202301《电力系统分析》课程设计任务书

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上海电力学院

课程设计（大型作业）任务书

（2023/2023学年第一学期）

课程名称电力系统分析课程设计

课程代码1202348

院（系）电力与自动化工程学院专业电气工程及其自动化班级学生时间2023.1.5——2023.1.14

老师签名：

教研室主任（系主任）签名：

一、设计目的

1、了解并初步学会使用先进的商用电力系统分析软件。通过用商

用电力系统分析软件对电力系统进行实例分析，加深和稳定课堂教学内容。

2、学习WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化试验台的使用方法并通过

试验分析电力系统功角稳定问题，加深和稳定课堂教学内容。

二、设计内容、要求及组织形式

本次课程设计包括两部分：Etap软件计算部分和WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化试验台试验部分。具体设计内容见附表1。

三、设计进度安排（时间及地点）

时间：2023.1.5——2023.1.14

上机地点：（长阳路2588号）电力与自动化工程学院大楼510、512（电力系统分析计算中心）

试验地点：电力与自动化工程学院大楼102（电力系统自动装置试验室）

具体时间安排见附表2

四、考核形式及成绩评定方法

成绩评定为五级制：优、良、中、及格、不及格。

1

附表1：电力系统分析课程设计任务——综合类

本次课程设计包括两部分：Etap软件计算部分和WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化试验台试验部分。

第一部分：软件计算部分

一．题目

用EtapPowerstation进行电力系统潮流、短路、稳定的分析。二．目的和要求

了解并初步学会使用先进的商用电力系统分析软件。通过用商用电力系统分析软件对电力系统进行实例分析，加深和稳定课堂教学内容。具体要求如下：

１．复习电力系统潮流、短路、稳定计算方法。２．了解EtapPowerstation在进行潮流、短路、稳定计算时电力系统各元件所用的不

同的数学模型并在进行不同的计算（潮流、短路、稳定计算）时加以正确选用。３．学会用EtapPowerstation，通过图形编辑建模（即建立电力系统电气接线图并输

入相应参数），并对特定网络进行计算分析。三．内容

１．用EtapPowerstation进行电力系统潮流计算，先将计算结果与已知结果进行比较。然后在此网络上分别

ａ．选用不同的算法计算潮流，比较迭代次数，并分析原因ｂ．加大某一线路电阻（增大5倍），选用不同的算法计算潮流，比较迭代次数，

并分析原因。

ｃ．调变压器变比，观测对发电机有功、无功出力，网络有功、无功潮流，网络各节点电压幅值和相角的影响，分析原因。

ｄ．调PQ节点有功，观测对发电机有功、无功出力，网络有功、无功潮流，网络各节点电压幅值和相角的影响，分析原因。

ｅ．调PQ节点无功，观测对发电机有功、无功出力，网络有功、无功潮流，网络各节点电压幅值和相角的影响，分析原因。

ｆ．调PV节点无功限值，观测对发电机有功、无功出力，网络有功、无功潮流，网络各节点电压幅值和相角的影响，分析原因。２．用EtapPowerstation进行电力系统短路计算，

ａ.将计算结果与已知手算结果进行比较

ｂ.比较不同的负荷模型对计算结果的影响

ｃ.比较负荷距短路点距离不同时，对负荷模型的敏感性

３．用EtapPowerstation对IEEE9系统进行潮流、短路、暂态过程分析。

a．潮流计算；b．短路计算；c．暂态稳定仿真；

2

事件包括：1）、永久短路、短路后0.1s故障切除，分别观测不同的事件发生后，发电机功角，端电压，故障点附近节点电压的变化。仿真时间：10秒。

2）、在发电机上接exciter和PSS，再观测各事件后上述功角和端电压的变化。（具体计算项目，条件设置等任务书中未给定的部分自拟。）以上各项内容的原始资料见本任务书“原始资料〞部分

四．进度安排

第１天：上课

第2～9天：学习使用EtapPowerstation软件，完成内容１，内容２，内容３。整理

材料，编写总结报告。第10天：提交报告、考核

在前面的学习、工作中，要注意积累素材（授课笔记，软件使用过程中自己的发现，各计算内容的输入数据计算，计算结果图形表示，相应的输出报告，你的观测、思考结果等），为最终的报告编写作好必要的准备。

五．成品要求：

成品要求版面工整，内容全面，简明扼要、层次明白。具体要求如下：１．各内容按顺序写。

２．每一内容包括接线图（屏幕图形），输入输出报告（同一结线的报告和图形的编号

要对应）。对结果的分析与思考。数据输入过程中的本卷须知等。３．通过熟悉使用EtapPowerstation，写它给你留下的印象。

六．参考资料

１．何仰瓒等“电力系统分析〞华中科技大学出版社

２．EtapPowerstation联机文档

七．原始资料：

内容一：如图1所示的简单电力系统中，网络各元件参数的有名值如下：

z12=12.1+j48.4Ω；y120=y210=j0.000126S

T：S=100MVA；Vs%?24.79；K=110kV/11kVz14=14.52+j60.5Ω；y140=y410=j0.000159S

z24=9.68+j48.4Ω；y240=y420=j0.000117S

系统中节点１，２为ＰＱ节点，节点３为ＰＶ节点，节点４为平衡节点，已给定：P1+jQ1=–30–j18MVA

3

P2+jQ2=–55–j13MVAP3=50MW；V3=11kVV4=115.5∠0°kV容许误差：?＝10

-5

y14110k

4y41S4y42z24y24S22y21z14y12T3S3

图１10kV

z121S1V

内容二：如图２电力系统，各元件的参数如下：

发电机Ｇ：60ＭVA，Ｘd〞=0.12；调相机SC：5ＭVA，Ｘd〞=0.2变压器T-1：31.5ＭVA，Vs%=10.5.变压器T-2：20ＭVA，Vs%=10.5.变压器T-3：7.5ＭVA，Vs%=10.5.

