电力系统课程设计

电力系统稳定分析和计算设计报告专业：电气工程及其自动化班级：11电气（2）班学号：姓名：华南理工大学电力学院2014-1-5目录1电网参数计算...............................................................................................................-1-1.1线路参数的计算和标幺化.................................................................................-1-1.2节点信息统计.....................................................................................................-3-2电网潮流计算...............................................................................................................-4-2.1采用Matlab计算电网潮流................................................................................-4-2.2采用PowerWorld进行潮流计算.......................................................................-6-2.3PowerWorld仿真结果与Matlab计算结果对比分析.....................................-10-3手工计算序网及转移阻抗..........................................................................................-11-3.1负荷、发电机、变压器的处理........................................................................-11-3.2采用网络变换法的具体步骤...........................................................................-12-4采用matlab分析计算................................................................................................-24-4.1故障1：L45一回的中点处发生三相对称短路.............................................-24-4.2故障2：L45一回的中点处发生单相接地短路.............................................-27-4.3等面积法则证明没有极限切除角...................................................................-30-5采用powerworld分析计算........................................................................................-31-5.1采用PowerWorld分析结果（二阶）............................................................-31-5.2采用PowerWorld分析故障（三阶）............................................................-35-6发电机模型及励磁调节参数对稳定计算结果的影响.............................................-38-6.1发电机模型对稳定计算结果的影响...............................................................-38-6.2励磁参数对稳定计算结果的影响...................................................................-41-参考文献.............................................................................................................................-42-附录.....................................................................................................................................-42-附1PQ分解法的Matlab程序..............................................................................-42-附2Matlab潮流计算结果截图..............................................................................-47-附3powerworld截图.................................................................................................-48-课程设计题目：电力系统稳定分析和计算姓名：指导教师：武志刚一、一个220kV分网结构和参数如下：500kV站（#1）的220kV母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV。图中，各变电站参数如下表：编号类型220kV最大负荷，MVA#1500kV站平衡节点#2220kV站246+j20#3220kV站331+j95#4220kV站238+j92#5220kV站373+j96各线路长度如图所示。所有线路型号均为LGJ-2*300，基本电气参数为：正序参数：r=0.054Ω/km,x=0.308Ω/km,C=0.0116µF/km；零序参数：r0=0.204Ω/km,x0=0.968Ω/km,C0=0.0078µF/km；40ºC长期运行允许的最大电流：1190A。#1#5#4#2#3G25km30km25km12km32km20km燃煤发电厂G有三台机组，均采用单元接线。电厂220kV侧采用双母接线。发电机组主要参数如下表：机组台数单台容量（MW）额定电压（EV）功率因数升压变容量MVAXdXd’XqTd0’TJ=2H330010.50.853501.850.181.187.786.75当发电机采用三阶模型时，励磁环节（含励磁机和励磁调节器）模型如下（不考虑PSS）:11RTs1AAKTsΣΣΣ1eTs1FFKsTsKE---++VGV1VrefVFVRVf+上图中参数如下：TR=0，KA=20，TA=0.1，Te=0.1，KE=1，KF=0.05，TF=0.7发电厂升压变参数均为Vs%=10.5%，变比10.5kV/242kV。不计内阻和空载损耗。发电厂按PV方式运行，高压母线电压定值为1.05VN。考虑该电厂开机三台，所有发电机保留10%的功率裕度。发电厂厂用电均按出力的7%考虑。稳定仿真中不考虑发电厂的调速器和原动机模型。负荷采用恒阻抗模型。二、设计的主要内容：1、进行参数计算和标幺化，形成潮流计算参数；2、用Matlab编制潮流计算程序，要求采用P-Q分解潮流计算方法。3、用PowerWorld软件进行潮流计算并与自己编制的软件计算结果进行校核和分析；4、设#4和#5母线之间双回线路中一回的中点分别发生以下2种故障：1）1s时发生三相短路，1.1s同时切除故障线路三相；2）1s时单相接地短路，1.1s时同时切除故障线路三相。1.9s时三相重合闸。因重合于永久性故障，2.1s时再次切除故障线路。试手工计算序网以及用网络变换法求解转移阻抗；5、用Matlab编制稳定计算程序（三台机可并联等值成一台机），发电机采用二阶经典模型（注：用ode45函数即可求解）。要求给出网络变换法求解转移阻抗的变换过程图；要求输出发电机功角，角速度，以及基于等面积定则的加速面积和减速面积（算加减速面积只要求三相故障情况）。6、针对问题4的故障方案，给出摇摆曲线，并计算故障的极限切除时间和极限切除角。与PowerWorld软件的分析结果进行比较校核。7、用PowerWorld作为分析工具，发电机采用三阶模型，对第6步的故障方案进行稳定计算，给出摇摆曲线，并计算故障的极限切除时间。8、比较两种模型的仿真结果，分析发电机模型选择对于稳定计算结果的影响。9、分析励磁调节系统参数变化对于稳定计算结果的影响；10、编制课程设计报告。三、设计要求和设计成果：1、2位同学为一组，自行分工，但任务不能重复；2、每位同学对自己的设计任务编写课程设计说明书一份；3、一组同学共同完成一份完整的设计报告；2、设计说明和报告应包含：以上设计任务每一部分的计算过程和结果分析；所编制的潮流和稳定计算源程序（主要语句应加注释）；潮流计算结果（潮流图）稳定计算的功角曲线等；网络变换法求解转移阻抗的变换过程图。附注：ODE函数说明Matlab提供了一阶常微分方程组求解的系列函数：ode**。包括：ode45,ode23,ode113等，还有针对刚性系统的ode15s，ode23s等。这里可采用ode45编程（大家也可选择和对比其它函数，不同编号采用的数值积分算法不同）。函数形式：[t,y]=ode45(odefun,[t1,tf],x0,options);说明：odefun：列向量1*n，通过函数计算柄输出的微分方程的右端项；t1,tf:分别制定积分的时间起点和终点；x0：列向量1*n，状态变量初值options：：微分优化参数，是一个结构体，使用odeset可以设置其具体参数，详细内容查看帮助。t：为时间列向量1*my为状态变量计算结果矩阵，m行代表时间点，n列代表n个状态变量的时间序列值。例如，求解如下微分方程：12212sin()xxxx初值为x1=1,x2=0从0s积分到3s，步长：0.1s则，首先定义函数myfunc，计算微分方程右端项的值：functiondx=myfunc(x)dx=[x(2)2*sin(x(1)];Ode45函数引用如下：x0=[1,0]options=odeset;options.reltol=1e-8;[t,y]=ode45(@myfunc,[0,3],x0,options)华南理工大学电力系电气工程和及其自动化专业课程设计(论文)任务书兹发给2011级电气2班学生夏宇、吴冬皓课程设计任务书,内容如下：1.课程设计题目：电力系统稳定分析和计算2.应完成的项目：A.用Matlab编制PQ分解法潮流计算程序，完成典型运行方式的潮流计算并进行分析；B.用PowerWorld软件对自己编制的软件计算结果进行校核和分析；C.用Matlab编制稳定计算程序，发电机采用二阶经典模型，要求给出网络变换法求解转移阻抗的变换过程图；D.选择2-3种故障方案，计算故障的极限切除时间和极限切除角；E.用PowerWorld做为分析工具，发电机采用三阶模型，对上面的2-3种故障方案进行稳定计算，计算故障的极限切除时间，分析发电机模型选择对于稳定计算结果的影响，并且分析