電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)專 業(yè)：設(shè)計(jì)題目:電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)班級(jí)：電自0942學(xué)生XX : X冬冬學(xué)號(hào)：18指導(dǎo)教師:王彬分院院長(zhǎng):許建平教研室主任:高純斌電氣工程學(xué)院一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1課程題目電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)內(nèi)容雙端供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)具體內(nèi)容、計(jì)算參數(shù)、總負(fù)荷容量等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)已給出；1完成電力網(wǎng)絡(luò)電能分配設(shè)計(jì)；2完成電力網(wǎng)絡(luò)功率補(bǔ)償；3完成電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)短路故障的計(jì)算；4撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告；5完成課程設(shè)計(jì)辯論。3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求課程設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：A、本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)目錄、供配電網(wǎng)圖、補(bǔ)償結(jié)果、短路 數(shù)據(jù)，使用設(shè)備清單、設(shè)備選擇公式、計(jì)算過程、選擇依據(jù)。B、課程設(shè)計(jì)總

2、結(jié)。包括本次課程設(shè)計(jì)過程中的收獲、體會(huì)，以及對(duì)該課程設(shè)計(jì) 的意見、建議等。C、全文不少于3000字。如出現(xiàn)報(bào)告雷同，經(jīng)查實(shí)后抄襲學(xué)生成績(jī)按不及格處理。4. 參考資料1 電力系統(tǒng)分析。2.power world使用說明書。5.設(shè)計(jì)進(jìn)度2011年12月1'日至12月15日時(shí)間設(shè)計(jì)內(nèi)容第1-2天查閱資料，方案比擬、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算第3-6天完成電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃第7-11天系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算、短路計(jì)算、功率因素補(bǔ)償?shù)?2-15天繪制圖紙、書寫報(bào)告、辯論6.答疑地點(diǎn)新實(shí)驗(yàn)樓305目錄第一章緒論4第二章 Power World軟件62.1 Power World的介紹 62.2 Power Wor

3、ld功能 72.2.1 Power World的主要功能 72.2.2 Power Worlc的根本功能 72.2.3 Power World的高級(jí)功能 8第三章實(shí)例及及PowerWorld下仿真93.1實(shí)例題及其計(jì)算過程93.2 PowerWorld 下的仿真 13第四章課設(shè)心得19參考文獻(xiàn)：20二、評(píng)語及成績(jī) 錯(cuò)誤!未定義書簽。第一章 緒論隨著科學(xué)技術(shù)的快速開展，出現(xiàn)了各種各樣的軟件，他們對(duì)我們的開展 科技起著重要的作用。眾所周知， 電力是一個(gè)國(guó)家永遠(yuǎn)關(guān)注的話題。 同時(shí)也是每個(gè)國(guó)家必不可 少的。電在我們生活中起著特別重要的作用，他給我們帶來了光明，沒有了 電力我們的世界就是一片的黑暗。我們

4、的生活處處需要用到電，如日光燈的 照明，的使用，電腦的應(yīng)用，發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)等的使用，都是離不開電的， 如果沒有了電，我們將無法生存，我們的科技將要落后，這樣是多么的可怕 啊。就像是我們的生活中缺少了水資源一樣，我們是無法生存的。因此，我 們一定要認(rèn)識(shí)到電力的作用，并且保護(hù)它。所以我們要知道電力系統(tǒng)的重要性，電力系統(tǒng)是產(chǎn)生和分配消耗電能的， 電力系統(tǒng)一一是由發(fā)電廠、變電所、輸電線、配電系統(tǒng)及負(fù)荷組成的。是現(xiàn) 代社會(huì)中最重要、最龐雜的工程系統(tǒng)之一。電力網(wǎng)絡(luò)一一是由變壓器、電力 線路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的局部。動(dòng)力系統(tǒng)一一在電力系統(tǒng) 的根底上，把發(fā)電廠的動(dòng)力局部例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪

5、機(jī)和水力發(fā) 電廠的水庫、水輪機(jī)以及核動(dòng)力發(fā)電廠的反響堆等包含在內(nèi)的系統(tǒng)?？傃b 機(jī)容量一一指該系統(tǒng)中實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和，以千瓦KW、兆瓦M(jìn)W、吉瓦GW為單位計(jì)。年發(fā)電量一一指該系統(tǒng)中所 有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際發(fā)出電能的總和，以千瓦時(shí) KWh、兆瓦時(shí)MWh、 吉瓦時(shí)GWh為單位計(jì)。最大負(fù)荷一一指規(guī)定時(shí)間內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功 率負(fù)荷的最大值，以千瓦KW、兆瓦M(jìn)W、吉瓦GW為單位計(jì)。額 定頻率按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國(guó)所有交流電力系統(tǒng)的額定功率為 50Hz。最高電壓等級(jí)是指該系統(tǒng)中最高的電壓等級(jí)電力線路的額定電壓火電：鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)水電：水庫水輪機(jī)發(fā)電機(jī)核電：核反響堆汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī)其它：如風(fēng)

6、能、地?zé)崮?、太陽能、潮汐等。隨著電力系統(tǒng)的開展，我們需要電力系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)相互結(jié)合， 在計(jì)算機(jī)功能軟件 上實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)圖的繪畫，參數(shù)確實(shí)定，總負(fù)荷容量等設(shè)計(jì)，電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié) 點(diǎn)短路故障的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)圖形的仿真等，Power World是一個(gè)面向?qū)?象的電力系統(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算程序，Power World可視化程序確切地說是多個(gè)產(chǎn)品的集成。它的核心是一個(gè)綜合的、強(qiáng)大的潮流計(jì)算的軟件，它 可以有效地求解多達(dá)100,000節(jié)點(diǎn)的大型復(fù)雜電力系統(tǒng)。這使得Power World 作為一個(gè)獨(dú)立的潮流分析軟件包十分有用。與其他同類商業(yè)應(yīng)用軟件不同的 是：Power World允許用戶通過可縮放的彩色動(dòng)

7、畫單線圖來模擬一個(gè)系統(tǒng)。在Power World可視化分析程序中，輸電線路的投切、負(fù)荷調(diào)整、發(fā)電 機(jī)的投退及其各種功能切換以及聯(lián)絡(luò)線的建立等等，這一切只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)就 可完成。此外，圖形和動(dòng)畫演示的廣泛使用增加了用戶對(duì)系統(tǒng)特性、存在的 問題和限制條件的理解.并且知道如何采取補(bǔ)救措施。Power World提供了極 為方便的模擬電力系統(tǒng)時(shí)間特性的工具。同樣它可以可視化地顯示負(fù)荷、發(fā) 電量和聯(lián)絡(luò)線功率隨時(shí)間的變化，以及因此產(chǎn)生的系統(tǒng)運(yùn)行狀況的變化。這 項(xiàng)功能在解釋例如電網(wǎng)擴(kuò)建引起網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造變化等問題上十分有用。第二章 Power World 軟件2.1 Power World 的介紹Power Wor

8、ld 仿真器是美國(guó)伊利諾伊大學(xué)電氣及計(jì)算機(jī)工程系開發(fā)的個(gè)基于 潮流計(jì)算的可視化仿真軟件 ,其強(qiáng)大的對(duì)電力系統(tǒng)分析能力及其可視化環(huán)境 ,以及 良好的交互性 ,交互能力和圖形化法等特點(diǎn) ,使它在勝任嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ谭治龅耐瑫r(shí) , 適用于向非專業(yè)人員演示雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行并計(jì)算。 Power World 是一個(gè)面向?qū)?象的電力系統(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算程序， 其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是用戶界面友好以及優(yōu)異 的交互性能。 交互能力和可視化方法使它在勝任嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾娋W(wǎng)運(yùn)行分析的同時(shí)， 還 可以用來向非專業(yè)人員說明電力系統(tǒng)的運(yùn)行原理和進(jìn)展專業(yè)培訓(xùn)。 V11.0 版的 Power World 集電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、靈敏度分析、靜態(tài)平安分

