电力系统分析课程设计

课程设计任务书学生姓名：丁景专业班级：电气0802班指导教师：宋仲康工作单位：自动化学院题目:网络图如图1所示，发电厂G2为一基载厂，承担负荷包括高压母线上的负荷，其运算功率为117-j22MVA，变压所H的运算负荷（包括高压母线负荷）为440+j136MVA。发电厂G1承担除G2厂供给功率以外的系统所需负荷以及网络损耗。线路L1、L2、L3的阻抗分别为3.17+j20.7Ω,5.13+j27.2Ω,7.33+j48.0Ω。已知发电厂G1的高压母线电压U1为238kv。计算潮流分布。图1电力网络图要求：（1）编写设计原理；(2)电路参数计算；（3）画等值电路图；（4）计算步骤及结果；（5）结果分析。～～G1G2L2L1H132L3武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书2时间安排：2011.6.20－2011.6.22收集课程设计相关资料2011.6.23－2011.6.30系统设计2011.7.1－2011.7.3撰写课程设计及答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书3摘要电力系统分析是电气工程及其自动化专业的必修课。主要通过理论和仿真计算使学生掌握电力系统三大计算（电力系统短路计算、系统稳定计算、潮流计算）的基本方法，深化学生对电力系统基本理论和计算方法的理解，培养学生分析、解决问题的能力和电力系统计算软件的应用能力。潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及其相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。简单闭式潮流网络通常是指两端供电网络和简单环形网络。简单环形网络是指每一节点都只同两条支路相接的环形网络。单电源供电的简单环网可以当做是供电点电压相等的两端供电网络。当简单环网中存在多个电源点是，给定功率的电源点可以当作负荷点处理，而把给定电压的电源点都一分为二，这样便得到若干个已知供电点电压的两端供电网络。这时简单环形网络可以转化为大家熟悉的两端供电网络，灵活运用功率分点进行电流网络的潮流计算。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要措施和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算、生产运行、调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。也就是说，对于电气工程及其自动化专业的学生来说，掌握潮流计算是非常重要和必要的。关键词：潮流计算；两端供电网络；简单环形网络；功率分点武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书4目录1.闭环电流网的潮流分布……………………………………………….51.1设计原理……………………………………………………51.2电路参数计算……………………………………………….61.3画等值电路………………………………………………….71.4计算步骤及结果…………………………………………….71.5结果分析…………………………………………………….102.总结…………………………………………………………………...113.参考文献……………………………………………………………..12成绩评定表…………………………………………………………….133.闭环电流网的潮流分布武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书53.1设计原理简单闭式潮流网络通常是指两端供电网络和简单环形网络，而本题是关于简单闭式网络中的简单环形网络的潮流计算。在电力网中功率由两个方向流入的节点称为功率分点，并用▼和▽分别表示有功功率和无功功率分点。在不计功率损耗求出电力网功率分布之后，我没想像在功率分点（节点2）将网络解开，使之成为两个开式网络。将功率分点处的负荷S2也分成Sb2和S12两部分分别过载两个开式电力网的终端。（见图2）图2两端供电网络的功率分布简单环形网络是指每一节点都只同两条支路相接的环形网络。单电源供电的简单环网可以当做是供电点电压相等的两端供电网络。当简单环网中存在多个电源点是，给定功率的电源点可以当作负荷点处理，而把给定电压的电源点都一分为二，这样便得到若干个已知供电点电压的两端供电网络。本题首先可以将简单环形网络转化成简单直接的两端供电网络，然后进行我们熟悉的两端供电网络的潮流分布计算，求出电力网的功率分布和电压损耗。