電力工程潮流分析

1、實驗四 潮流仿真分析一、 實驗?zāi)康?. 了解PQ、PV和平衡節(jié)點的設(shè)置和功能2. 學(xué)會利用軟件對潮流結(jié)果進(jìn)行分析二、 實驗基本知識潮流計算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛、最基本和最重要的一種電氣計算。電力系統(tǒng)在正常三相穩(wěn)定條件下運行需要以下幾點：（1）發(fā)電機(jī)提供電能給負(fù)荷以及各種損耗；（2）母線電壓幅值保持接近額定值；（3）發(fā)電機(jī)在特定的有功、無功功率限制條件下運行；（4）傳輸線和變壓器不過負(fù)荷潮流計算中節(jié)點類型分三類，PQ節(jié)點、PV節(jié)點和平衡節(jié)點，分類依據(jù)是給定變量的不同。（1）平衡節(jié)點：用來平衡全電網(wǎng)的功率。平衡節(jié)點的電壓幅值V和相角是給定的，通常以它的相角為參考點，即取其電壓相角為零。一個獨立

2、的電力網(wǎng)中只設(shè)一個平衡節(jié)點。（2）PV節(jié)點（電壓控制母線）：有功功率P和電壓幅值V為給定。（3）PQ節(jié)點（無功控制母線）：注入有功功率P和無功功率Q是給定的。所有負(fù)荷都是恒功率模型(PQ節(jié)點)，即有功、無功功率恒定。三、 實驗內(nèi)容與步驟1. 打開“IEEE9BUS”電力系統(tǒng)模型，點擊按鈕，切換到潮流分析模塊。通過點擊編輯欄的按鈕創(chuàng)建新版本，完成以下測試并注意回答后面相關(guān)問題：a.根據(jù)打開的建好的模型，運行潮流計算，填寫表格7，8，9。b. Load A有功增加50MW，運行潮流計算，填寫表格7,回答第3題的問題。c. Gen3有功增加20MW，運行潮流計算，填寫表格8，回答第4題的問題。d.將

3、Gen3的Qmin改為-10，運行潮流計算，填寫表格9，回答第5題的問題。2. 打開FileCopy Project To,將原文件復(fù)制到新文件中，自定義新文件的名稱。在新文件中將Gen2、Gen3的運行模式改為無功控制。在該新文件的基礎(chǔ)上完成以下測試并注意回答后面相關(guān)問題：e.打開新的文件，運行潮流計算，填寫表格10、11, 回答第6題的問題。f.將Gen3的無功功率設(shè)為10Mvar, 運行潮流計算，填寫表格10, 回答第7題的問題。g. Load A無功增加50Mvar, 運行潮流計算，填寫表格11, 回答第8題的問題。3. 對比a和b回答以下問題： Gen1、Gen2、Gen3的運行模式

4、是什么？ 答:Gen1為平衡模式，Gen2、Gen3為電壓控制模式 根據(jù)表格7，Load A有功增加50MW后，觀察三個發(fā)電機(jī)供給電網(wǎng)的有功功率變化，負(fù)荷增加帶來發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率的增加主要是由哪個發(fā)電機(jī)承擔(dān)的，為什么？ 答:LOADA有功增加50MW后GEN1供給電網(wǎng)的有功功率增加47.4MW，GEN2GEN3供給的有功功率不變。所以主要由GEN1承擔(dān)了系統(tǒng)的有功功率，gen2gen3是電壓控制面兩者的有功功率是給定不變的，而gen1是平衡點，承擔(dān)電網(wǎng)的有功功率。 負(fù)荷增加數(shù)值和發(fā)電機(jī)有功出力的增加數(shù)值不完全相同，有較小的差值，思考為什么？ 答:發(fā)電機(jī)的有功功率增加了47.4MW，而loa

5、dA增加了47.1，發(fā)電機(jī)更大一點，因為發(fā)電機(jī)供給符合中途會存在電路上的線路損耗，消耗了一小部分有功功率。 觀察三個發(fā)電機(jī)控制的母線電壓幅值，是否有變化，為什么？ 答:母線的電壓幅值沒有變化，因為平衡節(jié)點和電壓控制節(jié)點的電壓幅值均為給定的，不隨負(fù)荷的變化而變化。表格7設(shè)置Bus1Bus2Bus3Load A設(shè)置ababababMW71.3118.747.4163163085850124.5171.947.4Mvar273366.69.32.7-10.9-9.80.949.949.2-0.7%V1041040102.5102.50102.5102.5099.5798.88-0.89注意：Load

