電力系統(tǒng) 運(yùn)行方式及潮流分析實(shí)驗(yàn)結(jié)題報(bào)告(實(shí)驗(yàn)一)

1、 Beijing Jiaotong University 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式及潮流分析實(shí)驗(yàn)結(jié)題報(bào)告姓名：TYP班級(jí)：電氣0906學(xué)號(hào)：09291183指導(dǎo)老師：徐麗杰完成日期：2012.3.20一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握電力系統(tǒng)主接線電路的建立方法；2、掌握輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法；3、比較計(jì)算機(jī)潮流計(jì)算與手算潮流的差異；4、掌握不同運(yùn)行方式下潮流分布的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算；2、不同運(yùn)行方式下潮流分布的比較分析。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉仿真環(huán)境及主接線系統(tǒng)的搭建打開(kāi)仿真軟件，根據(jù)教程熟練軟件里各項(xiàng)工具的使用，并最終搭建起輻射形網(wǎng)絡(luò)主接線系統(tǒng)。系統(tǒng)中各個(gè)模塊的參數(shù)設(shè)定如下：（1）升壓變

2、壓器B1根據(jù)變比=18/110，Uk=14.3，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1等數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)，此處應(yīng)將繞組2額定電壓設(shè)為1.1倍的2測(cè)網(wǎng)絡(luò)額定電壓。具體參數(shù)設(shè)定如下圖：（2）線路L1，L2根據(jù)長(zhǎng)度：80km，電阻：0.21/km，電抗：0.416/km，電納：2.74×10-6S/km等數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)，其中需將線路額定電壓設(shè)為110kV，以保證仿真成功。同時(shí)要通過(guò)電納的數(shù)值換算出正序電容的數(shù)值，具體公式為b=2fNC,算出正序電容為8.721690881nF/km。具體參數(shù)設(shè)定如下圖：（3）降壓變壓器B2，B3根據(jù)Un=15MVA，變比=110/11 KV，Uk=1

3、0.5，Pk=128KW，P0=40.5KW，I0/In=3.5等數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)。其中2測(cè)網(wǎng)絡(luò)額定電壓須設(shè)為10kV，繞組2額定電壓設(shè)為11kV，因?yàn)閲?guó)家電網(wǎng)規(guī)定的線路電壓標(biāo)準(zhǔn)中只有10kV，而沒(méi)有11kV。具體參數(shù)設(shè)定如下圖：（4）負(fù)載F1，F(xiàn)2根據(jù)F1：20+j15MVA； F2：30+j12MVA等數(shù)據(jù)設(shè)定兩個(gè)負(fù)載的參數(shù)。具體參數(shù)設(shè)定如下圖：（5）同步發(fā)電機(jī)G1根據(jù)G1：300+j180MVA（平衡節(jié)點(diǎn)）等數(shù)據(jù)設(shè)定參數(shù)。具體參數(shù)設(shè)定如下圖：（6）輸出量的選擇為了讓仿真能夠順利進(jìn)行，需選擇輸出量。本次試驗(yàn)選擇了兩個(gè)三相斷路器的電流和狀態(tài)，和三項(xiàng)CVT的一次測(cè)參數(shù)作為輸出量。具體輸出量選擇和仿

4、真結(jié)果如以下四幅圖所示：2、輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算（1）利用仿真軟件進(jìn)行潮流計(jì)算。通過(guò)不斷調(diào)整發(fā)電機(jī)的標(biāo)幺值參數(shù)（最終調(diào)整為0.97784），將升壓變壓器后面的母線電壓調(diào)成117kV。監(jiān)控圖頁(yè)上的潮流計(jì)算結(jié)果如下圖所示：項(xiàng)目DDRTS潮流計(jì)算結(jié)果變壓器B2輸入功率10.01+j7.55（MW）變壓器B2輸出功率10.01+j7.51（MW）變壓器B3輸入功率10.01+j7.55（MW）變壓器B3輸出功率10.01+j7.51（MW）線路L1輸入功率26.11+j12.91（MW）線路L1輸出功率25.02+j13.56（MW）線路L2輸入功率26.11+j12.91（MW）線路L2輸出功率25

