電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)---電力系統(tǒng)潮流、短路計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定性分析

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書</p><p>　　題目： 電力系統(tǒng)潮流、短路計(jì)算 </p><p>　　和暫態(tài)穩(wěn)定分析（六） </p><p>　　學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　年級(jí)專業(yè)： 級(jí)電力 班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　教師職稱： 講師 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　目 錄<

3、;/b></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)說(shuō)明………………………………………………………………………… 3</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) ……………………………………………………………………3</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)要求 …………………………………………………………………………4</p><p>　　第2章

4、 設(shè)計(jì)原理及分析 …………………………………………………………………5</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)原理 …………………………………………………………………………5</p><p>　　2.2 應(yīng)用power world設(shè)計(jì)的原理圖 ………………………………………………5</p><p>　　第3章 靜態(tài)安全分析 ……………………………………………………

5、…………… 7</p><p>　　第4章 系統(tǒng)潮流分布及網(wǎng)絡(luò)損耗 ………………………………………………………8</p><p>　　4.1 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和支路參數(shù) ……………………………………………………………8</p><p>　　4.2 網(wǎng)絡(luò)損耗 …………………………………………………………………………9</p><p>　　第5章

6、 短路分析及短路電流 ……………………………………………………………10</p><p>　　5.1 單相接地 …………………………………………………………………………10</p><p>　　5.2 相間短路 …………………………………………………………………………11</p><p>　　5.3 三相對(duì)稱 …………………………………………………………………

7、………12</p><p>　　5.4 兩相接地 …………………………………………………………………………13</p><p>　　5.5 不同短路類型對(duì)比分析 …………………………………………………………14</p><p>　　第6章 暫態(tài)穩(wěn)定性分析 …………………………………………………………………14</p><p>　　6.1

8、 系統(tǒng)接入故障后穩(wěn)定性分析 ……………………………………………………14</p><p>　　6.2 臨界切除故障時(shí)間 ………………………………………………………………27</p><p>　　6.3 不穩(wěn)定狀態(tài) ………………………………………………………………………32</p><p>　　第7章 心得體會(huì) ………………………………………………………………

9、…………36</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………38</p><p>　　附：燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見表</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目：</b></p><p>　　電力系統(tǒng)潮流、短路計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定性分析（六）</p><p>

10、<b>　　第1章 設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　1 某系統(tǒng)原始網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)5節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和各節(jié)點(diǎn)功率如圖1所示。未來(lái)的電源配置和負(fù)荷數(shù)據(jù)如圖2所示。6號(hào)節(jié)點(diǎn)為新建的孤立節(jié)點(diǎn)。發(fā)電機(jī)參數(shù)如表1所示。各節(jié)點(diǎn)之間已建線路參數(shù)和可擴(kuò)建的線路參數(shù)如表2所示?；鶞?zhǔn)功率選為100MW，基

11、準(zhǔn)電壓選為110kV。</p><p><b>　　2 發(fā)電機(jī)參數(shù)</b></p><p><b>　　3 線路參數(shù)</b></p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、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

12、。</p><p>　　2、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。</p><p>　　3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的接線形式，選擇線路參數(shù)。對(duì)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(duì)比分析不同類型短路情況下對(duì)母線電壓、線路電流和發(fā)電

13、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</p><p>　　4、計(jì)算容許誤差為 -5 10。最后將最終結(jié)果列表在報(bào)告中</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)原理及分析</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需保證任意一條線路出現(xiàn)故障時(shí)，每

14、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)至少連接一條線路，設(shè)計(jì)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，根據(jù)各負(fù)荷的功率分布，讓發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)整對(duì)負(fù)荷提供有功和無(wú)功功率。其中，有一個(gè)發(fā)電機(jī)處于平衡節(jié)點(diǎn)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的功率進(jìn)行平衡。</p><p>　　在滿足負(fù)荷要求下選擇合適數(shù)量的發(fā)電機(jī)為電路提供所需功。由于負(fù)荷相對(duì)較大，所以需要在節(jié)點(diǎn)之間連接適當(dāng)數(shù)量的擴(kuò)建線路回?cái)?shù)，通過(guò)對(duì)電路的靜態(tài)安全分析來(lái)對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的線路回?cái)?shù)進(jìn)行修正，以保證每條線路不超出

15、其最大容量，同時(shí)在某一條線路出現(xiàn)故障時(shí)，其他線路及負(fù)荷仍能正常工作。</p><p>　　2.2應(yīng)用power world軟件設(shè)計(jì)的原理圖</p><p>　　第3章 靜態(tài)安全分析</p><p>　　安全分析，是用預(yù)想事故的分析方法來(lái)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(huì)過(guò)負(fù)荷或電壓越限。&

16、lt;/p><p>　　運(yùn)用power world軟件靜態(tài)安全分析功能，插入事故：?jiǎn)蝹€(gè)線路或變壓器事故(共10個(gè))后，開始運(yùn)行，得到如下結(jié)果，見表1</p><p>　　表1 靜態(tài)安全分析結(jié)果</p><p>　　第4章 系統(tǒng)潮流分布及網(wǎng)絡(luò)損耗</p><p>　　4.1節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和支路參數(shù)</p><p>　　運(yùn)用pow

17、er world軟件運(yùn)行實(shí)例，查看實(shí)例信息等到如下表的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和支路參數(shù)，見表2，表3</p><p><b>　　表2 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)</b></p><p><b>　　表3 支路參數(shù)</b></p><p><b>　　4.2 網(wǎng)絡(luò)損耗</b></p><p>　　計(jì)算

