电力系统分析课程设计心得.doc

篇一：电力系统辅助分析课程设计 目 录

前言·······························2 第一部分 参数计算···························3 第二部分 第三部分 第四部分

潮流计算···························5 短路电流计算·······················16 心得体会···························29 前 言

电力系统的潮流计算和短路计算是电力系统分析中的一种最基本和常用的计算，它们是研究和分析电力系统的基础，对我们了解电力系统有着很重要的作用。因此，这次课程设计有着十分重要的意义。本次课程设计作为电气工程及其自动化专业的主要专业课设计之一，是学习电力系统分析基础和电力系统计算机辅助分析课程后的一个重要的实践性教学环节。其目的在于巩固和加深对电力系统潮流和短路计算基本原理的理解，学习和掌握应用计算机进行电力系统设计和计算的方法，培养分析和解决问题的能力。 通过本次设计，要求我们能够掌握电力系统等值模型和参数的计算，以及潮流计算和短路计算的基本原理，学会应用计算机计算潮流分布和短路电流的方法。

第一部分 系统参数计算

设计中，采用精确计算算法，选取SB?100MVA，UB?220KV，将所有的支路折算到220KV电压等级侧，计算过程及结果如下：

1）线路参数标么值计算

4-5 R*?rlSB?0.047?133?100?0.01291 22UB220 X*?xlSB?0.4?133?100?0.10992 2UB2202 22 B*?blUB?1.78?10?6?133?220?0.1146 2SB100 4-6 R*?rlSB?0.074?91?100?0.014 22UB220 X*?xlSB?0.4?91?100?0.075 2UB2202 22 B*?blUB?1.47?10?6?91?220?0.065 2SB100 5-7 R*?rlSB?0.079?105?100?0.0172UB2202 X*?xlSB?0.4?105?100?0.087 2UB2202 22 B*?blUB?1.60?10?6?105?220?0.081 2SB100 6-9 R*?rlSB?0.092?96?100?0.0182UB2202 X*?xlSB?0.4?96?100?0.08 2UB2202

22 B*?blUB?1.8?10?6?96?220?0.084 2SB100 7-8 R*?rlSB?0.047?78?100?0.00757 2UB2202 X*?xlSB?0.4?78?100?0.046 2UB2202 22 B*?blUB?1.78?10?6?78?220?0.0672 2SB100 8-9 R*?rlSB?0.047?102?100?0.012UB2202 X*?xlSB?0.4?102?100?0.084 2UB2202

22 B*?blUB?1.78?10?6?102?220?0.088 2SB100 2.变压器参数标么值计算

2Us%UNSB11.422422100X1?4*2?0.05758 2100SNUB100240220B

2Us%UNSB10.432422100X2?7*2?0.05737 2100SNUB100220220B

2Us%UNSB5.812422100X3?9*2?0.05858 100SNUB1001202202 B

3.发电机正序参数计算：

（暂态分析时，只用到发电机的暂态电抗来代替其次暂态电抗，故只求出暂态电抗） XG1*?Xd1? SB10024222?K?0.130.051362222017.5UB SB10024222?K?0.260.078652222020UB SB10024222?K?0.210.1129 2222015UBXG2*?Xd2?XG3*?Xd3? 4.负荷点的计算 ZLD5*? ZLD6*?

ZLD8*?SBS1000.71?j0.296

22222SP?Q120?50SBS1000.957?j0.302S2P2?Q2952?302 SBS1000.86?j0.286 22222SP?Q105?35

根据以上求出的系统参数，给出此目标网络的等值网络图如下所示：

图1 目标电网等值网络图 第二部分 潮流计算 一．节点分类

设计中要求所有结点电压不得低于1.0p.u.，也不得高于1.05p.u.，若电压不符合该条件，可采取下面的方法进行调压： （1） 改变发电机的机端电压

（2） 改变变压器的变比（即改变分接头） （3） 改变发电机的出力

（4） 在电压不符合要求的结点处增加无功补偿 调压方式应属于逆调压。

根据电力系统中各结点性质的不同，将结点分为三类：PQ结点、PV结点和平衡结点，在潮流计算中，大部分结点属于PQ结点，小部分结点属于PV结点，一般只设一个平衡结点。对于平衡结点，给定其电压的幅值和相位，整个系统的功率平

