電氣工程及其自動(dòng)化優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

1、太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書第1頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題口：基于pscad/emtdc的配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)潮流分析與仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）：1. 介紹三相潮流計(jì)算的背景及其研究的意義，潮流計(jì)算對(duì)整個(gè)電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行的重耍性。2. 無功優(yōu)化問題是一個(gè)多變量、多約束的混合非線性規(guī)劃問題，其操作變量 既有連續(xù)變量，又有離散變量，使得優(yōu)化過程十分復(fù)雜。研究無功優(yōu)化的計(jì) 算機(jī)算法，計(jì)算機(jī)算法有以牛頓法為代表的經(jīng)典非線性算法，以原一對(duì)偶法 為代表的線性算法，后來出現(xiàn)的以遺傳算法、禁忌搜索算法等為代表的人工 智能算法，它們各自乂各自的優(yōu)缺點(diǎn)，所應(yīng)用的環(huán)境條件也各不相同，但都 是為了一個(gè)h標(biāo)：

2、進(jìn)行無功優(yōu)化，進(jìn)行無功補(bǔ)償。3. 用matlab編制程序，運(yùn)用等面積法進(jìn)行無功優(yōu)化，確定最佳補(bǔ)償位置和最 佳補(bǔ)償容量，使配電網(wǎng)輸電線路上的有功損耗達(dá)到最小。4. 對(duì)集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償?shù)热N無功補(bǔ)償方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià), 得到經(jīng)濟(jì)有效的補(bǔ)償方案。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：1. 無功優(yōu)化的方法、措施、目的、經(jīng)濟(jì)效益。2. 無功優(yōu)化方面國內(nèi)外研究的進(jìn)展及無功優(yōu)化的算法研究，計(jì)算機(jī)算法主要 有經(jīng)典非線性算法、線性算法以及后來出現(xiàn)人工智能算法等三類，研究它們 各自又各自的優(yōu)缺點(diǎn)，所應(yīng)用的環(huán)境和條件。3研究配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和適用于單電源輸電線路的無功優(yōu)化算，最終選擇 了等面積法進(jìn)行程序的編制，因

3、為其算法簡(jiǎn)單易于編程，結(jié)果能達(dá)到預(yù)期的 日標(biāo)。4.介紹了地區(qū)配電網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型和等而積法無功優(yōu)化的原理，說明了用等而 積法的誤差范圍。5用matlab編寫程序，說明程序流程。6.對(duì)集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償?shù)热N無功補(bǔ)償扭施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。 集屮補(bǔ)償必不可少，分散補(bǔ)償比較經(jīng)濟(jì)，隨器補(bǔ)償效率比較高但其費(fèi)用昂貴, 采用隨器補(bǔ)償和線路高壓分散補(bǔ)償相結(jié)合的無功補(bǔ)償手段是最住的選擇。學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）：1. 論文一份2. 程序源代碼一份3. 外文翻譯一份主要參考文獻(xiàn)（資料）：1 靳龍章，丁毓山.電網(wǎng)無功補(bǔ)償實(shí)用技術(shù).第3版.中國水利水電出版社.2001.2 文福栓，韓禎祥.基于tabu搜索方

4、法的輸電系統(tǒng)最優(yōu)規(guī)劃.電網(wǎng)技術(shù).1997,21.3 張學(xué)松，柳悼，于爾鰹.基于tabu方法的配電電容器投切策略.電網(wǎng)技術(shù).1998.4 周雙喜，楊彬.實(shí)現(xiàn)無功優(yōu)化的新算法一遺傳算法.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2000.5 虞忠年，陳星鶯,劉昊.電力網(wǎng)電能損耗.中國電力出版社.2000.6 右 鵬.兒種新型算法在無功優(yōu)化中運(yùn)川綜述.廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào).no.4,2003.7 許文超，郭偉.電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的模型及算法綜述.電力系統(tǒng)及其白動(dòng)化學(xué) 報(bào).2003（5）:vol. 15 no. 1罔馬晉張，l. l. lai,楊以涵.遺傳算法在電力系統(tǒng)無功優(yōu)化中的應(yīng)用.中國電機(jī)工程 學(xué)報(bào).1995.9 賈鵬宇.

