電力系統(tǒng) 運行方式及潮流分析實驗結題報告(實驗一)

1、 Beijing Jiaotong University 電力系統(tǒng)運行方式及潮流分析實驗結題報告姓名：TYP班級：電氣0906學號：09291183指導老師：徐麗杰完成日期：2012.3.20一、實驗目的1、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)絡的潮流計算方法；3、比較計算機潮流計算與手算潮流的差異；4、掌握不同運行方式下潮流分布的特點。二、實驗內容1、輻射形網(wǎng)絡的潮流計算；2、不同運行方式下潮流分布的比較分析。三、實驗步驟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工具的使用，并最終搭建起輻射形網(wǎng)絡主接線系統(tǒng)。系統(tǒng)中各個模塊的參數(shù)設定如下：（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)設定參數(shù)，此處應將繞組2額定電壓設為1.1倍的2測網(wǎng)絡額定電壓。具體參數(shù)設定如下圖：（2）線路L1，L2根據(jù)長度：80km，電阻：0.21/km，電抗：0.416/km，電納：2.74×10-6S/km等數(shù)據(jù)設定參數(shù)，其中需將線路額定電壓設為110kV，以保證仿真成功。同時要通過電納的數(shù)值換算出正序電容的數(shù)值，具體公式為b=2fNC,算出正序電容為8.721690881nF/km。具體參數(shù)設定如下圖：（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)設定參數(shù)。其中2測網(wǎng)絡額定電壓須設為10kV，繞組2額定電壓設為11kV，因為國家電網(wǎng)規(guī)定的線路電壓標準中只有10kV，而沒有11kV。具體參數(shù)設定如下圖：（4）負載F1，F(xiàn)2根據(jù)F1：20+j15MVA； F2：30+j12MVA等數(shù)據(jù)設定兩個負載的參數(shù)。具體參數(shù)設定如下圖：（5）同步發(fā)電機G1根據(jù)G1：300+j180MVA（平衡節(jié)點）等數(shù)據(jù)設定參數(shù)。具體參數(shù)設定如下圖：（6）輸出量的選擇為了讓仿真能夠順利進行，需選擇輸出量。本次試驗選擇了兩個三相斷路器的電流和狀態(tài)，和三項CVT的一次測參數(shù)作為輸出量。具體輸出量選擇和仿

4、真結果如以下四幅圖所示：2、輻射形網(wǎng)絡的潮流計算（1）利用仿真軟件進行潮流計算。通過不斷調整發(fā)電機的標幺值參數(shù)（最終調整為0.97784），將升壓變壓器后面的母線電壓調成117kV。監(jiān)控圖頁上的潮流計算結果如下圖所示：項目DDRTS潮流計算結果變壓器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）潮流計算：兩臺變壓器并聯(lián)運行的組合電阻、電抗及勵磁功率分別為 變壓器的勵磁功率也作為變壓器一次側的一種負荷，所以變壓器一次側的總負荷節(jié)點C的功率即使負荷功率.變壓器輸入負荷變壓器功率損耗 輸入負荷 輸出負荷：即是節(jié)點C負荷功率線路L1（L2）潮流計算：計算等值參數(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)姆较蛴嬎愎β蕮p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?，計算各?jié)點電壓：線路中電壓降落的縱橫分量分別為 可得B點電壓為變壓器中電壓降落的縱、橫分量分別為 歸算到高壓側的C點電壓為變壓器低壓側母線C電壓為（3）計算比較誤差分析經(jīng)比較，手算結果與計算機仿真結果相差不大。產(chǎn)生誤差原因：手算時是已知首端電壓、末端功率的潮流計算，計算過程中要將輸電線路對地電容吸收的功率以及變壓器勵磁回路吸收的功率歸算到運算負荷中，并且在每一輪的潮流計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，顯然這和實際情況會有出入。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算中得以應用的原因。3、不

7、同運行方式下潮流比較分析（1）將L2線路的斷路器設為“斷開”，并將發(fā)電機的標幺值重新調整（最終調整為0.98061），使第一條母線電壓仍為117kV。具體參數(shù)設定如下圖：之后進行單回線運行的潮流計算。監(jiān)控圖頁上的潮流計算結果如下圖所示：運行方式潮流雙回線運行單回線運行變壓器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）兩種運行方式下線路損耗、母線電壓情況的差異雙回線運行方式下，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。單回線運行方式下，線路損耗SL=6.14+j7.59MVA。由此可以看出單回線運行方式下線路的損耗要比雙回線運行方式下大。單回線運行時母線A,B,C上的電壓相比于雙回線運行方式都有所下降。綜上所述，雙回線運行方式在減小線路損耗和穩(wěn)定母線電壓上均優(yōu)于單回線運行方式。四、思考題1、輻射型網(wǎng)絡的潮流計算的步驟是什么？ 答：第一步，從與葉節(jié)點聯(lián)接的支路開始，該支路的末端功率即等于葉節(jié)點功率，利用這個功率和對應的節(jié)點電壓計算支路功率損耗，求得支路的首端功率。當以某節(jié)點為始節(jié)點的各支路都計算完畢后，便想象將這些支路拆去，使該節(jié)點成為新的葉節(jié)點，其節(jié)點功率等于原有的負荷功率與以該節(jié)點為始節(jié)點的

10、各支路首端功率之和，將該計算延續(xù)，直到全部支路計算完畢。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)點電壓，從電源點開始逐條支路進行計算，求得各支路終節(jié)點的電壓。2、試分析比較手動潮流計算方法與計算機潮流計算方法的誤差，并分析其根源。 答：(1)手動潮流計算中沒有考慮電壓互感器和電流互感器對系統(tǒng)的影響，造成了手算潮流和計算機算潮流的誤差。(2)在進行手算潮流的時候只進行了一次計算，沒有多次迭代計算，所以也會存在一定誤差。3、電力系統(tǒng)的節(jié)點類型有那些？試比較分析其特點。 答：電力系統(tǒng)的節(jié)點類型有三類：PQ節(jié)點、PV節(jié)點、平衡節(jié)點。PQ節(jié)點：這類節(jié)點的有功功率P和無功功率Q是給定

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