電力系統(tǒng)潮流短路計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定性分析一

1、燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書題目：電力系統(tǒng)潮流、短路計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定性分析（一）學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 年級專業(yè)： 09級電力系統(tǒng)及其自動化 學(xué) 號： 090103030061 學(xué)生姓名： 朱喜明 指導(dǎo)教師： 張曉輝 鐘嘉慶 教師職稱： 副教授 講師 電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱：電力系統(tǒng)分析基層教學(xué)單位：電力工程系 指導(dǎo)教師：張曉輝 鐘嘉慶學(xué)號090103030061學(xué)生姓名朱喜明（專業(yè)）班級電力2班設(shè)計(jì)題目電力系統(tǒng)潮流、短路計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定性分析（一）設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)某系統(tǒng)由三個(gè)發(fā)電廠和三個(gè)負(fù)荷點(diǎn)組成，如圖所示。輸電系統(tǒng)電壓等級為110kV，負(fù)荷額定功率標(biāo)示如圖。節(jié)點(diǎn)2-4距離為5

2、0km，2-6為80km，2-7為35km，2-8為60km，2-9為30km，4-6為30km，4-7為40km，4-8為30km，4-9為55km，6-7為50km，6-8為30km，6-9為20km，7-8為45km，7-9為50km，8-9為65km?？蛇x導(dǎo)線型號和單位長度導(dǎo)線參數(shù)如表所示。變壓器電抗為標(biāo)么值，基準(zhǔn)功率為100MW，基準(zhǔn)電壓為110kV。設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)保證當(dāng)系統(tǒng)中任一條線路發(fā)生故障時(shí)，各負(fù)荷均不斷電。運(yùn)用Power World軟件計(jì)算出系統(tǒng)潮流分布和各母線短路時(shí)不同短路類型情況下的短路電流，并進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定性分析。計(jì)算容許誤差為105。最后將最終結(jié)果列表在報(bào)告中

3、。參考資料夏道止，電力系統(tǒng)分析，中國電力出版社，2004年陳珩，電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析，中國電力出版社，1995年李光琦，電力系統(tǒng)暫態(tài)分析，中國電力出版社，1995年周次第一周應(yīng)完成內(nèi)容設(shè)計(jì)系統(tǒng)的接線形式，選擇線路參數(shù)。對設(shè)計(jì)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)安全分析，判斷系統(tǒng)運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)。計(jì)算系統(tǒng)潮流分布，分析網(wǎng)絡(luò)損耗。計(jì)算某一母線和線路不同短路類型情況下的短路電流，對比分析不同類型短路情況下對母線電壓、線路電流和發(fā)電機(jī)的影響。進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定性分析，確定系統(tǒng)在較嚴(yán)重事故情況下的臨界切除故障時(shí)間，撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯。指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字說明：任務(wù)書要求裝訂到課程設(shè)計(jì)報(bào)告前面。電氣工程學(xué)院 教務(wù)科目

4、錄第1章 設(shè)計(jì)說明 4 1.1 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) 4 1.2 設(shè)計(jì)要求 4第2章 設(shè)計(jì)原理及分析 5 2.1 設(shè)計(jì)原理 5 2.2 應(yīng)用PowerWorld設(shè)計(jì)的原理圖5第3章 靜態(tài)安全分析 5第4章 系統(tǒng)潮流分布及網(wǎng)絡(luò)損耗 6 4.1 負(fù)荷與節(jié)點(diǎn)參數(shù) 6 4.2 線路及發(fā)電機(jī)參數(shù) 7第5章短路電流及短路故障 8 5.1 節(jié)點(diǎn)短路 8 單相接地 8 兩相接地 9 三相對稱 11 相間短路 13 5.2 線路短路 14 單相接地 14 兩相接地 16 三相對稱 17 相間短路 19 第6章 暫態(tài)穩(wěn)定性分析 21 6.1 系統(tǒng)接入故障后穩(wěn)定性分析 21第7章 心得體會 27參考文獻(xiàn) 28 第1章設(shè)計(jì)說