6、 A的功率值填實際運行值，而不是額定值。%V表示電壓值，用百分?jǐn)?shù)表示。表示差值:b-a4. 根據(jù)表格8，Gen3發(fā)出的有功功率增加20MW后，觀察三個發(fā)電機(jī)供給電網(wǎng)的有功功率變化，Gen3有功出力的增加帶來其他發(fā)電機(jī)有功出力的減少主要是由哪個發(fā)電機(jī)承擔(dān)的，為什么？答:Gen3有功功率增加了讓20mw后，gen1供給電網(wǎng)的有功功率減小了20mw，gen2供給電網(wǎng)的有功功率是保持不變的，所以gen3增加主要是由gen1承擔(dān)的，因為gen2為電壓控制節(jié)點，有功功率給定，gen1為平衡節(jié)點，承擔(dān)有功功率平衡表格 8位置Bus1Bus2Bus3設(shè)置acacacMW71.351.3201631630858

7、50Mvar2729.32.36.67.30.7-10.9-9.80.95. 對比設(shè)置a和d，Gen3的Qmin改為-10后,觀察Gen3的無功出力值變?yōu)槎嗌?，Gen3無功出力的減少主要由Gen2和Gen1上無功出力的增加來調(diào)節(jié)。母線3和母線2的電壓值如何變化？為什么變化不同。答:gen3的無功功率由-10.9mvar變?yōu)?10mvar母線3上的電壓增加了30.18%V，母線2沒變，gen2為電壓控制節(jié)點，電壓幅值給定不變，而gen3的Qmin改為-10時，無功功率最小只能是-10Mvar，達(dá)不到-10.9Mvar，電壓向量的角度發(fā)生變化，所以電壓改變了，由P=UICOS可知cos增加了，I減

8、小，電壓損失減小，母線電壓增大。表格9位置Bus1Bus2Bus3設(shè)置ad1ad2ad3MW71.371.60.3163163085850Mvar2726.50.56.660.6-10.9-100.9%V1041040102.5102.50102.5102.506. 對比設(shè)置a和e,Gen2、Gen3的運行模式改為無功控制后，bus1、bus2、bus3上的電壓幅值有無變化。答:BUS1電壓幅值沒有發(fā)生變化，BUS2的電壓幅值減小了0.005%V，BUS3的電壓幅值增加，因為GEN1電壓幅值給定不變，gen2gen3為無功控制，功率給定，電壓值可以改變。7. 對比設(shè)置e和f，Gen3發(fā)出的無功

9、功率增加10Mvar后，觀察三個發(fā)電機(jī)供給電網(wǎng)的無功功率變化，Gen3無功出力的增加帶來其他發(fā)電機(jī)無功出力的減少主要是由哪個發(fā)電機(jī)承擔(dān)的？答:Gen3發(fā)出10Mvar后，GEN1供給的無功功率減小，gen2供給的無功功率不變，因為gen2為無功控制，所以Q給定，由gen1來承擔(dān)無功功率平衡。所以gen3無功功率增加10WVAR帶來的其他發(fā)電機(jī)無功功率減小是由gen1承擔(dān)的。表格 10母線bus1bus2bus3版本efefefMW7583.88.8163163085850Mvar21.79.911.8000010108. 對比設(shè)置e和g，LoadA的無功功率增加50Mvar后，觀察Load A所連接的母線電壓如何變化？聯(lián)系無功補償實驗知識理解該變化的原因。Load A實際運行的有功功率如何變化，為什么？答:LOADA無功功率增加50WVAR后，LOADA母線電壓減小6.83%V，因為無功功率增加后，COS減小，電壓幅值不變，I增大，電壓損失增大，所以母線電壓減小因為母線電壓減小，所以有功功率減小表格11位置Bus1Bus2Bus3Load A版本EgegegeGMW7541.5-38163163085850125.610916.6Mvar21.777.856.100000050.286.936.7%V1041