9、析、短路電流計(jì)算、 經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC/AGC，最優(yōu)潮流OPF、無功優(yōu)化，GIS等。2.2 Power World 功能221 Power World的主要功能潮流計(jì)算、故障分析、電壓穩(wěn)定性分析、最優(yōu)潮流、事故分析、線性分析、 可用傳輸容量分析等。2.2.2 Power World的根本功能Power World有兩種重要的操作模式，編輯模式和運(yùn)行模式。編輯模式用來創(chuàng)立新模型， 繪畫樣列或修改己存在的工程例如； 而運(yùn)行模式那么用來模擬演示 實(shí)際系統(tǒng)，使用程序具有的各種先進(jìn)的工具對(duì)所建立的電力系統(tǒng)模型進(jìn)展各種可 視化分析。通過點(diǎn)擊程序欄的編輯模式和運(yùn)行模式按鈕， 可在兩者之間隨意切換。 每種模式下菜

10、單中的命令不同。1編輯模式下繪制個(gè)圖形的圖形2運(yùn)行模式下的菜單圖形掘 Un 林：bitializd | Siiditn 1.3 liiertind223 Power World的高級(jí)功能Power World可視化分析程序還提供方便快捷的局部菜單，主要有限值監(jiān)視 設(shè)定、越限后文本區(qū)自動(dòng)改變顏色、可視化顯示內(nèi)容和參數(shù)設(shè)定、全屏切換顯示 和分屏耦合顯示、快速查找和定位、鷹眼漫游、負(fù)荷預(yù)測(cè)可視化、考慮氣候變化 的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析、用戶自定義界面、新的插入模板、母線顏色自動(dòng)選擇、動(dòng) 畫率可調(diào)、餅圖和線路顏色的協(xié)調(diào)等功能。另外還包括潮流計(jì)算收斂性加速算法 設(shè)定、缺省繪圖值功能、過濾選項(xiàng)、常用表達(dá)的定義、

11、移相器建模、直流線路建 模、在線幫助、系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、自動(dòng)插入和外掛用戶自編程序擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)接口等高級(jí)功能。第三章實(shí)例及及PowerWorld下仿真3.1實(shí)例題及其計(jì)算過程如下圖110kV閉式電網(wǎng)，A點(diǎn)為某發(fā)電廠的高壓母線，其運(yùn)行電壓為117kV。 網(wǎng)絡(luò)各組件參數(shù)為：線路 I、U每公里：rc=0.27Q, xo=O.423Q, bo=2.69X 10-6S線路川每公里：r(=0.45Q, x°=0.44Q, b)=2.58X 10'6S線路I長(zhǎng)度60km,線路U長(zhǎng)度50km,線路川長(zhǎng)度40km變電所b Sn 20MVA ,S00.05j0.6MVA ,Rt4.84XT 63.5

12、變電所c Sn 10MVA ,S。0.03j0.35MVA ,Rt11.4Xt 127負(fù)荷功率 SLDb 24 j18MVA , Sldc 12 j9MVA試求電力網(wǎng)絡(luò)的功率分布及最大電壓損耗。110k V閉式電網(wǎng)計(jì)算過程：解1計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及制定等值電路。線路I:Z (0.27j 0.423)6016.2j25.38B 2.6910660S41.61 10 S2 Qb1.6110 42110 M var1.95M var線路u：Z(0.27j 0.423)5013.5j21.15B2.6910650 S1.3510 4S2 Qb1.3510411(fMvar1.63M var線路u：Z(0.4

13、5j0.44)4018j17.6B2.581 10640S1.03104S2 Qb1.031041102Mvar1.25M var變電所b： Z1Tb-4.84j63.52.42j31.752Sob2 0.05 j0.6 MVA 0.1 j1.2MVA1變電所 b： Ztc 11.4j1275.7j63.52Soc 2 0.03j0.35 MVA 0.06 j0.7MVA等值電路如下圖242182Sth2.24j31.75MVA0.18j2.36MVA110SbSLDbSthS°bjQBIj Qb24j180.18j2.36 0.1j1.2j0.975j0.623MVA24.28j1

14、9.96MVA2計(jì)算節(jié)點(diǎn)b和c的運(yùn)算負(fù)荷。c12292STc25.7j63.5MVA110ScSldcStcSocj Qb12 j90.106j1.180.0612.17j 9.44 MVA0.106 j1.18MVAj Qbj0.7j0.623 j0.815MVA3計(jì)算閉式網(wǎng)絡(luò)的功率分布AO-j097524.28+)19.9612.17+)9.44-jOJIS17.8+J13.618.65+j 15 8 T 5.63+j4.65 Z ZScZZ Z Z24.28j19.96 31.5j38.7512.17j9.44 13.5j21.15 一MVA47.7j64.1318.64j15.79MV