5、明11設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)發(fā)電機(jī)參數(shù)：G1：SN=150MVA，H=9.36s，D=10.0G2：SN=80MVA，H=5.24s，D=3.8G3：SN=100MVA，H=7.33s，D=4.5導(dǎo)線型號r1(/km)x1(/km)b110-6(S/km)LGJ-700.4500.4402.5812設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)保證當(dāng)系統(tǒng)中任一條線路發(fā)生故障時(shí)，各負(fù)荷均不斷電。運(yùn)用Power World軟件計(jì)算出系統(tǒng)潮流分布和各母線短路時(shí)不同短路類型情況下的短路電流，并進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定性分析。計(jì)算容許誤差為105。最后將最終結(jié)果列表在報(bào)告中。二設(shè)計(jì)原理及分析2.1 設(shè)計(jì)原理 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需保證任意一條線路出現(xiàn)故

6、障時(shí)，每個(gè)負(fù)荷均不斷電，因此必須保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)處同時(shí)至少連接兩條線路，當(dāng)一條線路斷開時(shí)發(fā)電機(jī)可過另一條線路給負(fù)荷供電，設(shè)計(jì)如下圖。22應(yīng)用POWER WORLD軟件設(shè)計(jì)的原理圖第3章靜態(tài)安全分 安全分析，是用預(yù)想事故的分析方法來預(yù)知系統(tǒng)是否存在安全隱患，以便及早采取相應(yīng)的措施防止系統(tǒng)發(fā)生大的事故。靜態(tài)安全分析可判斷發(fā)生預(yù)想事故后系統(tǒng)是否會過負(fù)荷或電壓越限。單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障標(biāo)簽跳過已處理已求解電氣島負(fù)荷電氣島發(fā)電機(jī)有功自動繪制QV曲線?越限最大支路越限%B_000011NOYESYESNO1140.6B_000022NOYESYES3NO1138.3B_000033NOYESYES40NO1131.4

7、B_000044NOYESYES540NO1127.1B_000055NOYESYES50NO1142.4B_000066NOYESYES1.550NO1141.7B_000077NOYESYES50NO0B_000088NOYESYES45NO0B_000099NOYESYES70NO0靜態(tài)安全分析結(jié)果：完成6個(gè)越限和0不可求解事故.恢復(fù)初始狀態(tài)。第4章系統(tǒng)潮流計(jì)算1負(fù)荷編號 節(jié)點(diǎn)區(qū)域名稱LoadID狀態(tài)有功無功視在功率恒功率有功負(fù)荷恒功率無功負(fù)荷211Closed30.53.0430.5411Closed515.151611Closed1.50.31.531.50.3711Closed50

8、550.25505811Closed45545.28455911Closed70770.357072節(jié)點(diǎn)編號區(qū)域名稱基準(zhǔn)電壓標(biāo)幺電壓實(shí)際電壓相角(度)有功負(fù)荷無功負(fù)荷發(fā)電機(jī)有功發(fā)電機(jī)無功111101110088.77-4.11211101.05431115.974-3.1730.5311101110-2.75407.59411101.04562115.018-4.151511101110-2.52509.66611101.04465114.911-4.161.50.3711101.02231112.454-4.99505811101.02595112.854-4.91455911101.020

9、75112.282-5.067071011101.04996115.496-3.633.線路并聯(lián)補(bǔ)償首端節(jié)點(diǎn)編號 末端節(jié)點(diǎn)編號回路節(jié)點(diǎn)編號ID線路G線路B狀態(tài)21012100.0078Closed10414100.0078Closed4.支路參數(shù)首端節(jié)點(diǎn)名稱 末端節(jié)點(diǎn)名稱回路狀態(tài)是否變壓器RXB極限A MVA極限B MVA211ClosedYes00.062501000241OpenNo0.185770.181820.01561000261ClosedNo0.29680.290920.0251000271ClosedNo0.13010.127270.01091000281ClosedNo0.2

