電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)試驗(yàn)指導(dǎo)書一、課程設(shè)計(jì)的目的與任務(wù):統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算的方法，培育學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的力量。二、課程設(shè)計(jì)的根本要求:應(yīng)用計(jì)算機(jī)計(jì)算系統(tǒng)潮流分布和短路電流的方法。三、課程設(shè)計(jì)選題原則:系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展系統(tǒng)的潮流和短路電流計(jì)算。1、課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：機(jī)房和教室2、設(shè)計(jì)內(nèi)容電力系統(tǒng)潮流計(jì)算〔2〕電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算具體內(nèi)容包括：系統(tǒng)等值模型和參數(shù)計(jì)算。編制電力系統(tǒng)潮流和短路計(jì)算程序。計(jì)算結(jié)果分析。編寫說(shuō)明書。3、時(shí)間安排1、系統(tǒng)等值模型和參數(shù)計(jì)算〔2天〕2、編制算法程序并進(jìn)展計(jì)算〔2天〕3、計(jì)算結(jié)果整理和分析〔1〕4、編寫說(shuō)明書〔1〕、成績(jī)考核〔1〕五、課程設(shè)計(jì)主要參考資料：２、陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析.北京：水利電力出版社.其次版４、孟祥萍.電力系統(tǒng)分析.北京：高等教育出版社六、課程設(shè)計(jì)成績(jī)考核：課程完畢時(shí)，要求學(xué)生有課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。課程設(shè)計(jì)成績(jī)以尋常成績(jī)〔50%設(shè)計(jì)說(shuō)明書〔50%〕進(jìn)展綜合評(píng)定。3復(fù)。七、課程設(shè)計(jì)題目〔一〕電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)計(jì)算題目電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)計(jì)算目的和要求通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使同學(xué)們把握電力系統(tǒng)P-Q〔包括理論分析計(jì)算〕的根本原理和數(shù)值計(jì)算仿真的根本過(guò)程〔包括算法確實(shí)定，同時(shí)也有助于計(jì)算機(jī)操作力量和軟件開發(fā)力量的提高?！舶ü?jié)點(diǎn)電壓和支路功率計(jì)算FORTRANC內(nèi)容PQ〔課堂復(fù)習(xí)講授；復(fù)習(xí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，并依據(jù)程序框圖制定分步實(shí)施方案，給出進(jìn)度表；為各階段預(yù)備原始數(shù)據(jù)和計(jì)算過(guò)程模擬數(shù)據(jù)，確定適宜的數(shù)值計(jì)算方法。編程上機(jī)調(diào)試；連調(diào)。計(jì)算分析給定系統(tǒng)潮流分布并與手工計(jì)算結(jié)果作比較分析。預(yù)備教師檢查(計(jì)算機(jī)演示)，書寫該課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書〔盡可能計(jì)算機(jī)打印。成品要求1).P-Q數(shù)學(xué)計(jì)算方法確實(shí)定及其原理〔如因子表法)程序流程圖及分步實(shí)施方案。〔并與手工計(jì)算結(jié)果比較。(2〕源程序清單包括輸入輸出變量說(shuō)明，輸入輸出數(shù)據(jù)文件。進(jìn)度安排13—789-10參考文獻(xiàn)何仰贊等，“電力系統(tǒng)分析〔上、下〕”華中理工大學(xué)出版社。西安交通大學(xué)等，“電力系統(tǒng)計(jì)算”，水利電力出版社。原始資料1Z12=0.01+j0.40Y120=Y210=j0.01528Z13=j0.3k=1.1Z14=0.12+j0.50Y140=Y410=j0.01920Z24=0.08+j0.40Y240=Y420=j0.014131，2PQ3PV4已給定P1+jQ1=-0.30-j0.18P2+jQ2=-0.55-j0.13P3=0.5，V3=1.10，V4=1.050)圖1電力系統(tǒng)圖2Z12=24+j22(Q)，Z13=10+j16(Q)，Z23=13.5+j21(Q)，S=20+j15(MVA)，S

=25+j18(MVA)，系統(tǒng)中LD2 LD3節(jié)點(diǎn)1、2為PQ節(jié)點(diǎn)，其功率已給定：P1+Q1=-20-j15(MVA)，P2+jQ2=-25-j18(MVA3V1=115.0Z0(KV)。SD2S圖2電力系統(tǒng)圖i21zi212.1+j48.4Q； yi2〇=y2i〇=j0.000126ST：S=100MVA；V

