电力系统分析课程设计--双端供电网络设计.doc

电气工程学院电气工程学院 电力系统课程设计 专专 业业：电气工程及其自动化 设计题目设计题目： 电力系统课程设计 班级班级：电自 1042 学生姓名学生姓名： 牟建伟 学号学号： 指导教师指导教师： 分院院长分院院长： 教研室主任教研室主任： 课程设计任务书 课程设计任务书课程设计任务书 1.课程题目 电力系统课程设计 2.设计内容 双端供电网络设计 1）设计具体内容、计算参数、总负荷容量等设计数据已给出； 1）完成电力网络电能分配设计； 2）完成电力网络功率补偿； 3）完成电力网络各节点短路故障的计算； 4）撰写课程设计报告； 5）完成课程设计答辩。 3. 课程设计报告要求 课程设计报告应包括以下内容： A、本次设计的主要内容、设计题目、设计目录、供配电网图、补偿结果、短 路数据，使用设备清单、设备选择公式、计算过程、选择依据。 B、课程设计总结。包括本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设 计的意见、建议等。 C、全文不少于 3000 字。如出现报告雷同，经查实后抄袭学生成绩按不及格处 理。 4.参考资料参考资料 1.电力系统分析。 2.power world 使用说明书。 5.设计进度（设计进度（2012 年年 12 月月 6 日至日至 12 月月 20 日）日） 时间设计内容 第 1-2 天 查阅资料，方案比较、设计与论 证，理论分析与计算 第 3-8 天完成电力网络规划 第 9-12 天 系统负荷计算、短路计算、功率 因素补偿 课程设计任务书 第 13-14 天绘制图纸、书写报告、答辩 6.答疑地点答疑地点 新实验楼 321 目录 目录 第第 1 章章 绪论绪论1 第第 2 章章 设计要求设计要求2 第第 3 章章 潮流分布计算潮流分布计算3 第第 4 章章 软件仿真软件仿真5 4.1 软件介绍5 4.2 绘制仿真图6 4.3 电路的仿真7 4.4 潮流列表8 4.5 实例信息8 4.6 短路计算9 第第 5 章章 总结总结.11 参考文献12 附录：13 第 1 章 绪论 1 第第 1 章章 绪论绪论 电力系统分析是电气工程及其自动化专业的必修课。主要通过理论和仿真 计算使学生掌握电力系统三大计算（电力系统短路计算、系统稳定计算、潮流 计算）的基本方法，深化学生对电力系统基本理论和计算方法的理解，培养学 生分析、解决问题的能力和电力系统计算软件的应用能力。 潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运 行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及其相角） 、网络中的功 率分布及功率损耗等。 简单闭式潮流网络通常是指两端供电网络和简单环形网络。简单环形网络 是指每一节点都只同两条支路相接的环形网络。单电源供电的简单环网可以当 做是供电点电压相等的两端供电网络。当简单环网中存在多个电源点是，给定 功率的电源点可以当作负荷点处理，而把给定电压的电源点都一分为二，这样 便得到若干个已知供电点电压的两端供电网络。这时简单环形网络可以转化为 大家熟悉的两端供电网络，灵活运用功率分点进行电流网络的潮流计算。 潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要措施和重要工作环节。因 此，潮流计算在电力系统的规划计算、生产运行、调度管理及科学计算中都有 着广泛的应用。也就是说，对于电气工程及其自动化专业的学生来说，掌握潮 流计算是非常重要和必要的。 第 2 章 设计要求 2 第第 2 章章 设计要求设计要求 本次任务的设计要求如下： 题 3-9 图 3-9 所示电力系统中，已知条件如下。变压器 T：SFT- 40000/110，Ps=200kw，Vs%=10.5，Po=42kw，Io%=0.7，KT=KN；线路 AC 段：L=50km，r1=0.27/km，x1=0.42/km；线路 BC 段：L=50km，r- 1=0.45/km，x1=0.41/km ，线路 AB 段： L=40km，r1=0.27/km，r1=0.42/km ；各段线路的导纳均可略去不计；负荷 功率：SLDB=25+j18MV A,SLDD=30+j20MV A；母线 D 额定电压为 10kv。当 C 点的运行电压 VC=108kv 时，试求： （1）网络的功率分布及功率损耗。 （2）A,B,D 点的电压。 （3）指出功率分布点。 图 3-9 电力网络及其等值电路和功率分布 第 3 章 潮流分析计算 3 第第 3 章章 潮流分布计算潮流分布计算 由型号知，SN=40MVA，高压侧额定电压 VN=110kv。各参数如下： 51 . 1 401000 110200 1000 2 2 N NS T S V R 76.31 40 110 100 5 . 10 100 % 22 N NS T S VV X S V P G N T 6 22 0 1047 . 3 1101000 42 1000 S V SI B N N T 6 22 0 1023 110 40 100 7 . 0 100 % （一）计算网络参数及制订等值电路 线路 AC： 21 5 . 1350)42. 027 . 0 (jjZAC 线路 AB： 8 .168 .1040)42 . 0 27 . 0 (jjZAB 线路 BC： 5 .20 5 . 2250)41. 045 . 0 (jjZBC 变压器 T： 76.3151 . 1 jZTD MVA2 . 11 . 0MVA)6 . 005 . 0 (2jjSob AMVjjS I jPS ND 28 . 0 4240 100 7 . 0 42 100 % 0 00 等值电路如图 3-17(b)所示。 （二）计算节点 b 和 c 的运算负荷 MVA49 . 3 17 . 0 MVA)76.3151. 1 ( 110 2030 2 22 jjSTD oDTDLDDD SSSS MVA77.2417.72 49. 317 . 0 28 . 0 422030 j jjj MVA1825jSS LDBB （三）计算闭式网络的功率分布 第 3 章 潮流分析计算 4 ABBCAC AC D BCAC B ZZZ ZSZZS S * * I )( MVA 3.488.46 )215.13)(77.2417.72()5.4136)(1825( j jjjj =49.28+j17.30MVA ABACAB BCAB D AB B ZZZ ZZSZS S * * II )( MVA 3 .48 8 . 46 ) 3 . 37 3 . 33)(77.2417.72() 8 . 168 .10)(1825( j jjjj =62.70+j19.99MVA MVA29.3798.111MVA99.1970.6230.1728.49 III jjjSS MVA77.4217.97MVA77.2417.721825jjjSS DB 可见，计算结果误差很小，无需重算。取 SI=49.28+j17.30 继续进行计算。 MVA7.028.24MVA3.1728.491825 III jjjSSS b 由此得到功率初分布，如图 3-17(c)所示。 （四）计算电压损耗 由于线路和 III 的功率均流向节点 b，故节点 b 为功率分点，且有功功率 分点和无功功率分点都在 b 点，因此这点的电压最低。为了计算线路的电压 损耗，要用 A 点的电压和功率 SA1。 MVA05.1745.19 MVA)38.25 2 . 16( 110 8 . 1565.18 8 . 1565.18 2 22 L1 j jjSSSA kV39 . 6 117 38.2505.172 .1645.19 11 A AA V XQRP V 变电所 b 高压母线的实际电压为 kV61.11039 . 6 117 VVV Ab 第 4 章 软件仿真 5 第第 4 章章 软件仿真软件仿真 4.1 软件介绍软件介绍 Power World 是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序，其 设计特点是用户界面友好以及优异的交互性能。交互能力和可视化方法使它在 胜任严谨的电网运行分析的同时，还可以用来向非专业人员阐明电力系统的运 行原理和进行专业培训。V11.0 版的 Power World 集电力系统潮流计算、灵敏度 分析、静态安全分析、短路电流计算、经济调度 EDC/AGC，最优潮流 OPF、 无功优化，GIS 功能、电压稳定分析 PV/QV、ATC 计算、用户定制模块等多种 庞大复杂功能于一体，并利用数据挖掘技术实现强大丰富的三维可视化显示技 术。使用方便、功能强大、可视化程度相当高。 Power World 可视化程序确切地说是多个产品的集成。它的核心是一个综 合的、强大的潮流计算的软件，它可以有效地求解多达 100,000 个节点的大型 复杂电力系统。这使得 Power World 作为一个独立的潮流分析软件包十分有用。 与其他同类商业应用软件不同的是：Power World 允许用户通过可缩放的彩色 动画单线图来模拟一个系统。用户可以运用可视化分析程序个性鲜明的示例 （CASE）编辑器对模型任意进行修改直至满意。在 Power World 可视化分析程 序中，输电线路的投切、负荷调整、发电机的投退及其各种功能切换以及联络 线的建立等等，这一切只需点击鼠标就可完成。此外，图形和动画演示的广泛 使用增加了用户对系统特性、存在的问题和限制条件的理解.并且知道如何采取 补救措施。 Power World 提供了极为方便的模拟电力系统时间特性的工具。同样它可 以可视化地显示负荷、发电量和联络线功率随时间的变化，以及因此产生的系 统运行状况的变化。这项功能在解释例如电网扩建引起网络结构变化等问题上 十分有用。 第 4 章 软件仿真 6 4.2 绘制仿真图绘制仿真图 图 1 仿真图的绘制 第 4 章 软件仿真 7 4.3 电路的仿真电路的仿真 图 2 电路的仿真 第 4 章 软件仿真 8 4.4 潮流列表潮流列表 图 3 潮流列表 4.5 实例信息实例信息 图 4 实例信息 第 4 章 软件仿真 9 4.6 短路计算短路计算 图 5 节点短路计算 图 6 线路短路计算 图 7 发电机短路计算 第 4 章 软件仿真 10 图 8 负荷交流计算 图 9 并联补偿器 第 5 章 总结 11 第第 5 章章 总结总结 潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运 行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及其相角） 、网络中的功 率分布及功率损耗等。潮流计算的已知条件通常是电源点的电压和负荷点的功 率，待求的是电源点以外的各节点电压和功率分布。可以采用逐步逼近的方法， 将每一轮的计算分两个步骤进行：第一步，从负荷点开始，逆着功率传送的方 向，计算各支路的功率损耗和功率分布；第二步，从电源点开始，顺着功率传 送的方向，计算各支路的电压降落（或电压损耗） 。 通过这次的课程设计，我重新温习了之前课本的相关内容，对课本上的知 识有了更深层次的理解与掌握，同时进一步感受到了理论知识在工程实践中的 重要性。刚接触到课设题目时，把问题想的太复杂，只有一个模糊的方向。后 来与同学进行了多次讨论与推敲，直至最后才把问题解决。 总之，这次的课程设计是很有意义的，让我更加地体会到“实践出真知” 的这个道理。 附录：参考文献 12 参考文献参考文献 1.电力系统分析