时，记得调整求解器参数：

psspy.solution_parameters_2([_i for _i in range(100)], 
    [0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0])  # 启用稀疏矩阵算法

这串神秘参数里第三个数字控制矩阵求解方法，设为1能提升30%计算速度。不过代价是可能降低数值稳定性，做HVDC仿真时要慎用。

跨平台数据转换也是个痛点。自己写了个PSLF转MATPOWER的脚本，核心是处理变压器阻抗的标幺值转换：

def pslf_to_matpower(pslf_file):
    baseMVA = pslf_file['SystemBase']
    Zbase = (baseMVA * 1000) / (pslf_file['BusVoltage']**2)
    # 处理非标准变比
    tx_data = []
    for tx in pslf_file['Transformers']:
        z_pu = complex(tx['R'], tx['X']) * Zbase
        tap = tx['TapRatio'] if tx['ControlBus'] != 0 else 1.0
        tx_data.append([tx['FromBus'], tx['ToBus'], z_pu.real, 
                       z_pu.imag, 0, tap, 0])
    return {'branch': tx_data}

这里的关键是基值转换，特别是当PSLF文件里系统基准电压与MATPOWER默认值不同时，直接转换会导致阻抗错误。有次帮客户做数据迁移，就因为漏了基值换算，结果潮流计算结果偏差超过10%，被客户质疑专业能力。