%=24.79；K=n〇kV/nkVsz14=14.52+j60.5Q； y_=y_=j0.000159Sz24=9.68+j48.4Q；y240=y420=j0.000117S12為PQ3為PV4P1+jQ1=-30-j18MVA2+jQ2=-55-13MVAP3=50MW；V3=11kVV4=115.Z00kVo10-5102發(fā)電機(jī)G:60MVA，Xd’’=0.12;調(diào)相機(jī)SC:5MVA，Xd’’=0.2變壓器T-1:31.5MVA，Vs%=10.5.變壓器T-2:20MVA，Vs%=10.5.T-3:7.5MVA，Vs%=10.5..線路L-1:60kmL-2:20km;;L-3:10km;電抗為0.4Q/kmLD-1:30MVA;負(fù)荷LD-2:18MVA;負(fù)荷LD-3:6MVA;題五：目標(biāo)電網(wǎng)單線圖系統(tǒng)參數(shù)1.線路參數(shù)表4-5LGJ-240/301040.047{Ω/km}{S/km}(15)1.78×1064-6LGJ-120/701100.0745-7LGJ-120/25980.0790.46-9LGJ-95/551630.0927-8LGJ-240/30880.0478-9LGJ-240/301220.0471.47×1061.47×1061.60×1061.80×1061.78×1061.78×106短路電壓百分?jǐn)?shù)(%)2-7SSPL-220230242±3×2.5%/20103-9SSPL-120230242±3×2.5%/1561-4SSPL-240000242±3×2.5%/17.511說(shuō)明：變壓器零序電抗與正序電抗相等，且均為Δ/Y0接法。3.1發(fā)電機(jī)額定功率{MW}額定電壓{kV}額定功率因數(shù)120016.50.852180180.85310013.80.85XdX”XdX”dT”d0〔S〕XX”qT”q0〔S〕TqJ〔S〕發(fā)電母線機(jī)名{Ω}{Ω}{Ω}{Ω}110.14600.06088.960.09690.0969047.28220.89580.11986.000.86450.19690.53512.80331.31250.18138.591.25780.25000.6006.025.負(fù)荷數(shù)據(jù)表節(jié)點(diǎn)號(hào)有功負(fù)荷〔MW〕無(wú)功負(fù)荷〔MVA〕51255069030810035題六：

TableILineDataofthe6-BusSystemon100MVABaseLine Bus NumberR XNumberFrom To

Tap(15)Ratio(15)1 1 2 0.0000.3001.0252140.0970.4073160.1230.5184250.2820.6405350.7231.0506430.0000.1331.1007460.0800.37055.0+j13.055.0+j13.06431.1:121.025:15150.0+j5.030.0+j18.07:710kV110kV，各元件參數(shù)B=100MV，B=Va，計(jì)算系統(tǒng)的潮流分布。(15)(15)(15)U(15)UZI〔1〕AATBZ23=0.08+j0.3C2T1發(fā)電廠1DG2G1P4=0.81:1.051.05:1U=1.05Z =j0.015Z =j0.03T2412Z=0.04+j0.2513ZT1U=1.055=0.1+j0.3δ=0。5S2=0.3+j0.2S3=0.3+j0.4ES1=0.8+j0.3〔二〕系統(tǒng)三相短路電流的仿真計(jì)算題目電力系統(tǒng)二相對(duì)稱短路電流的計(jì)算題目電力系統(tǒng)二相對(duì)稱短路電流的計(jì)算2.2.設(shè)計(jì)目的與要求通過(guò)課程設(shè)計(jì)，穩(wěn)固學(xué)生電力系統(tǒng)中有關(guān)二相短路計(jì)算的根本原理與方法，把握短路電流的數(shù)值求解方法〔三角分解法等，開發(fā)系統(tǒng)三相短路電流的計(jì)算程序。同時(shí)，通過(guò)軟件開發(fā)，路后的短路電流和節(jié)點(diǎn)電壓。開發(fā)語(yǔ)言：matlab語(yǔ)言。主要內(nèi)容形成算例系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣,預(yù)備原始數(shù)據(jù)，并手工計(jì)算短路電流。形成算例系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣,預(yù)備原始數(shù)據(jù)，并手工計(jì)算短路電流。確定適宜的數(shù)值計(jì)算方法〔三角分解法。上機(jī)編程調(diào)試。計(jì)算算例系統(tǒng)的短路電流、支路電流和節(jié)點(diǎn)電壓。計(jì)算機(jī)演示辯論，書寫該課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。計(jì)算原理1、三相對(duì)稱短路的計(jì)算2.3.4.5.路，依據(jù)迭加原理寫成以節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣表示的節(jié)點(diǎn)電壓方程：3.路，依據(jù)迭加原理寫成以節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣表示的節(jié)點(diǎn)電壓方程：由個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的電力系統(tǒng)，假定由個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的電力系統(tǒng)，假定ng,g,......,g1 2 nf點(diǎn)發(fā)生三相短式中：式中：U[u,u,.......,u]T1 2n為節(jié)點(diǎn)電壓列向量Z,Z ,12Z22......,Zn2......,......,......,......,Z11ZZ21Z2n......,1nZZn1nn為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣II[I,I,.......,I]T1 2 n為節(jié)點(diǎn)注入電流列向量III I依據(jù)疊加原理： 0F〔2〕I0[I01I02,.......,I0]Tn為故障前節(jié)點(diǎn)注入電流列向量I I [0,0,......,I,. ,0]TF f為節(jié)點(diǎn)注入電流故障重量f〔2〔1UZI ZI U ZI0 F 0F〔3〕式中式中：U0[U01,U02,. ,U0n]T為故障前節(jié)點(diǎn)電壓列向量U1U01Z,11U2...U02 ...Z21 ... ...i 0ii1Z ,12Z22......,Zi2......,Zf2......,Zn2......,......,......,......,......,......,......,......,ZZ 02n ...1n0U U ZZin0 ...Z I... ...U U 也即 n 0nf0fZf1fnZn1Z 0nn...f〔4〕(15)UU UU ZIi 0i if f〔5〕U U Zf0fIff 〔6〕ffUf0因此I U /Zf0fff，〔7〕U U ,U故障前節(jié)點(diǎn)電壓01 02,...,U 0f0n可由潮流計(jì)算得到，近似計(jì)算時(shí)，u u 1(I1,2,...,n)認(rèn)為f因此：因此：I 1/Zfff〔8〕及：及：U 1Zi/Zifff〔9〕kU UI p q