5、.02+j13.56（MW）（2）手算潮流： 變壓器B2（B3）潮流計(jì)算：兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的組合電阻、電抗及勵(lì)磁功率分別為 變壓器的勵(lì)磁功率也作為變壓器一次側(cè)的一種負(fù)荷，所以變壓器一次側(cè)的總負(fù)荷節(jié)點(diǎn)C的功率即使負(fù)荷功率.變壓器輸入負(fù)荷變壓器功率損耗 輸入負(fù)荷 輸出負(fù)荷：即是節(jié)點(diǎn)C負(fù)荷功率線路L1（L2）潮流計(jì)算：計(jì)算等值參數(shù)輸電線路的等值電阻、電抗和電納分別為 由于線路電壓未知，可用線路額定電壓計(jì)算線路產(chǎn)生的充電功率，并將其等分成兩部分，得：先按電力網(wǎng)額定電壓，逆著功率傳輸?shù)姆较蛴?jì)算功率損耗和首端功率由等值電路可知線路中的功率損耗為于是可得母線A輸出的功率為利用計(jì)算得到的首端功率和已知的首端

6、電壓，順著功率傳輸?shù)姆较?，?jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓：線路中電壓降落的縱橫分量分別為 可得B點(diǎn)電壓為變壓器中電壓降落的縱、橫分量分別為 歸算到高壓側(cè)的C點(diǎn)電壓為變壓器低壓側(cè)母線C電壓為（3）計(jì)算比較誤差分析經(jīng)比較，手算結(jié)果與計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果相差不大。產(chǎn)生誤差原因：手算時(shí)是已知首端電壓、末端功率的潮流計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中要將輸電線路對(duì)地電容吸收的功率以及變壓器勵(lì)磁回路吸收的功率歸算到運(yùn)算負(fù)荷中，并且在每一輪的潮流計(jì)算中都用上一輪的電壓或功率的值（第一輪電壓用額定電壓）。而且很多元器件的功率損耗用的都是額定電壓，顯然這和實(shí)際情況會(huì)有出入。但是這種算法產(chǎn)生的誤差比較小，這也是這種算法在工程計(jì)算中得以應(yīng)用的原因。3、不

7、同運(yùn)行方式下潮流比較分析（1）將L2線路的斷路器設(shè)為“斷開(kāi)”，并將發(fā)電機(jī)的標(biāo)幺值重新調(diào)整（最終調(diào)整為0.98061），使第一條母線電壓仍為117kV。具體參數(shù)設(shè)定如下圖：之后進(jìn)行單回線運(yùn)行的潮流計(jì)算。監(jiān)控圖頁(yè)上的潮流計(jì)算結(jié)果如下圖所示：運(yùn)行方式潮流雙回線運(yùn)行單回線運(yùn)行變壓器B2輸入功率10.01+j7.55（MW）9.99+j7.55（MW）變壓器B2輸出功率10.01+j7.51（MW）9.99+j7.49（MW）變壓器B3輸入功率10.01+j7.55（MW）9.99+j7.55（MW）變壓器B3輸出功率10.01+j7.51（MW）9.99+j7.49（MW）線路L1輸入功率26.11+

8、j12.91（MW）55.10+j32.46（MW）線路L1輸出功率25.02+j13.56（MW）49.96+j24.87（MW）線路L2輸入功率26.11+j12.91（MW）0.00+j0.01（MW）線路L2輸出功率25.02+j13.56（MW）-0.00+j2.21（MW）母線A電壓116.999kV117kV母線B電壓109.282kV100.012kV母線C電壓10.9038kV9.97455kV（2）兩種運(yùn)行方式下線路損耗、母線電壓情況的差異雙回線運(yùn)行方式下，一條線路的損耗為：SL1入-SL1出=1.09-j0.65MVA，則總的線路損耗為SL=SL1+SL2=2.18-j1

