电力系统潮流、短路计算和暂态稳定分析毕业设计（论文）.docxVIP

电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 电力系统潮流、短路计算 和暂态稳定分析（五） 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 10级电力3班 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 燕山大学课程设计（论文）任务书课程名称： 电力系统分析院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电力工程系 学 号学生姓名专业（班级）10级电力3班设计题目电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（五）设计技术参数某系统发电厂和变电所地理位置如图所示。变电所负荷情况如表1所示，发电厂的发电机参数如表2所示，各发电厂装机台数根据情况确定。可选导线参数如表3所示。标幺值计算时，基准功率选为100MW，基准电压选为110kV。设计要求设计的供电网络应保证当系统中任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。运用Power World软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。计算容许误差为105。最后将最终结果列表在报告中参考资料夏道止，电力系统分析，中国电力出版社，2004年陈珩，电力系统稳态分析，中国电力出版社，1995年李光琦，电力系统暂态分析，中国电力出版社，1995年周次 第18周应完成内容设计系统的接线形式，选择线路参数。对设计的电网结构进行静态安全分析，判断系统运行的薄弱环节。计算系统潮流分布，分析网络损耗。计算某一母线和线路不同短路类型情况下的短路电流，对比分析不同类型短路情况下对母线电压、线路电流和发电机的影响。进行暂态稳定性分析，确定系统在较严重事故情况下的临界切除故障时间，撰写课程设计报告、答辩。指导教师签字基层教学单位主任签字 电气工程学院教务科目 录第1章 设计说明 1 1.1 参数计算 1 1.2 设计要求 2第2章 设计原理及分析 2 2.1 设计原理 2 2.2 应用power world设计的原理图 32.3 静态安全分析 3第3章 系统潮流分布及网络损耗 4 3.1 节点潮流和支路参数 4 3.2 网络损耗 6第4章 短路分析及短路电流 7 4.1 节点短路 7 4.2 线路短路 114.3 不同短路类型对比分析 15第5章 暂态稳定性分析 16 5.1 系统接入故障后稳定性分析 16 5.2 临界切除故障时间 205.3 不稳定情况下关系曲线 22第6 章 心得体会 25参考文献 26第27页 共 27 页 第1章 设计说明1.1参数计算1、输电系统电压等级为110kV，基准功率选100MW，基准电压选110KV；发电机额定功率分别为：A：50MW，0MVar；B：25MW，0MVar.负荷最大时功率分别为：节点1：80MW，50MVar；节点3：65MW，50MVar；节点4: 60MW，29MVar；节点2: 40MW, 30MVar.负荷最小时功率分别为：节点1：40MW，28MVar；节点3：40MW，25MVar；节点4: 35MW，17MVar；节点2: 25MW, 18MVar.2、发电机参数：A：=0.393，H =14.15s，D=2.32B: =0.196, H =11.39s, D=1.573、线路参数：节点1B距离为7.616km，3B距离为5.099km，34距离为9.055km，4A距离为4.472km，2A距离为3.606km，12距离为12.042km，13距离为8.246km，1A距离为9.487km，3A距离为8.602km，AB距离为12.650kmAB导线选用LGJ-150。其余导线选用LGJQ-600。1.2 设计要求1、设计的供电网络应保证当系统中任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。2、运用Power World软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。3、设计系统的接线形式，选择线路参数。对设计的电网结构进行静态安全分析，判断系统运行的薄弱环节。计算系统潮流分布，分析网络损耗。计算某一母线和线路不同短路类型情况下的短路电流，对比分析不同类型短路情况下对母线电压、线路电流和发电机的影响。进行暂态稳定性分析，确定系统在较严重事故情况下的临界切除故障时间4、计算容许误差为10-5。最后将最终结果列表在报告中第2章 设计原理及分析2.1 设计原理根据要求，需保证任意一条线路出现故障时，每个负荷均不断电，因此必须保证每个节点处同时至少连接两条线路，设计采用环网结构。由于节点1和节点2较为关键，故节点1、2与发电厂连接时均采用双回线。根据各负荷的功率分布，让发电机自动调整对负荷提供有功和无功功率，B发电厂处于平衡节点，对整个电网的功率进行平衡。系统负荷存在最大与最小，所以在设计负荷时，每个节点上的一个负荷分成两个，当接入某个负荷时为最小负荷，两个负荷都接入时为最大负荷。2.2 应用power world软件设计的原理图2.3静态安全分析安全分析，是用预想事故的分析方法来预知系统是否存在安全隐患，以便及早采取相应的措施防止系统发生大的事故。静态安全分析可判断发生预想事故后系统是否会过负荷或电压越限。运用power world软件静态安全分析功能，插入事故：单个线路或变压器事故(共10个)后，开始运行，得到如下结果，见表1表1 静态安全分析结果静态安全分析标签跳过已处理已求解自动绘制QV曲线?越限L_000011-000033C1NOYESYESNO0L_00005B-000011C1NOYESYESNO0L_00005B-000011C2NOYESYESNO0L_000022-000044C1NOYESYESNO0L_00006A-000022C1NOYESYESNO0L_00006A-000022C2NOYESYESNO0L_000033-000044C1NOYESYESNO0L_000033-00005BC1NOYESYESNO0L_00006A-000044C1NOYESYESNO0L_00005B-00006AC1NOYESYESNO0第3章 系统潮流分布及网络损耗3.1节点潮流和支路参数运用power world软件运行实例，查看实例信息等到如下表的节点潮流和支路参数，见表2，表3表2 节点潮流最大负荷时节点潮流名称基准电压标幺电压实际电压相角(度)有功负荷无功负荷发电机有功发电机无功11100.9920109.12-0.528049.5821100.9966109.620.56403031100.9919109.11-0.436540.2841100.9924109.1706029.06B1101110095.65105.14A11011100.8315045.42最小负荷时节点潮流名称基准电压标幺电压实际电压相角(度)有功负荷无功负荷发电机有功发电机无功11100.9954109.50-0.234527.8921100.9979109.771.272518.7531100.9951109.47-0.054024.7941100.9955109.500.723516.95B11011100-4.180.75A11011101.481508.68表3 