电力系统课程设计报告

1、电力系统课程设计专 业：设计题目:电力系统课程设计班级：电自0942学生XX : X冬冬学号：18指导教师:王彬分院院长:许建平教研室主任:高纯斌电气工程学院一、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完成课程设计辩论。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

2、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1 电力系统分析。2.power world使用说明书。5.设计进度2011年12月1'日至12月15日时间设计内容第1-2天查阅资料，方案比拟、设计与论证，理论分析与计算第3-6天完成电力网络规划第7-11天系统负荷计算、短路计算、功率因素补偿第12-15天绘制图纸、书写报告、辩论6.答疑地点新实验楼305目录第一章绪论4第二章 Power World软件62.1 Power World的介绍 62.2 Power Wor

3、ld功能 72.2.1 Power World的主要功能 72.2.2 Power Worlc的根本功能 72.2.3 Power World的高级功能 8第三章实例及及PowerWorld下仿真93.1实例题及其计算过程93.2 PowerWorld 下的仿真 13第四章课设心得19参考文献：20二、评语及成绩 错误!未定义书签。第一章 绪论随着科学技术的快速开展，出现了各种各样的软件，他们对我们的开展 科技起着重要的作用。众所周知， 电力是一个国家永远关注的话题。 同时也是每个国家必不可 少的。电在我们生活中起着特别重要的作用，他给我们带来了光明，没有了 电力我们的世界就是一片的黑暗。我们

4、的生活处处需要用到电，如日光灯的 照明，的使用，电脑的应用，发电机，电动机等的使用，都是离不开电的， 如果没有了电，我们将无法生存，我们的科技将要落后，这样是多么的可怕 啊。就像是我们的生活中缺少了水资源一样，我们是无法生存的。因此，我 们一定要认识到电力的作用，并且保护它。所以我们要知道电力系统的重要性，电力系统是产生和分配消耗电能的， 电力系统一一是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷组成的。是现 代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。电力网络一一是由变压器、电力 线路等变换、输送、分配电能设备所组成的局部。动力系统一一在电力系统 的根底上，把发电厂的动力局部例如火力发电厂的锅炉、汽轮

5、机和水力发 电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反响堆等包含在内的系统。总装 机容量一一指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦KW、兆瓦MW、吉瓦GW为单位计。年发电量一一指该系统中所 有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时 KWh、兆瓦时MWh、 吉瓦时GWh为单位计。最大负荷一一指规定时间内，电力系统总有功功 率负荷的最大值，以千瓦KW、兆瓦MW、吉瓦GW为单位计。额 定频率按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为 50Hz。最高电压等级是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压火电：锅炉汽轮机发电机水电：水库水轮机发电机核电：核反响堆汽轮机 发电机其它：如风

6、能、地热能、太阳能、潮汐等。随着电力系统的开展，我们需要电力系统和计算机相互结合， 在计算机功能软件 上实现电力系统图的绘画，参数确实定，总负荷容量等设计，电力网络各节 点短路故障的计算，实现电力系统图形的仿真等，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，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

7、画单线图来模拟一个系统。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构造变化等问题上十分有用。第二章 Power World 软件2.1 Power World 的介绍Power Wor

8、ld 仿真器是美国伊利诺伊大学电气及计算机工程系开发的个基于 潮流计算的可视化仿真软件 ,其强大的对电力系统分析能力及其可视化环境 ,以及 良好的交互性 ,交互能力和图形化法等特点 ,使它在胜任严谨的工程分析的同时 , 适用于向非专业人员演示杂的电力系统运行并计算。 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说明电力系统的运行原理和进展专业培训。 V11.0 版的 Power World 集电力系统潮流计算、灵敏度分析、静态平安分

9、析、短路电流计算、 经济调度EDC/AGC，最优潮流OPF、无功优化，GIS等。2.2 Power World 功能221 Power World的主要功能潮流计算、故障分析、电压稳定性分析、最优潮流、事故分析、线性分析、 可用传输容量分析等。2.2.2 Power World的根本功能Power World有两种重要的操作模式，编辑模式和运行模式。编辑模式用来创立新模型， 绘画样列或修改己存在的工程例如； 而运行模式那么用来模拟演示 实际系统，使用程序具有的各种先进的工具对所建立的电力系统模型进展各种可 视化分析。通过点击程序栏的编辑模式和运行模式按钮， 可在两者之间随意切换。 每种模式下菜