9、.30MVA。單回線運(yùn)行方式下，線路損耗SL=6.14+j7.59MVA。由此可以看出單回線運(yùn)行方式下線路的損耗要比雙回線運(yùn)行方式下大。單回線運(yùn)行時(shí)母線A,B,C上的電壓相比于雙回線運(yùn)行方式都有所下降。綜上所述，雙回線運(yùn)行方式在減小線路損耗和穩(wěn)定母線電壓上均優(yōu)于單回線運(yùn)行方式。四、思考題1、輻射型網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算的步驟是什么？ 答：第一步，從與葉節(jié)點(diǎn)聯(lián)接的支路開(kāi)始，該支路的末端功率即等于葉節(jié)點(diǎn)功率，利用這個(gè)功率和對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算支路功率損耗，求得支路的首端功率。當(dāng)以某節(jié)點(diǎn)為始節(jié)點(diǎn)的各支路都計(jì)算完畢后，便想象將這些支路拆去，使該節(jié)點(diǎn)成為新的葉節(jié)點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)功率等于原有的負(fù)荷功率與以該節(jié)點(diǎn)為始節(jié)點(diǎn)的

10、各支路首端功率之和，將該計(jì)算延續(xù)，直到全部支路計(jì)算完畢。第二步，利用第一步所得的支路首端功率和本步周剛算出的本支路始節(jié)點(diǎn)電壓，從電源點(diǎn)開(kāi)始逐條支路進(jìn)行計(jì)算，求得各支路終節(jié)點(diǎn)的電壓。2、試分析比較手動(dòng)潮流計(jì)算方法與計(jì)算機(jī)潮流計(jì)算方法的誤差，并分析其根源。 答：(1)手動(dòng)潮流計(jì)算中沒(méi)有考慮電壓互感器和電流互感器對(duì)系統(tǒng)的影響，造成了手算潮流和計(jì)算機(jī)算潮流的誤差。(2)在進(jìn)行手算潮流的時(shí)候只進(jìn)行了一次計(jì)算，沒(méi)有多次迭代計(jì)算，所以也會(huì)存在一定誤差。3、電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)類型有那些？試比較分析其特點(diǎn)。 答：電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)類型有三類：PQ節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)、平衡節(jié)點(diǎn)。PQ節(jié)點(diǎn)：這類節(jié)點(diǎn)的有功功率P和無(wú)功功率Q是給定

11、的，節(jié)點(diǎn)電壓是待求量。通常變電所都是這類節(jié)點(diǎn)。PV節(jié)點(diǎn)：這類節(jié)點(diǎn)的有功功率P和電壓幅值V是給定的，節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率Q和電壓的相位是待求量。這類節(jié)點(diǎn)必須有足夠的可調(diào)無(wú)功容量，用以維持給定的電壓幅值，又稱之為電壓控制節(jié)點(diǎn)。平衡節(jié)點(diǎn)：在潮流分布計(jì)算出以前網(wǎng)絡(luò)中的功率損失是未知的，因此網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率P不能給定，這個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了系統(tǒng)的有功功率平衡，稱之為平衡節(jié)點(diǎn)。另外必須選一個(gè)節(jié)點(diǎn)，指定其電壓相位為零，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓相位的參考，這個(gè)節(jié)點(diǎn)成為基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，其電壓幅值也是給定的。為計(jì)算方便將平衡節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)選為同一節(jié)點(diǎn)稱之為平衡節(jié)點(diǎn)，它的電壓幅值和相位已給定，有功功率和無(wú)功功率是待求量。4、對(duì)潮流進(jìn)行控制一般都有哪些措施？ 答：在環(huán)網(wǎng)中引入環(huán)路電動(dòng)勢(shì)使產(chǎn)生循環(huán)功率，是對(duì)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行潮流控制和改善功率分布的有效手段。一般情況下，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中功率的自然分布不同于所期望的分布時(shí)，往往要求同時(shí)調(diào)整有功功率和無(wú)功功率，這