支路参数各支路参数 首端节点名称 末端节点名称回路RXB极限 MVA1310.003520.028120.00271001B10.003280.026140.00211001B20.003280.026140.00211002410.003580.029150.0028100A210.001690.013720.0013100A220.001690.013720.00131003410.003840.031210.00301003B10.002190.017490.0017100A410.003790.030870.0030100BA10.022040.043670.00421003.2 网络损耗表4 网络损耗最大负荷时网络损耗 首端节点名称 末端节点名称回路有功 首端节点无功 首端节点视在功率 首端节点有功损耗无功损耗1B1-37.3-25.445.10.070.331B2-37.3-25.445.10.070.33131-5.31.15.50-0.2624134.31035.80.050.1341-23.2123.20.02-0.123B1-47.1-39.961.80.080.51A2237.220.142.30.030.12A2137.220.142.30.030.12A414918.652.40.10.55BA1-26.413.329.60.19-0.04最小负荷时网络损耗 首端节点名称 末端节点名称回路有功 首端节点无功 首端节点视在功率 首端节点有功损耗无功损耗1B1-17.2-15.122.90.02-0.071B2-17.2-15.122.90.02-0.07131-10.62.310.90-0.2324133.14.233.40.040.05341-42.24.242.40.070.273B1-8.5-26.527.80.02-0.03A2229.111.531.30.020A2129.111.531.30.020A4144.29.245.20.080.33BA1-4724.352.90.620.81第4章 短路分析及短路电流4.1 节点短路选取节点1为短路节点，负荷均为最大负荷 单相接地短路短路电流 7.063 相角 -80.09节点电压与相角节点相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C101.134030.981680-123.34128.2620.189571.103870.951132.84-119.65126.2830.085781.117680.964972.2-122.06126.9940.157191.106570.951741.88-120.63126.32B0.102711.118650.97245.4-121.45126.89A0.19831.104850.953653.41-119.27126.35线路首端与末端相电流 首端节点名称 末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1312.017980.051030.053922.017860.052070.053881B12.637510.415220.392532.63740.414620.390771B22.637510.415220.392532.63740.414620.390772410.768560.34140.315350.769020.34160.31678A210.485310.399430.367160.485530.39980.36805A220.485310.399430.367160.485530.39980.368053411.524780.221670.228821.524420.222110.228383B10.736660.5540.545810.736520.553350.54431A410.938940.498070.458060.939440.498510.45979BA11.316880.273810.296811.316320.276160.2979发电机相电流与相角名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 CB1.183040.304010.3217-78.82-148.3952.39A1.072360.504060.4555-61.92-124.4794.48 两相接地短路短路电流 6.286 相角 95.08节点相电压与相角名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C11.10686003.330021.056750.151730.181924.7-128135.931.081560.068090.082643.57-128.66135.5241.062090.124650.152134.16-128.52135.01B1.083210.08380.095263.81-128.05139.23A1.057390.159440.189274.93-127.77136.5线路首端与末端相电流 首端节点名称 末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1310.050052.02272.314570.050492.022622.314461B10.333652.669142.836340.332352.669072.836241B20.333652.669142.836340.332352.669072.836242410.295190.827410.770890.296050.827750.77136A210.337540.513680.408840.33820.513860.40908A220.337540.513680.408840.33820.513860.409083410.217021.574231.727310.216911.573981.726963B10.442570.739480.585450.441340.739370.58531A410.426821.00960.904820.427961.009970.90533BA10.275391.38911.493190.2771.388761.4926发电机相电流与相角名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 CB0.247091.206241.19115-47.4516240.04A0.435251.123371.06808-12.01178.6355.68 三相对称短路短路电流 7.977 相角 -73.96节点相电压与相角名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C100000020.143740.143740.143748.6-111.4128.630.064820.064820.064828.41-111.59128.4140.119660.119660.119668.31-111.69128.31B0.074960.074960.074969.08-110.92129.08A0.149750.149750.149758.79-111.21128.79线路首端与末端相电流 首端节点名称 末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1312.287232.287232.287232.287152.287152.287151B12.845142.845142.845142.845062.845062.845061B22.845142.845142.845142.845062.845062.845062410.820060.820060.820060.820420.820420.82042A210.43630.43630.43630.436490.436490.43649A220.43630.43630.43630.436490.436490.436493411.744011.744011.744011.743741.743741.743743B10.576950.576950.576950.576840.576840.57684A410.968040.968040.968040.968440.968440.96844BA11.529221.529221.529221.52881.52881.5288发电机相电流与相角名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 CB1.210361.210361.21036-79.18160.8240.82A1.111711.111711.11171-63.63176.3756.37 相间短路 短路电流 6.909 相角-163.96节点相电压与相角名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C10.992070.496030.49603-0.52179.48179.4820.996610.496440.530240.56-165.07167.1230.991910.490470.50762-0.43-173.93173.340.992470.492050.521390-167.97168.66B10.493930.514250-172.54172.84A10.498860.533640.83-164.25166.9线路首端与末端相电流 首端节点名称 末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1310.054972.008221.953390.055582.008511.952941B10.454862.613292.327320.453682.613452.326881B20.454862.613292.327320.453682.613452.326882410.35890.866650.567510.359670.866720.56844A210.422910.54270.283620.423520.542830.28426A220.422910.54270.283620.423520.542830.284263410.234121.624591.39660.234261.624721.395943B10.622750.704750.443330.621650.704620.44254A410.524291.058150.650690.525331.058280.65179BA10.295541.470671.178370.297441.471481.17678发电机相电流与相角名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 CB0.355341.150970.96739-47.71-176.7419.84A0.522421.169050.78971-16.02-162.2939.254.2线路短路选取线路A2为短路线路，位置取为50%，负荷均为最大负荷单相接地短路 短路电流 7.107 相角 -78.95节点相电压与相角名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C10.184521.098810.94193-8.29-120.44125.0720.023961.12540.98104-0.65-121.75128.3730.161391.102110.94634-8.15-120.69125.5240.075551.115090.96462-6.44-121.53127.19A0.049540.580330.605450180180B0.198051.102070.94917-6.74-119.78125.21FaultPt00.598520.619480180180线路首端与末端相电流 首端节点名称 末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1310.554370.065030.056590.554830.065440.057431B20.425430.40790.407360.42510.407130.405741B10.425430.40790.407360.42510.407130.405742411.182850.36340.296751.182710.363510.29819A21000000A221.303210.408050.352961.303250.408330.35393FaultPt212.289610.408190.353442.28960.408330.353933411.854870.273230.212591.855230.27350.212823B11.474950.517940.589851.474660.517160.5884A410.664810.523110.432840.664640.523410.43463BA12.093840.339290.270022.094330.341540.27191AFaultPt14.838640.408050.352964.838670.408190.35344发电机相电流与相角名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 CB1.097970.284590.35247-76.18-154.455.71A1.207990.539540.41584-64.96-122.3695.4两相接地短路 短路电流 6.377 相角 