10、22840.218190.01871000291ClosedNo0.111530.109090.009410002FaultPt1ClosedNo0.092890.0909101000431ClosedYes00.058601000461ClosedNo0.111530.109090.00941000471ClosedNo0.148670.145460.01251000481ClosedNo0.111530.109090.00941000491ClosedNo0.204310.200010.01721000FaultPt41ClosedNo0.092890.0909101000651Close

11、dYes00.05701000671ClosedNo0.185770.181820.01561000681ClosedNo0.111530.109090.00941000691ClosedNo0.074370.072730.006210005.發(fā)電機(jī)編號 節(jié)點(diǎn)ID狀態(tài)有功出力無功出力設(shè)定電壓AGCAVR最小有功最大有功最小無功最大無功成本模型參與因子11Closed88.8-4.11NOYES0150#9900None1031Closed407.591NOYES080#9900None1051Closed509.661NOYES0100#9900None106.支路狀態(tài)首端節(jié)點(diǎn)名稱 末端節(jié)點(diǎn)名

12、稱回路狀態(tài)是否變壓器有功 首端節(jié)點(diǎn)無功 首端節(jié)點(diǎn)視在功率 首端節(jié)點(diǎn)視在功率極限%視在功率極限(最大值)有功損耗無功損耗211ClosedYes-89989.210089.204.94241OpenNo000100000261ClosedNo5-2.95.81005.80.07-2.7271ClosedNo26.6-0.926.710026.70.83-0.4281ClosedNo14.3-1.814.510014.50.41-1.6291ClosedNo32.4-0.732.410032.41.050.022FaultPt1ClosedNo7.4-3.38.11008.10.050.05431

13、ClosedYes-40-6.640.510040.700.97461ClosedNo1-0.61.21001.20-1471ClosedNo141.814.210014.20.28-1.1481ClosedNo16.31.816.410016.40.28-0.7491ClosedNo10.9111100110.23-1.6FaultPt41ClosedNo7.3-2.47.71007.70.050.05651ClosedYes-50-8.250.710050.901.48671ClosedNo10.61.210.710010.80.2-1.5681ClosedNo15.31.915.4100

14、15.40.24-0.8691ClosedNo28.5529100290.57-0.1第5章短路分析及短路電流（選取二號節(jié)點(diǎn)）51節(jié)點(diǎn)短路計(jì)算511.單相接地5111節(jié)點(diǎn)參數(shù)編號名稱相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C110.076861.184660.9217742.79-120.011302201.260070.95740-122.66127.21330.193521.177850.87301-17.05-120.06125.51440.16211.242120.90145-31.41-121.06124.56550.192161.179350.87388-15.48-1

15、19.91125.87660.162081.242270.9008-31.19-121.16124.6770.09631.230580.89569-40.3-123125.19880.126651.230710.89072-36.8-122.43124.77990.106031.228620.89109-39.55-122.91125.045112線路參數(shù)5113發(fā)電機(jī)參數(shù)5114負(fù)荷參數(shù)512.相間短路5121節(jié)點(diǎn)參數(shù)編號名稱相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C1110.457390.54740-173.87174.88221.054310.527150.52715-3.1

16、7176.83176.833310.531210.50479-2.75-167.99161.7441.045620.564990.49743-4.1-174.53165.025510.526410.50999-2.52-167.53162661.044650.563070.49885-4.16-174.42164.84771.022310.534510.49397-4.99-178.95168.47881.025950.544510.49208-4.91-177.09166.43991.020750.535960.49228-5.06-178.42167.715122線路參數(shù)5123發(fā)電機(jī)參數(shù)

17、5124負(fù)荷參數(shù)513.三相對稱5131節(jié)點(diǎn)參數(shù)編號名稱相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C110.076860.076860.0768642.79-77.21162.7922000000330.157070.157070.15707-8.52-128.52111.48440.115480.115480.11548-24.17-144.1795.83550.15750.15750.1575-6.09-126.09113.91660.116240.116240.11624-23.08-143.0896.92770.069060.069060.06906-24.93-144.93

