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文档简介

1、- 燕山大学课程设计说明书 目 录第1章设计说明11.1 设计要求11.2 设计原理1第2章 电力网络结构图2第3章 静态安全分析3第4章 系统潮流分布及网络损耗3第5章 短路电流计算45.1节点短路55.2线路短路85.3不同短路类型对比分析12第6章 暂态稳定性分析136.1系统接入故障后稳定性分析146.2临界切除故障时间19第7章 心得体会21参考文献22设计题目:电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析(三)第1章设计说明1.1 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

2、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105。最后将最终结果列表在报告中1.2 设计原理 电网要求在不改变原网络的基础上将新节点加进去并且在任一条线路发生故障时各负荷均不断电,因此在设计电网时只要保证每个负荷至少接两个发电机或变压器就能保证在任一条线路发生故障时使负荷均不断电,

3、在调节各节点的位置是潮流计算误差稳定在允许范围内。在设计时采用环网结构,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。其中,有一个发电机处于平根据设计要求,需保证衡节点,对整个电网的功率进行平衡。 在满足负荷要求下选择合适的位置进行两个负荷以及发电机的插入点。考虑能满足负荷以及线路尽量短的原则,通过对电路的静态安全分析来对插入点进行修正,以保证所在插入点位最优方案,并对传输功率小的电路用细导线传输,同时在某一条线路出现故障时,其他线路及负荷仍能正常工作。 第2章 电力网络结构图应用power world软件设计的原理图 图1电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析原理图 第3章

4、 静态安全分析 表3-1 静态安全分析结果表标签跳过已处理已求解自动绘制QV曲线?越限最低电压L_000022-000055C1NOYESYESNO10.854L_000022-000066C1NOYESYESNO0L_000022-000077C1NOYESYESNO0L_000055-000044C1NOYESYESNO0L_000066-000044C1NOYESYESNO0L_000077-000066C1NOYESYESNO0L_000088-000066C1NOYESYESNO0L_000077-000099C1NOYESYESNO0L_000099-000088C1NOYESYE

5、SNO0 由静态安全分析可知线路2-5为薄弱环节,当发生短路故障时,母线5的电压会降到最低电压以下,与没发生故障时相比电压偏差最大。 第4章 系统潮流分布及网络损耗运用power world软件运行实例,查看实例信息等到如下表的节点状态、发电机和支路状态,见表4-1表4-2,表4-3 表4-1各个节点的状态表编号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111011104.8159.212.4921100.99967109.9634.38131100.98877108.7653.5730541100.98729108.6023.0418351100.9669106.

6、3591.7835561100.98455108.32.9640571100.99422109.3643.7820381101.00248110.2724.2515291101.0391114.37.04503 表4-2 各个发电机的状态表编号 节点有功出力无功出力AGCAVR最小有功最大有功最小无功最大无功159.212.49NOYES01000-990099003305NONO01000-990099009503NONO01000-99009900 表4-3 各支路的状态表首端节点编号 末端节点名称有功 首端节点无功 首端节点视在功率 首端节点视在功率极限%视在功率极限(最大值)有功损耗无

7、功损耗1259.22.559.310059.300.532616.7-0.316.710016.70.25-0.85278.5-0.68.51008.50.05-0.8625261.926.110026.10.76-0.3243-30-4.730.410030.400.2854-9.7-2.810.110010.10.16-1.8564-2.1-1.72.71002.70-0.9179-23.4-2.623.510024.40.93-0.997611.8-0.111.810011.80.11-0.9869.909.91009.90.15-1.939825.71.325.710025.70.82

8、-0.68 第5章 短路电流计算5.1节点短路:选择节点4短路1.单相短路 表5-1-1节点情况编号相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C10.298751.123240.908716.25-107136.4520.288821.124440.906214.24-107.42135.9830.031531.143160.951326.02-111.86138.79401.146590.947630-112.36138.5450.158431.11610.89184-2.68-111.5135.9560.192261.123170.908371.96-110.05136.2270

9、.278411.120280.904783.75-108.19135.7280.327911.118960.909944.99-107.32135.3890.456011.131580.933688.52-103.19135.86 表5-1-2线路情况首端节点编号末端节点名称相电流 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270.062560.094710.06240.06370.092380.06381860.332520.07430.104530.336940.074920.11319540.369880.10630.