5、配電網(wǎng)無功優(yōu)化補(bǔ)償?shù)奶接懭A北電力人學(xué)碩士論文.2004.10 湯建民.電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償綜合規(guī)劃.重慶人學(xué)碩士論文.1995.11 鄭霓虹.配電網(wǎng)無功優(yōu)化方法的研究.重慶大學(xué)碩士論文.2002.專業(yè)班級(jí)學(xué)生 張敏要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期2007.3 至 2007.7指導(dǎo)教師簽字日期教研室主任審查簽字日期系主任批準(zhǔn)簽字日期基于pscad/emtdc的配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)潮流分析與仿真摘要在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，隨著用電負(fù)荷的變化和系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變，網(wǎng)絡(luò)中 的損耗也將發(fā)生變化。要嚴(yán)格保證所有的用戶在任何時(shí)刻都有額定的電壓是不可能 的，因此系統(tǒng)運(yùn)行屮個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)電圧的偏移是不可避免的。為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定

6、 運(yùn)行，要進(jìn)行潮流調(diào)節(jié)。潮流計(jì)算是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)發(fā)供電的必要手段和重要 t作環(huán)節(jié)，因此潮流計(jì)算在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行、調(diào)度管理及科學(xué)研究屮 都有著廣泛的應(yīng)用。隨著電力系統(tǒng)及在線應(yīng)用的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本完善，為電力系統(tǒng)的潮流 計(jì)算提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析計(jì)算中最基木的內(nèi)容，也是 電力系統(tǒng)運(yùn)行及設(shè)計(jì)中必不可少的工具。emtdc/pscad仿真作為一種高效的電力系統(tǒng) 仿真分析軟件，可以較為簡(jiǎn)單地模擬復(fù)雜電力系統(tǒng)，包括直流輸電系統(tǒng)和其相關(guān)的控 制系統(tǒng)?？衫迷摲抡孳浖?duì)電力電了電路進(jìn)行仿真，本文以電力系統(tǒng)分析為基礎(chǔ)以 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)電路為例對(duì)其進(jìn)行仿真分析，從

7、而進(jìn)一步熟悉配電網(wǎng)潮流計(jì)算的基本 知識(shí)。關(guān)鍵詞：潮流計(jì)算，emtdc/pscad仿真，電力系統(tǒng)analysis and simulation of the steady state power flow indistribution network based on pscad/emtdcabstractin the normal operation of the power system, with the change of the mode of operation and system load changes, loss in the network will also change

8、. to ensure strict voltage are rated all users at any time is impossible, so the system is running in a node voltage offset is inevitable. in order to ensure the stable operation of power system, for power flow regulation. power flow calculation is the realization of power system security and econom

9、y of power supply of the necessary and important work segment, so the load flow calculation in power system planning and design, operation, management and scientific research have a wide range of applications.with the development of power system and online application, the computer network has been

10、basically perfect, provides the material basis for the power system load flow calculation. power flow calculation is the basic content of power system analysis, design and operation of power system is an essential tool. emtdc/pscad simulation for power system simulation is an efficient analysis soft

11、ware, can be a relatively simple simulation of complex power system, including the dc transmission system and its related control system. for simulation of power electronic circuit by using the simulation software, based on the analysis of power system based on the circuit of power system distributi

12、on network as an example simulation analysis on the basic knowledge, thus further familiar with the distribution network power flow calculation.keywords： power flow calculation, emtdc/pscad simulation, power system摘要iabstract錯(cuò)誤！未定義書簽。第一章緒論11課題背景11.2潮流計(jì)算的意義及發(fā)展趨勢(shì)11.3本文的主要研究?jī)?nèi)容錯(cuò)誤！未定義書簽。第二章電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的基本原理錯(cuò)

13、誤！未定義書簽。21配電網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.1電力網(wǎng)絡(luò)的基木方程式錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.2白導(dǎo)納和互導(dǎo)納的確定方法錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.3節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的性質(zhì)及意義錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.4等值電路錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.1潮流計(jì)算的節(jié)點(diǎn)類型錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.2潮流計(jì)算的基本方程錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3潮流計(jì)算的約束條件錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4潮流計(jì)算方法錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4.1牛頓拉夫遜算法錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4.2 p-q分解法錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4.2前推回代法錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4.3 算法比較.錯(cuò)

14、誤！未定義書簽。2.5 pscad簡(jiǎn)介錯(cuò)誤！未定義書簽。2.5.1 pscad概述錯(cuò)誤！未定義書簽。2.5.2 pscad的基本操作錯(cuò)誤！未定義書簽。第三章前推回代法潮流計(jì)算理論分析錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1概述錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2前推回代法基木原理錯(cuò)誤！未定義書簽。第四章 基于pscad的實(shí)例仿真4潮流計(jì)算原始資料參數(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2參數(shù)計(jì)算及等值電路的繪制錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2.1節(jié)點(diǎn)設(shè)置及分類錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2.2支路參數(shù)計(jì)算并求解錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3.3模型的建立錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3 求解方法錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4前推回代法的求解過程錯(cuò)誤！未定義書簽。4.5

15、運(yùn)行pscad軟件輸出結(jié)果錯(cuò)誤！未定義書簽。4.6 pscad仿真結(jié)果分析錯(cuò)誤！未定義書簽?？?結(jié)錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。致 謝錯(cuò)誤！未定義書簽。附錄錯(cuò)誤！未定義書簽。英文原文錯(cuò)誤！未定義書簽。中文譯文錯(cuò)誤！未定義書簽。第一章緒論1.1課題背景電力是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要指標(biāo)，也是反映人民生活水平的重要標(biāo)志， 它已成為現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及城鄉(xiāng)生活等許多方血不可或缺的能源和動(dòng) 力。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。 它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸屯、變電和配 電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能