篇二：电力系统分析课程设计 摘要

潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足

各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。

潮流计算是电力系统分析最基本的计算。除它自身的重要作用之外，在《电力系统分析综合程序》中，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。 传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直接难与其他分析功能集成。网络原始数据输入工作大量且易于出错。本文采用MATLAB语言运行WINDOWS操作系统的潮流计算软件。而采用MATLAB界面直观，运行稳定，计算准确。 关键词：

电力系统潮流计算；牛顿—拉夫逊法潮流计算；MATLAB 目 录

一、 课程设计任务书 二、 电力系统潮流计算概 述

2.1 电力系统简介 2.2 潮流计算简介

2.3 潮流计算的意义及其发展 三、 潮流计算课题 3.1潮流计算题目

3.2对课题的分析及求解思路 四、 牛顿拉夫逊法潮流计算 4.1计算公式 4.2 解题一般步骤 4.3 手算部分 4.4 计算机部分

五、 潮流计算流程图及源程序 5.1潮流计算流程图 5.2潮流计算源程序图 总结 参考文献 第二章

2．1电力系统叙述

电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站（或称发电厂）中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提

高供电的可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。

现代电力系统提出了“灵活交流输电和新型直流输电”的概念。灵活交流输电技术是指运用固态电子器件与现代自动控制技术对交流电网的电压、相位角、阻抗、功率以及电路的通断进行实时闭环控制，从而提高高压输电线路的诉讼能力和电力系统的稳态水平。新型直流输电技术是指应用现电力电子技术的最新成果，改善和简化变流站的造价等。 运营方式管理中，潮流是确定电网运行方式的基本出发点：在规划领域，需要进行潮流分析验证规划方案的合理性；在实时运行环境，调度员潮流提供了电网在预想操作预想下的电网的潮流分布以及校验运行的可靠性。在电力系统调度运行的多个领域都涉及到电网潮流计算。潮流是确定电力网咯运行状态的基本因素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。 2.2潮流计算简介

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压。各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的设计和现有电

力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量的分析比较供电方案或运行方式的合理性。可靠性和经济性。此外，电力系统的潮流计算也是计算机系统动态稳定和静态稳定的基础，所以潮流计算是研究电力系统的一种和重要和基础的计算。

篇三：电力系统分析课程设计-第四组 课 题：电力系统分析课程设计 专 业：电气工程及其自动化 班 级：2012级02 班 姓 名：王 科（12152194） 李 秋（121526） 李遵诚（121522） 李 洋（12152106） 张超鹏（12152882） 指导教师： 李佑光

设计日期：2014年11月24日~2014年12月5日 目录

一．绪论...........................................2 二、 设计目的 .................................... 3 三、设计内容 ..................................... 4 四、 设计要求 .................................... 8 五、元件参数表 ................................... 9

成 绩： 六、 计算 ........................................ 10 七、 CEES软件仿真 ................................ 14 八、个人心得 ..................................... 20 九、参考文献 ..................................... 22 绪论

电力系统分析是电气工程及其自动化专业的必修课。主要通过理论和仿真计算使学生掌握电力系统三大计算（电力系统短路计算、系统稳定计算、潮流计算）的基本方法，深化学生对电力系统基本理论和计算方法的理解，培养学生分析、解决问题的能力和电力系统计算软件的应用能力。 短路计算是电力技术的基本问题之一。在发电厂、变电所以及整个电力系统的设计和运行工作中，都必须事先进行短路计算，以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体，确定短路电流的措施、在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。为此，掌握短路发生以后的物理过程及其各种运行参量（电流、电压等）的数值是非常必要的。 短路计算内容一般包括:

1、计算今后10年左右最大运行方式时三相短路和单相接地短路的零秒短路电流。对现有断路器进行更换时还应按过渡年份计算。

2、发电厂和变电所电气设计一般还要计算短路电流的非

周期性分量和冲击电流。

3、为整定继电保护和选择熔断器等，有时尚需计算有关年份的系统最小运行方式的短路电流。

CEES短路计算程序可用于电力系统（包括工业和商业的供配电系统）三相短路、单相接地短路、两相短路、以及两相接地短路的分析计算。CEES可计算短路瞬间以及短路发生后若干时刻电流、电压的分布和其它参量。为获得最大的适应度和模拟精确度，在借鉴国内外同类软件优点的基础上，CEES采用了不同的计算方法（通用计算法和基于运算曲线的工程实用法）和标准（IEC909和ANSI/IEEE）供用户选择。

潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及其相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。 潮流计算的设计目的一般包括： ? 评价网络方案

选择导线和变电所主设备规格

? 为选用调压装置、无功补偿及其配置提供依据 ? 为其它电力系统计算分析提供原始数据 潮流计算的设计运行方式一般包括: ? 高峰负荷和低谷负荷 ? 丰水期、平水期和枯水期:

平水期主要用于方案的技术经济比较,丰水期和枯水期主要用于校核方案的供电可靠性及供电质量。 ? 事故运行方式 ? 特殊运行方式

为获得最大的适应度和模拟精确度，在借鉴国内外同类软件优点的基础上，CEES采用了不同的计算方法并由计算机根据电力系统特点自行选择。CEES潮流计算程序可用于电力系统（包括工业和商业的供配电系统）正常运行状态的分析计算，重点在电压、电流和功率的分布，即潮流分布。CEES也计算电压损失、功率损耗、设备功率因数及其过载状态、和其它静态参量。

简单闭式潮流网络通常是指两端供电网络和简单环形网络。简单环形网络是指每一节点都只同两条支路相接的环形网络。单电源供电的简单环网可以当做是供电点电压相等的两端供电网络。当简单环网中存在多个电源点是，给定功率的电源点可以当作负荷点处理，而把给定电压的电源点都一分为二，这样便得到若干个已知供电点电压的两端供电网络。这时简单环形网络可以转化为大家熟悉的两端供电网络，灵活运用功率分点进行电流网络的潮流计算。 潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要措施和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算、生产运行、调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。也就是

说，对于电气工程及其自动化专业的学生来说，掌握潮流计算是非常重要和必要的。 一、设计目的

系统总结、回顾复习该课程理论知识。综合应用课程知识解决电力系统工程实际的基础理论问题。培养锻炼分析问题解决问题的基本技能和基本方法。 二、设计内容 1.潮流计算

潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压，包括电压的幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗等一系列系统中的潮流数据。 潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种，牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。将N-R法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础的，由于利用了导纳矩阵的对称性，稀疏性及节点编号顺序优划等技巧，使N-R法在收敛性，占用内存，计算速度等方面的优点都超过了阻抗法。

同时本文也应用了电力系统潮流计算仿真软件CEES与利用程序计算的结果进行比较，使计算的结果更加准确。利用成形的程序对系统中出现的各种情况，例如负荷的变化以

及线路上所发生的变化进行计算，并对母线上不满足范围的数据进行，使得系统处于一个较稳定的状态。 2.等值电路的计算过程

电压是衡量电力系统电能质量的标准之一。电压过高或过低，都将对人身及其用电设备产生重大的影响。保证用户的电压接近额定值是电力系统调度的基本任务之一。当系统的电压偏离允许值时，电力系统必须应用电压调节技术调节系统电压的大小，使其维持在允许值范围内。本文经过手算形成了等值电路图，并编写好了程序得出节点电压标幺值，使其满足所要求的调整范围。

我们首先对给定的程序输入部分作了简要的分析，程序开始需要我们确定输入节点数、支路数、平衡母线号、支路参数矩阵、节点参数矩阵。

（1）为了保证整个系统潮流计算的完整性，我们把凡具有母线及发电机处均选作节点，这样，共有10条母线以及4部发电机组即选定14个节点，我们确定电厂一母线3上的发电机作为平衡节点，节点号为①，其它机组作为PV节点，节点号为②③④，其余节点均为PQ节点，节点号见等值电路图。

（2）确定完节点及编号后，各条支路也相应确定了，网络中总计有13条支路，我们对各支路参数进行了计算。根据所给实际电路图和题中的已知条件，有以下公式计算各输

电线路的阻抗和对地支路电容的标幺值和变压器的阻抗标幺