10、07650.371380.11220.06348980.382590.217810.231440.38760.216020.23758260.408020.155030.152380.410260.152990.15575760.417450.09710.120980.419450.09620.12443790.427050.196080.235790.420930.197420.22727250.459920.237260.237420.462280.23540.24307120.954080.56150.520230.954080.56150.52023431.051140.351080.

11、183521.051140.351080.18352641.066030.068290.044351.06680.074520.04409表5-1-3发电机情况编号 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C10.954080.56150.52023-38.71-99.04117.5731.051140.351080.18352-63.98-93.1296.8190.803290.41520.45865-36.56-98.26116.082.相间短路 表5-1-4节点情况编号相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C110.535280.5488810.99-145

12、.98168.5620.999660.536620.5395110.48-147.73168.8130.988720.48740.502699.75-167.17-173.2440.987240.493610.493619.22-170.78-170.7850.966870.494580.498337.96-158.84174.8660.98450.508930.512169.14-155.42173.870.994180.532380.535379.96-148.58168.6381.002360.551670.5520510.44-144.8165.791.039010.614570.60

13、32413.23-135.66161.46 表5-1-5线路情况首端节点编号末端节点名称相电流 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640.027431.084281.092890.022851.082241.09593270.084920.072670.03450.084720.072280.03742860.098450.369280.287840.100660.367480.29801540.104560.356790.424180.100530.351060.43036760.118690.458170.359

14、950.1190.4570.36487260.167370.455230.318320.167490.453980.32424790.236660.490870.322370.234480.490820.30934980.247620.450490.262310.248920.450810.27313250.261250.522610.326260.262490.521270.33388430.307611.050990.774650.307611.050990.77465120.592981.092390.644140.592981.092390.64414 表5-1-6发电机情况编号 节点

15、相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C10.592991.092390.644148.54-142.1864.5830.307611.050990.774650.29-157.6230.9790.482090.941310.571059.79-141.0263.293.三相对称 表5-1-7节点情况编号相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C10.241940.241940.241943.19-116.81123.1920.230040.230040.230041.11-118.89121.1130.031530.031530.0315316.21-103.791

16、36.21400000050.130450.130450.13045-0.88-120.88119.1260.156440.156440.156440.03-119.97120.0370.224880.224880.224880.62-119.38120.6280.266780.266780.266780.67-119.33120.6790.366810.366810.366812.21-117.79122.21 表5-1-8线路情况首端节点编号末端节点名称相电流 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120.97721

17、0.977210.977210.977210.977210.97721250.479890.479890.479890.482180.482180.48218260.443140.443140.443140.445130.445130.44513270.043710.043710.043710.044990.044990.04499431.051141.051141.051141.051141.051141.05114540.448530.448530.448530.449740.449740.44974641.25691.25691.25691.257521.257521.25752760.

18、470770.470770.470770.472510.472510.47251860.378040.378040.378040.381910.381910.38191790.459620.459620.459620.453950.453950.45395980.400910.400910.400910.405670.405670.40567表5-1-9发电机情况编号 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C10.977210.977210.97721-52.13-172.1367.8731.051141.051141.05114-73.79166.2146.2190.854

19、780.854780.85478-51.7-171.768.34.两相接地 表5-1-10节点情况编号名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C111.042440.239780.297167.2-130.71127.21221.041880.230470.285476.8-133.66125.76331.09780.031530.031534.85-103.79136.21441.09891004.5200551.044750.117530.166634.37-136.58119.43661.052270.151680.193865.24-134.26123.14771.04

20、070.223470.276476.2-133.38124.78881.037780.269240.322266.53-132.27125.36991.041150.384630.43679.08-130.19128.65 表5-1-11线路情况首端节点编号末端节点名称相电流 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120.483111.018410.920640.483111.018410.92064250.20880.496490.448280.211560.498090.45126260.138560.429770.