10、单中的命令不同。1编辑模式下绘制个图形的图形2运行模式下的菜单图形掘 Un 林：bitializd | Siiditn 1.3 liiertind223 Power World的高级功能Power World可视化分析程序还提供方便快捷的局部菜单，主要有限值监视 设定、越限后文本区自动改变颜色、可视化显示内容和参数设定、全屏切换显示 和分屏耦合显示、快速查找和定位、鹰眼漫游、负荷预测可视化、考虑气候变化 的系统运行状态分析、用户自定义界面、新的插入模板、母线颜色自动选择、动 画率可调、饼图和线路颜色的协调等功能。另外还包括潮流计算收敛性加速算法 设定、缺省绘图值功能、过滤选项、常用表达的定义、

11、移相器建模、直流线路建 模、在线帮助、系统数据导入导出、自动插入和外挂用户自编程序扩展标准接口等高级功能。第三章实例及及PowerWorld下仿真3.1实例题及其计算过程如下图110kV闭式电网，A点为某发电厂的高压母线，其运行电压为117kV。 网络各组件参数为：线路 I、U每公里：rc=0.27Q, xo=O.423Q, bo=2.69X 10-6S线路川每公里：r(=0.45Q, x°=0.44Q, b)=2.58X 10'6S线路I长度60km,线路U长度50km,线路川长度40km变电所b Sn 20MVA ,S00.05j0.6MVA ,Rt4.84XT 63.5

12、变电所c Sn 10MVA ,S。0.03j0.35MVA ,Rt11.4Xt 127负荷功率 SLDb 24 j18MVA , Sldc 12 j9MVA试求电力网络的功率分布及最大电压损耗。110k V闭式电网计算过程：解1计算网络参数及制定等值电路。线路I:Z (0.27j 0.423)6016.2j25.38B 2.6910660S41.61 10 S2 Qb1.6110 42110 M var1.95M var线路u：Z(0.27j 0.423)5013.5j21.15B2.6910650 S1.3510 4S2 Qb1.3510411(fMvar1.63M var线路u：Z(0.4

13、5j0.44)4018j17.6B2.581 10640S1.03104S2 Qb1.031041102Mvar1.25M var变电所b： Z1Tb-4.84j63.52.42j31.752Sob2 0.05 j0.6 MVA 0.1 j1.2MVA1变电所 b： Ztc 11.4j1275.7j63.52Soc 2 0.03j0.35 MVA 0.06 j0.7MVA等值电路如下图242182Sth2.24j31.75MVA0.18j2.36MVA110SbSLDbSthS°bjQBIj Qb24j180.18j2.36 0.1j1.2j0.975j0.623MVA24.28j1

14、9.96MVA2计算节点b和c的运算负荷。c12292STc25.7j63.5MVA110ScSldcStcSocj Qb12 j90.106j1.180.0612.17j 9.44 MVA0.106 j1.18MVAj Qbj0.7j0.623 j0.815MVA3计算闭式网络的功率分布AO-j097524.28+)19.9612.17+)9.44-jOJIS17.8+J13.618.65+j 15 8 T 5.63+j4.65 Z ZScZZ Z Z24.28j19.96 31.5j38.7512.17j9.44 13.5j21.15 一MVA47.7j64.1318.64j15.79MV

15、ASc Z ZSbZZ Z Z12.17 j19.44 34.2 j42.9824.28j19.96 16.2j25.38 MVA17.8j13.6MVA47.7j 64.13SiS18.64j15.7917.8j13.6MVA36.44j29.39MVASbSc24.28 j 19.9612.17j9.44MVA36.45j29.4MVA可见，计算结果误差很小，无需重算。取S 18.64j15.79MVA继续进展计算。SSb S 24.28 j19.96 18.65 j15.8MVA5.63 j4.16MVA由此得到功率初分布，如下图。18.65+j 15 «-j09755.63+

16、j4J617.8+J13.624.28+j 19.96I2J7+J9 44jO.815(c)4计算电压损耗由于线路I和川的功率均流向节点 b,故节点b为功率分点，且有功功率分点要用A点的电压和功率SA1SA1SSl18.6518.64215.82j15.82110216.2j25.38MVA19.45j17.05MVA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I的电压损耗,Pai R Qa X6.39MVA19.45 16.2 17.05 25.38117变电所b高压母线的实际电压为Vb Va V 1176.39110.61MVA3.2PowerWorld 下的仿真1图形的绘画绘

17、画节点并选择节点的相关信息，绘画发电机并选择发电机的有功出力和无 功出力，设计发电机的参数，绘画线路，并根据题意计算线路的电阻电抗电纳等 的相关信息，绘画变压器及确定变压器的相关参数，绘画负荷及负荷的相关信息 绘制好的图形如下：(2)运行下的图形绘制图形之后，在运行模式下运行，运行图如下:24 MW12 TO3调出日志信息运行终止后调出日志信息如图:Hess age Log： 2. FVB求解结束a wo®2Simulation ;潮流求解成功开始求解Rectangular Newton-Raphson褊号：Ci最大有功：0.001ft节占5最大无功：0.001ft节点4完成电压控制