3.2电路参数计算a1b2Sa1S12Sb2S2S1▼a1b2Sa1S12Sb2S12S1Sb22(a)(b)武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书6图3电力网络图电力网络图如上图图3所示，网络参数如下：线路L1：Z1=3.17+j20.7Ω线路L2：Z1=5.13+j27.2Ω线路L3：Z1=7.33+j48.0Ω发电厂G1：U1=238Kv发电厂G2：Sb=117-j22MVA变压所H:Sc=440+j136MVA3.3画等值电路～～G1G2L2L1HAcbL3武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书7图4电力网络等值电路图3.4计算步骤及结果网络等值电路如图4所示，由基尔霍夫电压定律和电流定律有：可得为了求取网络中的功率分布，可以采用近似的算法，先忽略网络中的功率损耗，都用相同的电压V计算功率，令V=VN∠0°，认为S≈VN，对上式的各量取其共轭值，然后全式乘以VN，便得：A1A2Z1Z2Z3Sa1,Ia1-Sb,I1Sc,I2S12,I12Sa2,Ia2bcZ1Ia1+Z2I12-Z3Ia2=0Ia1-I12=I1I12+Ia2=I2321231321IZZZZZZa321221112IZZZZZa武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书8即可求得1Sa=(127.4+j87.6)MVA，2Sa=（194.2+j70.1）MVA验算：1Sa+2Sa=(127.4+j87.6)+（194.2+j70.1）=（321.6+j157.7）MVAcbSS)(=15832313644022117jjjMVA可见，计算结果误差很小，无需重算。则有SbSSa112(127.4+j87.6)+（117-j22）=（244.4+j65.6）MVA功率分布如下图图5所示3213321SZZZSZSZZcba3212112SZZZSZSZcba武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书9图5电力网络功率分布计算电压损耗：由于线路L2和线路L3的功率均流向节点c，故节点c为功率分点，这点的电压最低。为了计算线路L3的电压损耗，需要用A点的电压和功率SA2。SA2=2Sa+3LS=（194.2+j70.1）+4833.72381.702.194222j=1.1067.199jMVA238481.10633.77.1993V=27.5Kv故节点c的高压母线的实际电压为：3VVVac238-27.5=210.5Kv在功率分点c处将网络解开，使之成为两个开式网络，其功率分布如下图127.4+j87.6A1bc244.4+j65.6194.2+j70.1A2―（117-j22）440+j136▼武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书10图6两端供电网络的功率分布则线路L2的电压降落为：4.145.2102.276.6513.54.2442VKv故节点b的高压母线的实际电压为2VVVcb=210.5+14.4=224.9Kv3.5结果分析综上所述有：变电厂A对发电厂G2提供功率1Sa=(127.4+j87.6)MVA，发电厂G2的高压母线实际电压Vb=224.9Kv，变电厂A对变压所H提供功率2Sa=（194.2+j70.1）MVA，变压所H的高压母线实际电压Vc=210.5Kv，发电厂G2对变压所H提供功率S12=（244.4+j65.6）MVA总结潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行―（117-j22）A1A2bcc194.2+j70.1SbcSac127.4+j87.6244.4+j65.6武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书11条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及其相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。潮流计算的已知条件通常是电源点的电压和负荷点的功率，待求的是电源点以外的各节点电压和功率分布。可以采用逐步逼近的方法，将每一轮的计算分两个步骤进行：第一步，从负荷点开始，逆着功率传送的方向，计算各支路的功率损耗和功率分布；第二步，从电源点开始，顺着功率传送的方向，计算各支路的电压降落（或电压损耗）。通过这次的课程设计，我重新温习了之前课本的相关内容，对课本上的知识有了更深层次的理解与掌握，同时进一步感受到了理论知识在工程实践中的重要性。刚接触到课设题目时，把问题想的太复杂，只有一个模糊的方向。后来与同学进行了多次讨论与推敲，直至最后才把问题解决。总之，这次的课程设计是很有意义的，让我更加地体会到“实践出真知”的这个道理。参考文献[1]何仰赞，温增银.电力系统分析[上册].武汉：华中科技大学出版社2006.8武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书12[2]何仰赞，温增银.电力系统分析[下册].武汉：华中科技大学出版社2006.8[3]何仰赞，温增银.电力系统分析题解.武汉：华中科技大学出版社2006.11本科生课程设计成绩评定表姓名丁景性别女武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书13专业、班级电气工程及其自动化0802课程设计题目：闭环电流网的潮流分布计算课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：设计原理（20分）计算步骤与网络图（30分）结果及分析（20分）说明书内容和规范程度（10分）答辩（10分）考勤（10分）总分（100分）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：年月日