线路L-1：60km；线路L-2：20km；；线路L-3：10km；电抗为0.4Ω/km负荷LD-1：30MVA；负荷LD-2：18MVA；负荷LD-3：6MVA。

.

10.5KV115KVL-1aL-2L-36.3KVGT-1LD-16.3KVLD-3fT-3

T-2LD-2SC图２

4

内容三：如图3所示电力系统，其各元件参数如以下表：

图3

1．节点参数

节点名称电压等级KV类恒定有型功负荷MWGen1Gen2Gen3Bus1Bus2Bus3BusABusBBusC

16.518.013.8230.230.230.230.230.230.VθPVPVPQPQPQPQPQPQ35.0125.090.0100.010.070.040.055.0恒定无功负荷MVar并联有功负荷MW20.010.020.0并联无功负荷MVar实际有功出力MW163.085.0最大无功出力Mvar999.0999.0999.0安排电压标么值1.011.011.012．变压器参数（阻抗单位：标幺）

5

变压器T1T2T3节点名称Gen1Gen2Gen3电压等级KV16.518.013.8节点名称Bus1Bus2Bus3电压等级KV230.230.230.漏抗结线方式节点1抽头16.518.013.8节点2抽头242.0242.0242.00.1701⊿/Y00.1250⊿/Y00.0586⊿/Y0各变压器容量：T1，300MVA；T2，200MVA；T3，100MVA

3．支路参数（阻抗、导纳单位：标幺，Sb=100MVA）

节点名称Bus1Bus1Bus2Bus2Bus3Bus3电压等级KV230.230.230.230.230.230.节点名称BusABusBBusABusCBusBBusC电压等级KV230.230.230.230.230.230.电阻电抗对地电纳B/20.04400.03950.07650.0895R0X0B0/20.01000.08500.01700.09200.03200.16100.03900.17000.03000.25500.13200.05100.27600.11850.09600.48300.22950.10700.51000.26850.00850.07200.037250.02550.21600.11180.01190.10080.052250.03570.30240.1568

4.发电机参数（阻抗单位：标幺）

发电机Gen1Gen2Gen3Gen1Gen2Gen3容量MVA300200100电压等级KV16.518.013.8cosΦ0.90.90.9TjXd’Xq’Xd0.4381.313Xq〞0.180.1780.107Xq0.29071.72901.258Tdo〞0.040.0330.033Td0’8.9665.89Tq0〞0.060.0780.0715.760.18240.29076.46.020.18130.25Xd〞0.120.1780.1070.23780.39381.7916Tq0’XL0.00.10080.540.60.10420.0742注：Tj=2Hj

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其次部分：试验部分一．题目

用WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化试验台做电力系统试验。

二．目的和要求

学习WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化试验台的使用方法并通过试验分析电力系统功角稳定问题，加深和稳定课堂教学内容。

具体要求如下：

１．复习电力系统静态稳定、暂态稳定分析相关内容。

２．了解WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化试验台的构成及对电力系统的模拟形式，熟悉

其使用方法。

３．通过WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化试验台的不同试验内容分析电力系统功角稳

定问题。

三．内容

试验三：一机——无穷大系统稳态运行方式试验

具体内容详见《电力系统及自动化综合试验指导书》

注意：1）依照试验要求正确操作，以免损坏试验设备

2）试验过程中做好相关数据记录

四．进度安排

１．第１天：上课

２．第1～7天：试验（每个班分两批做试验）３．第10天：提交试验报告、考核

五．成品要求：

按《电力系统及自动化综合试验指导书》中要求完成试验报告内容。

六．参考资料

１．何仰瓒等“电力系统分析〞华中科技大学出版社２．《电力系统及自动化综合试验指导书》上海电力学院

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附表2：电力系统分析课程设计时间安排表

日期/组别1.51.61.71.81.91.101.111.121.131.14(周一)(周二)(周三)(周四)(周五)(周六)(周日)(周一)(周二)(周三)上机第一组（顾丹珍）（一）上课试验（一）试验其次组上课（曹炜）（一）上机（一）书写报告书写报告上机（二）预习上机（一）试验（一）试验第四组（段建民）上课预习试验（二）书写报告试验（二）上机（二）书写报告书写报告上机书写报告上机（二）试验（二）书写报告书写报告试验书写报告书写报告试验（二）上机（三）书写报告上机书写报告书写报告书写报告上机（二）上机（三）书写报告上机（三）书写报告书写报告书写报告书写报告上机（三）书写报告书写报告提交报告考核上课第三组（涂轶昀）（一）（一）第五组（朱兰）上课预习上机（一）（一）（三）上机试验书写报告书写报告（二）（二）注：1）每天分2个时间段，每次3小时，分别为：8:30～11:30，13:00～16:00

2）上机地点：（长阳路2588号）电力与自动