18、循环迭代：1求解结束加00秒Simulation :潮流求解成功开始求解Rjectengular Newton-Rphsori編号；D最大有衣I： Q001在节点5最大无功：Cimi在节点4完成克压控制循环迭代：1求解结束D.OOO秒Simulation :潮流求解咸功开始求解Recfengular Newtnn-Rphscn編号；o最大有o.ooi节占5最大无功：acm在节点4完成电压控制循环迭代：1求解结東o.oaot!?Simulation; Wit 求解成功开始求MRectanguter Newton-Rphson編号：0最大有0,001在节占5最大无功：CLUU在节点4完成电压控制4

19、S环迭代：1求解结束0.000秒4节点短路，相间短路计算如图战坦融揺|凶降地呱|节点旨油更再|短玮二査r钱時垣踌R点燥茁览电FL嵋话|屈联卄曲緩|短盹类型 r甲相確地 拧相回短歸二胡询 r甬坏接屯单昶曲显且席正m r百榨厂三相oe百建卄撷ZS |弹总|血”牠理蛹k谊置*砂砒1 尉” |砂普节蒔"枫曲选nriQrtJF Qlarnlr t彳时JF L 5血cL1114l.'XKCU口倍刃000低问LSD JOOZZ ZQ彌科"叮1$0.W1&-awEC2179 02$4 40.9330.4*9 杓0,461-in17E.B9178J39斗3 30.-33334

20、0.446+J0.4+&+1-+ 9317.07ITSjOT55 SO.377Q3曲w0.43353-5.24174.75174船Zt+KL：. |:店曲/K嘛?剎曲5各节点信息如图:6负荷信息如图:5肆g零5盂？>i诊辱豐slzBa萼<->RL-Fi<n一7-Mill -J|IUHIOttualZx£ir3 m團d-=»*a*=i护iT-|=ir3<=<ZphjZ>usis8闿眾祥?H&函一wordw>-9潮流列表如图:cus r3 2 13 4 43 2 15 4 4TO TO TOTO TOB3 12 5

21、 53 12 6 5TO TOTOBAD豐TOTORw 3 35 3 3119.4315.8725. 10110.0 W附a匸MVAJi0,9544 -0.58111 -17.51-H. 1722.80X 5.77二旳民 90X fi-075.240 l.OOOOTA 0.02 6.07氐 248.00l.OOOOTA li.O14. (J WMvarMVA%0,9339 -Ell111-18. B5-瑋昱:加71-5.69-4.73L4-Q-1 12.1210. E216.00l.OOOOTA 0.02 12. 12iC. 52O0l,daO(JTA 0,01 in. 0 WMvarMVA%

22、D.S329 -4.931112. JO9.00ji£ b1 -6.00-4.5D7.50l.OOOONT0.02 -6.00-4.50人 50LOOOONT0.0UQ. 0 KfMvarHVA腐山皤T2 -5.251124.0018.0030.01 -12.OQ7.射1F.00l.OOntiNT0.02 -12.00-C. 93l孔。0LQ00OT0.0第四章 课设心得通过学习了课程设计， 使我明白了很多， 懂得了很多， 明白了不只应该学更 应该习，我们应该把我们学到的知识用出去， 而且要讲明白用明白， 要不学到了， 不会用，那就是学了没有习，那用就没戏，也没有用。通过这次课程设计

23、，我明白了自己动手、脑的重要性，在课程设计中，自己 按照题来画图，自己动手动脑，虽然出了很多错误，但是最终查出来错误，一遍 又一遍的修改， 正所谓失败乃成功之母， 经过一系列的失败最终成功， 那种心情 真的很好， 所以，我明白了生活中我们应该面带微笑的面对失败与挫折， 我们一 个个战胜他们，那样我们的人生才会有激情，不会平平淡淡，庸庸碌碌。开场课程设计的时候，我便自行学习了 PowerWorld 软件的功能及其操作方 法，在参阅资料的时候，我遇到不解和困惑，在这其中，我既要自己动手操作软 件还要理解软件功能的介绍。在此之前我从没有接触过 PowerWorld 软件，我学 起来自然是很吃力的。 但经过我和同学的研究探讨， 我终于利的完成了课设内容。在此次课程设计过程中，我不仅要掌握用 PowerWorld 软件进展系统仿真电 路的连接， 还要掌握该系统的运行模式， 在运行模式中可以进展潮流计算、 故障 分析、电压稳定性分析、 最优潮流、 事故分析、线性分析、可用传输容量分析等。 这样可以直接计算出想要得到的结果， 方便于我们以后在工作中的计算及系统的 设计。虽然我