21、426740.139780.43120.42941270.074740.056250.052490.073440.05750.05354430.216221.051141.051140.216221.051141.05114540.072470.347550.477030.072840.348290.47876640.037641.066621.278510.047641.067051.27937760.097170.442630.453970.099870.443860.45632860.077530.360740.357920.086120.363540.36311790.189920.4

22、76330.417740.183810.472060.4104980.196110.427140.361630.199660.430770.36767表5-1-12发电机情况编号 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C10.483111.018410.920652.52-169.7668.7330.216221.051141.0511414.52166.2146.2190.379760.899180.77168-1.4-167.1168.295.2线路短路:选择45线路(短路位置在50%)1. 单相短路 表5-2-1节点情况编号相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B

23、相角 C10.397821.107050.93237-4.39-117.76126.2320.389481.108150.93029-5.91-118.21125.7730.295531.10850.93767-7.81-120.24126.3940.275051.110640.93382-10.57-120.72126.0550.152151.113850.94401-11.11-124.14127.260.362491.098520.91698-8.69-119.78124.9570.407131.100550.92216-6.7-118.51125.0680.466571.098170.

24、92446-5.67-117.42124.5790.569450.447450.5545101801801000.666140.630090180180 表5-2-2线路情况首端节点编号末端节点名称相电流 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120.891240.577640.519260.891240.577640.51926250.792860.245110.232860.796090.242870.23846260.165390.162590.151530.166640.161060.15403270.11060

25、.095110.065890.106870.093240.06669430.821590.314490.225340.821590.314490.2253454000000640.490940.042750.029930.493260.04870.02481041.263520.099490.079261.260980.102570.073245FaultPt0.699060.097120.086320.700490.099490.07926760.236730.105140.11720.239250.104530.11991860.262630.080240.101140.268910.08

26、110.10869790.405980.203060.234590.398660.203680.22701980.333430.223120.233070.338840.222080.23834表5-2-3发电机情况编号 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C10.891240.577640.51926-43.75-110.71110.4530.821590.314490.22534-65.37-107.3691.4290.7310.426780.46001-39.8-110.48108.92.相间短路 表5-2-4节点情况编号相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B

27、相角 C110.572740.572341.17-149.68152.0120.999660.572890.563170.66-151.23152.0330.988720.543670.52555-0.07-158.09157.1540.987240.541660.51112-0.6-160.88158.4550.966880.495670.49543-1.86-169.16165.4460.98450.561130.54393-0.68-154.12151.8570.994180.5790.566180.15-150.46150.0281.002360.607180.591290.62-14

28、6.63146.8891.037170.508620.528550180180100.976780.488380.488380180180 表5-2-5线路情况首端节点编号末端节点名称相电流 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120.592991.034470.611970.592991.034470.61197250.261250.883530.674740.262490.882480.68199260.167370.186630.113690.167490.185370.1192270.084920.079680

29、.162850.084720.079150.15935430.307610.883580.620940.307610.883580.6209454000000640.027430.546220.552680.022850.544810.557011040.102141.305261.225860.100531.305931.221575FaultPt0.104560.716590.785740.102140.714480.78943760.118690.279410.192810.1190.278710.19888860.098450.306740.229080.100660.306440.2

30、4121790.236660.474370.315540.234480.473170.30125980.247620.39660.228670.248920.397730.24013表5-2-6发电机情况编号 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C10.592991.034470.61197-1.28-149.8860.4330.307610.883580.62094-9.53-163.8228.690.482090.869740.52719-0.02-147.9961.023、三相对称 表5-2-7节点情况编号相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C10.3

31、22090.322090.322091.13-118.87121.1320.311680.311680.31168-0.51-120.51119.4930.235250.235250.23525-2.82-122.82117.1840.211860.211860.21186-5.69-125.69114.3150.125790.125790.12579-1.92-121.92118.0860.289960.289960.28996-2.88-122.88117.1270.328240.328240.32824-1.34-121.34118.6680.379420.379420.37942-1.