16、，電力系統(tǒng)在齊個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相 應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度, 以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。潮流計(jì)算是在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和決定系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的邊界條件的 情況卜確能系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的一種基本方法，是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營中不可缺少的 一個(gè)重要組成部分?？梢哉f，它是電力系統(tǒng)分析屮最基本、最重要的計(jì)算，是系統(tǒng)安 全、經(jīng)濟(jì)分析和實(shí)時(shí)控制與調(diào)度的基礎(chǔ)。是電力系統(tǒng)研究人員長(zhǎng)期研究的一個(gè)課題。 自pscad等計(jì)算機(jī)軟件問世以來，它們強(qiáng)大的矩陣處理功能給電力系統(tǒng)的分析、計(jì)算 帶來許多方便。在處理潮流計(jì)算時(shí)，其計(jì)算機(jī)軟件的速度已無法滿足大電網(wǎng)

17、模擬和實(shí) 時(shí)控制的仿真要求，而高效的潮流問題相關(guān)軟件的研究已成為大規(guī)模電力系統(tǒng)仿真計(jì) 算的關(guān)鍵。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，對(duì)pscad潮流計(jì)算的研究為快速、詳 細(xì)地解決大電網(wǎng)的計(jì)算問題開辟了新思路。1.2潮流計(jì)算的意義及發(fā)展趨勢(shì)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)最基木的計(jì)算，也是最重要的計(jì)算。所謂潮流計(jì)算, 就是已知電網(wǎng)的接線方式與參數(shù)及運(yùn)行條件，計(jì)算電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行各母線屯壓、各 支路電流與功率及網(wǎng)損。對(duì)于正在運(yùn)行的電力系統(tǒng)，通過潮流計(jì)算可以判斷電網(wǎng)母線 電壓、支路電流和功率是否越限，如果有越限，就應(yīng)采取措施，調(diào)整運(yùn)行方式。對(duì)于 正在規(guī)劃的電力系統(tǒng)，通過潮流計(jì)算，可以為選擇電網(wǎng)供電方案和電氣設(shè)

18、備提供依據(jù)。 潮流計(jì)算還可以為繼屯保護(hù)和自動(dòng)裝置定整計(jì)算、屯力系統(tǒng)故障計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算等提 供原始數(shù)據(jù)。潮流計(jì)算的意義：（1）在電網(wǎng)規(guī)劃前，由電力系統(tǒng)潮流計(jì)算，可以合理規(guī)劃電源容量，并合理規(guī)劃網(wǎng)架, 同時(shí)選擇無功補(bǔ)償方案,以滿足不同規(guī)劃水平下的潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓 等要求（2）在運(yùn)行時(shí),預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)及新設(shè)備投運(yùn)，選擇不同的潮流計(jì)算,以發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱 環(huán)節(jié)，供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考，并對(duì)相關(guān)部門提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快基建進(jìn)度的 建議。（3）正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算，用于日運(yùn)行方式的編制,指導(dǎo)發(fā)電廠開 機(jī)方式，有功、無功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案，滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)

19、量耍求。（4）預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對(duì)靜態(tài)安全的影響分析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式調(diào)整方 案?？偨Y(jié)為在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需耍進(jìn)行潮流計(jì)算以比較 運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng) 的運(yùn)行狀態(tài)，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計(jì)算。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用 最廣泛、最基木和最重要的一種電氣運(yùn)算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí), 采用離線潮流計(jì)算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控中，則采用在線潮流計(jì)算。國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)：潮流算法多種多樣，但一般要滿足四個(gè)基木要求：可靠收斂，計(jì)算速度快，使用 方便靈活，內(nèi)存占用量少。它們也是對(duì)潮流算法進(jìn)行評(píng)價(jià)的主要依據(jù)。近年來，大多數(shù)研究都是圍繞改進(jìn)牛頓法和p-q分解法進(jìn)行的。此外，隨著人 工智能理論的發(fā)展，遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法也逐漸被引入潮流計(jì)算。但 是，到冃前為止這些新的模型和算法還不能取代牛頓法和pq分解法的地位。由于 電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)計(jì)算速度的要求不斷提高，計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算技術(shù)也將 在潮流計(jì)算中得到廣泛的應(yīng)用，成為重要的研究領(lǐng)域。經(jīng)過三十多年的發(fā)展，潮流 算法已比較成熟，但是，仍存在不少尚待解決的問題，例如各種牛頓法潮流算法，對(duì) 于某些條件可能導(dǎo)致不收斂，潮流計(jì)算的多解現(xiàn)象及其機(jī)理在重負(fù)荷情