18、95.07880.090820.090820.09082-24.59-144.5995.41990.075910.075910.07591-24.61-144.6195.395132線路參數(shù)5133發(fā)電機(jī)參數(shù)5134負(fù)荷參數(shù)514.兩相接地5141節(jié)點(diǎn)參數(shù)編號名稱相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C111.113360.076860.076866.7-77.21162.79221.17389004.2400331.073570.148870.197065.6-143.46113.73441.124330.121480.157114.85-165.93103.22551.075

19、580.146160.197995.83-140.9115.25661.124640.119880.158684.8-165.07103.45771.124010.062020.100673.74-172.2196.3881.118560.086880.128784.03-169.5198.92991.120020.068870.110393.78-171.6896.975142線路參數(shù)5143發(fā)電機(jī)參數(shù)5144負(fù)荷參數(shù)52二四支路線路短路（50%）521.單相接地5211節(jié)點(diǎn)參數(shù)編號名稱相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C110.249361.154570.90615-5.

20、32-118.59127.57220.229981.225040.94217-21.44-121.24124.56330.261831.153130.89783-16.36-120.85124.48440.235811.214960.92934-26.01-121.91123.49550.309071.151640.88557-16.31-119.91124.23660.289881.211530.91442-25.18-121.18122.86770.240321.198380.90252-27.96-122.71123.15880.249841.199930.90395-27.77-122

21、.48122.99990.223060.643860.48793018018010FaultPt00.709810.5946101801805212線路參數(shù)5213發(fā)電機(jī)參數(shù)5214負(fù)荷參數(shù)522.相間短路5221節(jié)點(diǎn)參數(shù)編號名稱相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C1110.515190.547710-159.55160.81221.054310.56970.52535-3.17-168.13160.493310.54790.51646-2.75-163.33156.6441.045620.578050.50778-4.1-169.46159.195510.560870.52

22、702-2.52-160.08153.51661.044650.592140.51444-4.16-166.26155.12771.022310.563950.50305-4.99-169.3157.36881.025950.570160.50326-4.91-168.87156.85991.016770.555930.46082018018010FaultPt1.047860.523920.5239201801805222線路參數(shù)5223發(fā)電機(jī)參數(shù)5224負(fù)荷參數(shù)523.三相對稱5231節(jié)點(diǎn)參數(shù)110.208840.208840.208845.48-114.52125.48220.17278

23、0.172780.17278-12.02-132.02107.98330.211250.211250.21125-8-128112440.173850.173850.17385-18.12-138.12101.88550.248120.248120.24812-7.43-127.43112.57660.215480.215480.21548-16.9-136.9103.1770.179910.179910.17991-16.76-136.76103.24880.186340.186340.18634-17.44-137.44102.56990.180640.137870.04276018018

24、010FaultPt0000005232線路參數(shù)5233發(fā)電機(jī)參數(shù)5234負(fù)荷參數(shù)524.兩相接地5241節(jié)點(diǎn)參數(shù)編號名稱相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C111.069620.18880.261476.72-128.6125.64221.125130.170820.229294.15-151.69112.58331.06230.20360.264334.23-142.94114.97441.11220.178680.230273.39-157.84108.17551.051950.237710.31314.87-142.95115.36661.098780.218790.284863.76-156.42108.85771.092440.172720.24352.92-157.83106.73881.09260.182150.250773.01-158.14106.77991.086150.16860.07349018018010FaultPt1.17573000005242線路參數(shù)5243發(fā)電機(jī)參數(shù)5244負(fù)荷參數(shù)第6章暫態(tài)穩(wěn)定性分析暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到大干擾后，各同步電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或回復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力。我所插入的事故是1節(jié)點(diǎn)，短路插入時(shí)間是1.0000S。通過實(shí)驗(yàn)得出系統(tǒng)臨界穩(wěn)定的排除故障時(shí)間是1.