15、ASc Z ZSbZZ Z Z12.17 j19.44 34.2 j42.9824.28j19.96 16.2j25.38 MVA17.8j13.6MVA47.7j 64.13SiS18.64j15.7917.8j13.6MVA36.44j29.39MVASbSc24.28 j 19.9612.17j9.44MVA36.45j29.4MVA可見，計(jì)算結(jié)果誤差很小，無需重算。取S 18.64j15.79MVA繼續(xù)進(jìn)展計(jì)算。SSb S 24.28 j19.96 18.65 j15.8MVA5.63 j4.16MVA由此得到功率初分布，如下圖。18.65+j 15 «-j09755.63+

16、j4J617.8+J13.624.28+j 19.96I2J7+J9 44jO.815(c)4計(jì)算電壓損耗由于線路I和川的功率均流向節(jié)點(diǎn) b,故節(jié)點(diǎn)b為功率分點(diǎn)，且有功功率分點(diǎn)要用A點(diǎn)的電壓和功率SA1SA1SSl18.6518.64215.82j15.82110216.2j25.38MVA19.45j17.05MVA和無功功率分點(diǎn)都在b點(diǎn)，因此這點(diǎn)的電壓最低。為了計(jì)算線路I的電壓損耗,Pai R Qa X6.39MVA19.45 16.2 17.05 25.38117變電所b高壓母線的實(shí)際電壓為Vb Va V 1176.39110.61MVA3.2PowerWorld 下的仿真1圖形的繪畫繪

17、畫節(jié)點(diǎn)并選擇節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，繪畫發(fā)電機(jī)并選擇發(fā)電機(jī)的有功出力和無 功出力，設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)的參數(shù)，繪畫線路，并根據(jù)題意計(jì)算線路的電阻電抗電納等 的相關(guān)信息，繪畫變壓器及確定變壓器的相關(guān)參數(shù)，繪畫負(fù)荷及負(fù)荷的相關(guān)信息 繪制好的圖形如下：(2)運(yùn)行下的圖形繪制圖形之后，在運(yùn)行模式下運(yùn)行，運(yùn)行圖如下:24 MW12 TO3調(diào)出日志信息運(yùn)行終止后調(diào)出日志信息如圖:Hess age Log： 2. FVB求解結(jié)束a wo®2Simulation ;潮流求解成功開始求解Rectangular Newton-Raphson褊號(hào)：Ci最大有功：0.001ft節(jié)占5最大無功：0.001ft節(jié)點(diǎn)4完成電壓控制

18、循環(huán)迭代：1求解結(jié)束加00秒Simulation :潮流求解成功開始求解Rjectengular Newton-Rphsori編號(hào)；D最大有衣I： Q001在節(jié)點(diǎn)5最大無功：Cimi在節(jié)點(diǎn)4完成克壓控制循環(huán)迭代：1求解結(jié)束D.OOO秒Simulation :潮流求解咸功開始求解Recfengular Newtnn-Rphscn編號(hào)；o最大有o.ooi節(jié)占5最大無功：acm在節(jié)點(diǎn)4完成電壓控制循環(huán)迭代：1求解結(jié)東o.oaot!?Simulation; Wit 求解成功開始求MRectanguter Newton-Rphson編號(hào)：0最大有0,001在節(jié)占5最大無功：CLUU在節(jié)點(diǎn)4完成電壓控制4

19、S環(huán)迭代：1求解結(jié)束0.000秒4節(jié)點(diǎn)短路，相間短路計(jì)算如圖戰(zhàn)坦融揺|兇降地呱|節(jié)點(diǎn)旨油更再|(zhì)短瑋二査r錢時(shí)垣躊R點(diǎn)燥茁覽電FL嵋話|屈聯(lián)卄曲緩|短盹類型 r甲相確地 擰相回短歸二胡詢 r甬壞接屯單昶曲顯且席正m r百榨廠三相oe百建卄擷ZS |彈總|血”牠理蛹k誼置*砂砒1 尉” |砂普節(jié)蒔"楓曲選nriQrtJF Qlarnlr t彳時(shí)JF L 5血cL1114l.'XKCU口倍刃000低問LSD JOOZZ ZQ彌科"叮1$0.W1&-awEC2179 02$4 40.9330.4*9 杓0,461-in17E.B9178J39斗3 30.-33334