18、后，得到網(wǎng)絡(luò)損耗如表4</p><p><b>　　表4 網(wǎng)絡(luò)損耗</b></p><p>　　第5章 短路分析及短路電流</p><p><b>　　5.1 單相接地</b></p><p><b>　　5.2 相間短路</b></p><p>&

19、lt;b>　　5.3 三相對(duì)稱</b></p><p><b>　　5.4 兩相接地</b></p><p>　　5.5不同短路類型對(duì)比分析</p><p>　　1、單相接地：取A相為特殊相，故障線路相電壓為零，相角為零</p><p>　　2、相間短路：B、C相直接短路，B相電壓等于C相電壓</

20、p><p>　　3、三相對(duì)稱：三相相電壓相等，故障線路電壓為零</p><p>　　4、兩相接地：B、C相直接短路再接地，B相電壓等于C相電壓且均為零，相角為零</p><p>　　由表可知，軟件計(jì)算結(jié)果與理論值相符。</p><p>　　第6章 暫態(tài)穩(wěn)定性分析</p><p>　　6.1系統(tǒng)接入故障后穩(wěn)定性分析</

21、p><p>　　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(guò)渡到新的或回復(fù)到原來(lái)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力。</p><p>　　在1.0000s插入故障，在系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)刻進(jìn)行穩(wěn)定性分析，選取t=1.3000s時(shí)刻，用power world軟件進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，得到如下曲線：</p><p>　　節(jié)點(diǎn)3 50MW發(fā)電機(jī)</p><p>

22、<b>　　角度與時(shí)間關(guān)系曲線</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p><b>　　功率與時(shí)間關(guān)系曲線</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速與時(shí)間的關(guān)系曲線</p><p>　　節(jié)點(diǎn)1 25MW發(fā)電機(jī)</p><p>

23、;<b>　　角度與時(shí)間關(guān)系曲線</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p><b>　　功率與時(shí)間關(guān)系曲線</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速與時(shí)間的關(guān)系曲線</p><p>　　節(jié)點(diǎn)6 125MW發(fā)電機(jī)</p><p&

24、gt;<b>　　角度與時(shí)間關(guān)系曲線</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p><b>　　功率與時(shí)間關(guān)系曲線</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與時(shí)間關(guān)系曲線</b></p><p>　　6.2臨界切除故障時(shí)間

25、</p><p>　　在1.0000秒插入事故，臨界故障切除時(shí)間為：1.4991秒</p><p>　　節(jié)點(diǎn)3 50MW發(fā)電機(jī)臨界時(shí)間 t=1.49915s</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p>　　節(jié)點(diǎn)1 25MW發(fā)電機(jī) t=1.49915s</p><p>

26、;<b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p>　　節(jié)點(diǎn)6 125MW發(fā)電機(jī) t=1.49915s</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p><b>　　6.3不穩(wěn)定狀態(tài)</b></p><p>　　選定一個(gè)不穩(wěn)定時(shí)間，列出個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)

27、的關(guān)系圖</p><p>　　節(jié)點(diǎn)3 50MW發(fā)電機(jī) t=1.50000s</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p>　　節(jié)點(diǎn)1 25MW發(fā)電機(jī) t=1.50000s</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p>　

28、　節(jié)點(diǎn)6 125MW發(fā)電機(jī) t=1.50000s</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速與角度關(guān)系曲線</b></p><p>　　超過(guò)臨界切除故障時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)將不再穩(wěn)定，可能對(duì)系統(tǒng)造成巨大的損害，因此臨界故障切除時(shí)間的確定非常重要。</p><p><b>　　第7章 心得體會(huì)</b></p><p>

29、;　　通過(guò)本次電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，我對(duì)電力系統(tǒng)分析這門課有了更深層的了解，將課本中的理論可以升華為具體實(shí)例，特別是對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的了解，可以在頭腦中將概念具體實(shí)物化。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，通過(guò)對(duì)課題的理解做出電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，負(fù)荷等的分配，線路的選擇都需要考慮，如果一個(gè)電網(wǎng)想要正常運(yùn)行，各種因素都要考慮在內(nèi)，通過(guò)軟件仿真計(jì)算，不斷對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，讓各發(fā)電

30、機(jī)及負(fù)載工作在最適合的狀態(tài)。</p><p>　　其次，對(duì)設(shè)計(jì)出的電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算。通過(guò)計(jì)算，可以得到各點(diǎn)的功率以及電壓等，可以了解到功率分布和電壓分布。以前我掌握的只是計(jì)算方法，但不明白其中的原理。通過(guò)電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和模擬運(yùn)行，使我對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的原理有了更深等次的了解，對(duì)課本中的方法也有了實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了課本的知識(shí)。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的電網(wǎng)進(jìn)行短路計(jì)算和暫態(tài)分析，在仿真模擬中認(rèn)識(shí)到了現(xiàn)實(shí)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路狀況時(shí)的巨大

31、危害，因此作為一個(gè)電力工作者，在今后的工作中更要十分謹(jǐn)慎。 同時(shí)，在這次課程設(shè)計(jì)中，學(xué)會(huì)了POWER WORLD這個(gè)軟件的基本使用，可以把課上學(xué)到的理論知識(shí)在模擬的環(huán)境下付諸實(shí)踐。</p><p>　　最后，這次的課程設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到了理論與實(shí)踐的相結(jié)合是十分重要的，理論需要實(shí)踐來(lái)證明，實(shí)踐也需要理論的支撐。在以后的學(xué)習(xí)中我也將更加注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。</p><p><b>