〔10〕pq ZpqZ2、節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣元素Z2、節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣元素if及Zff的計(jì)算Z Z節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣求得阻抗矩陣元素if及ff呢？事實(shí)上，節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣事實(shí)上，節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣Z即為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y的逆陣，但我們沒有必要對(duì)Y求逆，由于ZfZy，計(jì)算原理如下：UUZIUU1Z , 2... ...i1Z ,12Z22......,Zi2......,Zf2......,Zn2......,......,......,......,......,......,......,......,Z11IZ211n1Z I2n2...UiZZini I...UZZZff1 I ...fnfU Z...nn1nnI n(15)令令I(lǐng) 0(I1~n,If),Ii1f，則有U U Z (i1~n)i if〔12〕以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣表示的節(jié)點(diǎn)電壓方程以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣表示的節(jié)點(diǎn)電壓方程II1Y,2...11Y ...i 21Y,12Y22......,Yi2......,Yf2......,Yn2......,......,......,......,......,......,......,......,Y UY 12nU ...2IYi1 Yin...UiI...fYYf1 I fn f...nYn1Ynnn令I(lǐng) 0(I1~n,If),Ii1f，則0 Y,Y ,12Y22......,Yi2......,Yf2......,Yn2......,......,......,......,......,......,......,......,Y11U0YY 1...212nU 2 ...0Y Y...i1 in iU1...YYf1... 0fn fY...n1Ynnn〔15〕(15)由于方程由于方程〔15)與方程〔11)等價(jià)，故方程〔15U，U，12n(15)1(15)1即為即為ZZ，…，Z。1f, 2fnf計(jì)算步驟4.計(jì)算步驟輸入數(shù)據(jù)2、形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納的矩陣33I 0(I1~n,If),Ii1f求解I=YUI=YU12n1f 2fnf利用式〔8〔9IUfi5、利用式〔10)計(jì)算支路電流5.報(bào)告要求原始資料，手工計(jì)算的過(guò)程及結(jié)果。三相對(duì)稱短路數(shù)學(xué)模型的建立。〔LR。程序流程圖及分步實(shí)施方案。源程序清單。6.6.報(bào)告要求原始資料，手工計(jì)算的過(guò)程及結(jié)果。三相對(duì)稱短路數(shù)學(xué)模型的建立。數(shù)學(xué)計(jì)算方法確實(shí)定及其原理〔如LR。程序流程圖及分步實(shí)施方案。源程序清單。8系統(tǒng)接線如圖9-22f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的總電流及各發(fā)電機(jī)支路的電流。(15)13(15)13d～250MVAd

～45MVAX=0.410.5kV

X=0.125300MVAUk%=9.8

30km

60MVAUk%=10.5115kV50km115kV

f(3)

50km〔線路電抗0.4Ω/km〕9-22圖9系統(tǒng)結(jié)線如圖9-21f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算短路點(diǎn)的總電流及各支路的電流。。110kV 130km～

2×20MVAUk%=10.5

10kV

f(3) ～G1G2×30MVA 10.5kVdX=0.13dSS=300MVAXS=0.510

0.4Ω/km

～G2G9-21圖9-20所示。AQF3500MVA，B100MVAXB=0.3f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)計(jì)算短路點(diǎn)的總電流及各支路的電流。50km50km35kV～40km～40km 40kmf(3)11

9-20圖9-19所示。當(dāng)f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算短路點(diǎn)的總電流及各支路的電流。水電站～250MVAwX=0.4w50km110kV30km40km25km110kV火電站

10kV31.5MVAUk%=10.5

f(3)～250MVAPX=0.3P

9-19圖12某大型火電廠主接線示于圖f計(jì)算短路點(diǎn)的總電流及各支路的電流?！玈S=2500MVAXS=1.2

220kV

f(3)

110kV120MVA

T1 T2 T3

3×120MVAⅠ Ⅰ2×120MVA Ⅱ

T4 T5 T6Uk%=14

Uk(1-2)

%=24Ⅲ Ⅲ

Uk%=10.513

Uk(2-3)%=16Uk(3-1)%=8.5G G ～ ～ G G 1 2 3d6×100MW cos=0.85 X=0.163d9-18圖