20、0.446+J0.4+&+1-+ 9317.07ITSjOT55 SO.377Q3曲w0.43353-5.24174.75174船Zt+KL：. |:店曲/K嘛?剎曲5各節(jié)點(diǎn)信息如圖:6負(fù)荷信息如圖:5肆g零5盂？>i診辱豐slzBa萼<->RL-Fi<n一7-Mill -J|IUHIOttualZx£ir3 m團(tuán)d-=»*a*=i護(hù)iT-|=ir3<=<ZphjZ>usis8闿眾祥?H&函一wordw>-9潮流列表如圖:cus r3 2 13 4 43 2 15 4 4TO TO TOTO TOB3 12 5

21、 53 12 6 5TO TOTOBAD豐TOTORw 3 35 3 3119.4315.8725. 10110.0 W附a匸MVAJi0,9544 -0.58111 -17.51-H. 1722.80X 5.77二旳民 90X fi-075.240 l.OOOOTA 0.02 6.07氐 248.00l.OOOOTA li.O14. (J WMvarMVA%0,9339 -Ell111-18. B5-瑋昱:加71-5.69-4.73L4-Q-1 12.1210. E216.00l.OOOOTA 0.02 12. 12iC. 52O0l,daO(JTA 0,01 in. 0 WMvarMVA%

22、D.S329 -4.931112. JO9.00ji£ b1 -6.00-4.5D7.50l.OOOONT0.02 -6.00-4.50人 50LOOOONT0.0UQ. 0 KfMvarHVA腐山皤T2 -5.251124.0018.0030.01 -12.OQ7.射1F.00l.OOntiNT0.02 -12.00-C. 93l孔。0LQ00OT0.0第四章 課設(shè)心得通過學(xué)習(xí)了課程設(shè)計(jì)， 使我明白了很多， 懂得了很多， 明白了不只應(yīng)該學(xué)更 應(yīng)該習(xí)，我們應(yīng)該把我們學(xué)到的知識(shí)用出去， 而且要講明白用明白， 要不學(xué)到了， 不會(huì)用，那就是學(xué)了沒有習(xí)，那用就沒戲，也沒有用。通過這次課程設(shè)計(jì)

23、，我明白了自己動(dòng)手、腦的重要性，在課程設(shè)計(jì)中，自己 按照題來畫圖，自己動(dòng)手動(dòng)腦，雖然出了很多錯(cuò)誤，但是最終查出來錯(cuò)誤，一遍 又一遍的修改， 正所謂失敗乃成功之母， 經(jīng)過一系列的失敗最終成功， 那種心情 真的很好， 所以，我明白了生活中我們應(yīng)該面帶微笑的面對(duì)失敗與挫折， 我們一 個(gè)個(gè)戰(zhàn)勝他們，那樣我們的人生才會(huì)有激情，不會(huì)平平淡淡，庸庸碌碌。開場(chǎng)課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，我便自行學(xué)習(xí)了 PowerWorld 軟件的功能及其操作方 法，在參閱資料的時(shí)候，我遇到不解和困惑，在這其中，我既要自己動(dòng)手操作軟 件還要理解軟件功能的介紹。在此之前我從沒有接觸過 PowerWorld 軟件，我學(xué) 起來自然是很吃力的。 但經(jīng)過我和同學(xué)的研究探討， 我終于利的完成了課設(shè)內(nèi)容。在此次課程設(shè)計(jì)過程中，我不僅要掌握用 PowerWorld 軟件進(jìn)展系統(tǒng)仿真電 路的連接， 還要掌握該系統(tǒng)的運(yùn)行模式， 在運(yùn)行模式中可以進(jìn)展潮流計(jì)算、 故障 分析、電壓穩(wěn)定性分析、 最優(yōu)潮流、 事故分析、線性分析、可用傳輸容量分析等。 這樣可以直接計(jì)算出想要得到的結(jié)果， 方便于我們以后在工作中的計(jì)算及系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)。雖然我