32、04-121.04118.9690.464070.222070.242018018010000000 表5-2-8线路情况首端节点编号末端节点名称相电流 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120.919710.919710.919710.919710.919710.91971250.895090.895090.895090.897930.897930.89793260.150.150.150.151760.151760.15176270.139670.139670.139670.136790.136790.13679

33、430.86370.86370.86370.86370.86370.863754000000640.634270.634270.634270.636040.636040.636041041.460871.460871.460871.458911.458911.458915FaultPt0.866190.866190.866190.867360.867360.86736760.268580.268580.268580.270990.270990.27099860.307370.307370.307370.313070.313070.31307790.444660.444660.444660.43

34、7540.437540.43754980.345380.345380.345380.351060.351060.35106 表5-2-9发电机情况编号 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C10.919710.919710.91971-48.7-168.771.330.86370.86370.8637-68.7171.351.390.782380.782380.78238-47.12-167.1272.884.两相对称 表5-2-10节点情况编号相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C11.041160.327410.38665.88-131.46126.09

35、21.040750.319480.376395.46-133.62124.9531.052830.243390.283784.45-135.96123.0841.052640.223870.260764.09-140.39121.4651.072590.119210.154932.5-135.43120.0661.031710.295420.351814.26-136.24122.3371.031460.335250.394365.01-134.05123.8781.025910.389960.449785.4-132.91124.3291.028550.310140.330070180180

36、101.1196500000 表5-2-11线路情况首端节点编号末端节点名称相电流 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120.507140.969130.850070.507140.969130.85007250.215990.86350.846150.218060.86560.84994260.148060.170490.144420.148780.171540.14639270.07850.100360.153480.077380.097940.14987430.220780.886170.808880.2207

37、80.886170.8088854000000640.012830.538350.622180.022460.539390.624841040.070981.317641.443340.070521.316151.440615FaultPt0.073040.712460.884960.070980.713240.88658760.103720.26870.244030.105580.270220.24736860.082210.301570.279230.089010.305450.28698790.199990.464150.395640.194680.4590.38643980.20782

38、0.37850.303840.210950.382610.31091表5-2-12发电机情况编号 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C10.507140.969130.850072.56-165.5772.3230.220780.886170.808882.6174.6250.7890.402390.837270.6887-1.26-161.7373.35.3不同短路类型对比分析 1、单相接地:取A相为特殊相,故障线路相电压为零,相角为零2、相间短路:B、C相直接短路,B相电压等于C相电压3、三相对称:三相相电压相等,故障线路电压为零4、两相接地:B、C相直接短路再接地,

39、B相电压等于C相电压且均为零,相角为零由表可知,软件计算结果与理论值相符。第6章 暂态稳定性分析6.1系统接入故障后稳定性分析暂态稳定性是指电力系统受到大干扰后,各同步电机保持同步运行并过渡到新的或回复到原来稳态运行方式的能力。 表6-1故障开始和结束时间说明表时间(秒)事故说明0.5Bus 1 Apply Solid Fault0.6Bus 1 Clear Fault 在0.5000s插入故障,在系统稳定时刻进行稳定性分析,选取t=0.6000s时刻,用power world软件进行暂态稳定计算,得到如下曲线:节点1 100MW发电机角度与时间关系曲线 图1 发电机1、3和9角度和时间关系曲

40、线 图2发电机1转速和时间关系曲线图 图2发电机3转速和时间关系曲线图 图3发电机9转速和时间关系曲线图 图4发电机1、3和9功率和时间关系曲线图 图5发电机1、3和9电压和时间关系曲线图 图6发电机1功率角与转速关系曲线图 图7发电机3功率角与转速关系曲线图 图8发电机9功率角与转速关系曲线图6.2临界切除故障时间在0.5000秒插入事故,临界故障切除时间为:0.9290秒 表6-1不稳定时故障开始和结束时间说明表时间(秒)事故说明0.5Bus 1 Apply Solid Fault0.929Bus 1 Clear Fault 通过分析下列图形可知:超过临界切除故障时间时,系统将不再稳定,可能对系统造成巨大的损害,因此临界故障切除时间的确定非常重要。节点1 100MW发电机临界时间 t=0.9290s 图9发电机1不稳定情况下

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