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

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：白志權(quán)班級(jí)：電氣1002 學(xué)號(hào)：10291035一、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) 升壓變壓器B1根據(jù)變比=18/110 ,Uk%

2、=14.3 %, Pk=230KWP0=150K,0/ln=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 Q/km，電抗：0.416 Q/km,電納：2.74 x 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)要通過電納的數(shù)值換算出正序電容的數(shù)值， 具體公式為b=2n fNC,算出正序電容為8.721690881 nF/km。具體參數(shù)設(shè)定如下圖：踐路500k熾路默認(rèn)參數(shù)線路默認(rèn)參數(shù)正序電阻片：0.21正序電抗菠：0.416正序電容c：S.

3、721690正序電導(dǎo)琴：|3*_338零序電阻前：|0.2005零序電抗如：|0.8142零序電容cO：|r. 525S零序電導(dǎo)gO :|3e-00SOhn/krOhft/kn nF/km nS/km 0血/lun Ohm/km nF/km nS/km(3) 降壓變壓器B2, B3根據(jù) Un=15MV,變比=110/11 KV , Uk% =10.5 %, Pk=128KV， P0=40.5KVy 10/ln二3.5 %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,而沒有11kV。具體參數(shù)設(shè)定如下圖：X(4)

4、負(fù)載 F1, F2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 體輸出量選擇和仿真結(jié)果如以下四幅圖所示：逐備選輸出量:因發(fā)電機(jī)八電動(dòng)機(jī)-三相斷賂器-三相斷路器3&斷路器財(cái)目電疣 &斷路器B相電流 斷路器C相電流&斷路器從目狀態(tài) 曲斷路器B相狀態(tài) 斷路器C相狀態(tài)釗三相斷路

5、器4 單相斷路器 三相故障 單相故障±測(cè)量?jī)x表+】互感器+變壓器串補(bǔ)元件V弦主iisa匸確定| 取消I逐備選輸出量:+發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)+三相斷賂器單相斷路器三相故陣單相故陣+測(cè)量?jī)x表-互感器S三相CVTB三相CVT11&一次側(cè)從目電壓 呂一次側(cè)B相電壓 & 一次側(cè)C相電壓 B 次側(cè)3U0二次側(cè)從目電壓 二次側(cè)B相電壓 二次側(cè)C相電壓 二次側(cè)3U0 m iBri/T19rw：j取消電網(wǎng)電Wff態(tài)仿R（123）B®®愆文件TS«）廉岀幼 ®a«）剎朗如仔XD G# H SGt EE30 滋UJl 慫assaa«*(h

6、耳它元件(h發(fā)電機(jī)(b-A?-X®-嵌&襲設(shè)器番XI9XUth th (h <h車世性元件0.1 +-三Y正家= 丁三2012/03/lfc1232012/03/1tUTU10:46:2&JTU三2、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)控圖頁上的潮流計(jì)算結(jié)果如下圖所示：1 06363(11&SS»VJ2®.托49A: 2S.91兇:23>. DZ*jl3. 5&09781109 283kV|項(xiàng)目DD

7、RT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25.02+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2 2RT =1理N103 =34XT=1Vs%Vn10=42.4T 2 Sn2丁 2 氏.R1 j.

8、Q01 =2( R j Io%Sn) =0.08 j1.05(MVA)100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SB =30j120.08j1.05 - j2.65 =30.08j10.4( MVA)節(jié)點(diǎn)C的功率即使負(fù)荷功率S = (20 j15)MVA .變壓器輸入負(fù)荷變壓器功率損耗2021 521102(3.4j42.4H0.182.19(MVA)輸入負(fù)荷SC1 =SC0 =20.18 j17.19( MVA)輸出負(fù)荷:即是節(jié)點(diǎn)C負(fù)荷功率Sc =(20 j15)MVA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11R =漢

9、80 汽 0.21 =8.竝XL =漢 80匯 0.416=16.6022Be =2 80 2.74 10- =4.38 10S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：1QB4.38 10 1102 -2.65(M var)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2 1S =Sc + Sb =50.26 + j 27.59( MVA)線路中的功率損耗為SL =50.26227.5921102(8.4j16.6) =2.28j4.51(MVA)于是可得SL =S2SL =52.54 j32.1(MVA)母線A輸出的功率為

10、SA -sL j ：QB =52.54 j 29.45(MVA)利用計(jì)算得到的首端功率和已知的首端電壓，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pLxl -qJRl= 5.149KVVa可得B點(diǎn)電壓為2 2Vb = Va - VlVl108.806KV變壓器中電壓降落的縱、橫分量分別為% =巳Rt QcXt =7.329kv；Vp =VbFCXt -QCRt -7.327KVVb歸算到高壓側(cè)的C點(diǎn)電壓為J(Vb _AVt )2 +(5Vt 2 =101.741KV變壓器低壓側(cè)母線C電壓為VC =VC1 衛(wèi) 10.174KV110（3）計(jì)算比較誤差分析經(jīng)比較，手算結(jié)果與

11、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”，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:同步發(fā)電機(jī)之后進(jìn)行單回線運(yùn)行的

12、潮流計(jì)算。監(jiān)控圖頁上的潮流計(jì)算結(jié)果如下圖所示:：1®* ja z. Mea <1 %+jH iT0 3B2a3|lDC1012k¥lA;:;:出 9. 14* jT. 41HH)Zl«e no*jii. no4LO、mdtt,Ofi潮流運(yùn)行方式雙回線運(yùn)行單回線運(yùn)行變壓器B2輸入功率10.01+j7.55( MW9.99+j7.55( MW變壓器B2輸出功率10.01+j7.51(MW9.99+j7.49(MW變壓器B3輸入功率10.01+j7.55(MW9.99+j7.55(M)變壓器B3輸出功率10.01+j7.51(MW9.99+j7.49(MW線路L1

13、輸入功率26.11+j12.91(M)55.10+j32.46 (MW線路L1輸出功率25.02+j13.56 (M)49.96+j24.87 (MW線路L2輸入功率26.11+j12.91(M)O.OO+jO.O1(MW線路L2輸出功率25.02+j13.56 (M)-0.00+j2.21(M)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：&入-SL1出 = 1.09-j0.65MVA , 則總的線路損耗為 Sl= &

14、amp;+ &=2.18-j1.30MVA。單回線運(yùn)行方式下，線路損耗厶 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

15、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和無功功率Q是給定的，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 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)無功容 量，用