96.53节点相电压与相角名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C11.04830.150690.175933.84-139.09124.2621.097460.018830.023464.29-130.61132.6731.054660.131250.154393.86-138.82124.4741.079160.059630.073884-136.32126.71A1.089180.023820.036170180180B1.051580.16430.185914.23-138.3125.7FaultPt1.102800000线路首端与末端相电流 首端节点名称 末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1310.064610.555530.629040.065220.555880.629481B10.345330.473220.309560.3440.472930.309211B20.345330.473220.309560.3440.472930.309212410.301911.104891.441640.30261.104791.44151A21000000A220.329531.315021.328950.330161.315061.329FaultPt210.329852.221182.757090.330162.221172.757073410.252261.843452.129440.252581.843712.129783B10.454741.598871.41610.453431.598651.41581A410.429070.503620.875110.430060.503470.87496BA10.314762.072092.404610.316962.072432.4051AFaultPt10.329534.845575.350990.329844.845595.35102发电机相电流与相角名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 CB0.26821.144391.1002-52.98164.7241.57A0.434291.220961.20836-7.26175.2754.46三相对称短路 短路电流 7.958 相角 -73.31节点相电压与相角名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C10.141180.141180.14118-3.48-123.48116.5220.018340.018340.018346.59-113.41126.5930.123560.123560.12356-3.05-123.05116.9540.057970.057970.057970.59-119.41120.59B0.150490.150490.15049-3.12-123.12116.88A0.036710.036710.0367111.2-108.8131.2FaultPt000000线路首端与末端相电流 首端节点名称 末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1310.622560.622560.622560.622910.622910.622911B20.355120.355120.355120.354820.354820.354821B10.355120.355120.355120.354820.354820.354822411.354631.354631.354631.354521.354521.35452A21000000A221.337441.337441.337441.337481.337481.33748FaultPt212.652712.652712.652712.652692.652692.652693412.092732.092732.092732.0932.0932.0933B11.527761.527761.527761.527531.527531.52753A410.736760.736760.736760.736620.736620.73662BA12.356442.356442.356442.356812.356812.35681AFaultPt15.310525.310525.310525.310555.310555.31055发电机相电流与相角名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 CB1.139731.139731.13973-77.47162.5342.53A1.219561.219561.21956-65.31174.6954.69相间短路 短路电流 6.891 相角 -163.31节点相电压与相角名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C10.992070.516990.5047-0.52-166.85165.4820.996610.496890.500220.56-177.62178.7530.991910.512140.50255-0.43-168.38167.2940.992470.498240.499280-174.22174.23B10.523520.50980-165.61165.21A10.495260.506690.83-175.55177.29FaultPt0.99830.499150.499150.69-179.31-179.31线路首端与末端相电流 首端节点名称 末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1310.054970.512170.566180.055580.512470.566521B20.454870.496580.214540.453690.496150.213531B10.454870.496580.214540.453690.496150.213532410.35891.007021.34270.359671.007121.34257A21000000A220.422911.303371.036230.423521.303241.0366FaultPt210.423222.142782.460350.423532.142862.460283410.234121.695331.929380.234261.695541.929653B10.622751.560811.121980.621651.560551.12157A410.524290.38310.897160.525330.38290.89738BA10.295541.89442.187270.297441.894072.18828AFaultPt10.422914.748924.454170.423214.748854.4543发电机相电流与相角名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 CB0.355341.086230.91197-47.71-175.6322.27A0.522421.265690.87492-16.02-163.0435.924.3不同短路类型对比分析 1