電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　設(shè)計(jì)題目：電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p>　

2、　學(xué) 號(hào)：17 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　分院院長： </b></p><p>　　教研室主任： </p><p><b>　　電氣工程學(xué)院</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

3、 </p><p><b>　　1.課程題目</b></p><p><b>　　電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　雙端供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　

4、1）設(shè)計(jì)具體內(nèi)容、計(jì)算參數(shù)、總負(fù)荷容量等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)已給出；</p><p>　　1）完成電力網(wǎng)絡(luò)電能分配設(shè)計(jì)；</p><p>　　2）完成電力網(wǎng)絡(luò)功率補(bǔ)償；</p><p>　　3）完成電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)短路故障的計(jì)算；</p><p>　　4）撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告；</p><p>　　5）完成課程設(shè)計(jì)答辯。</p&g

5、t;<p>　　3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：</p><p>　　A、本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)目錄、供配電網(wǎng)圖、補(bǔ)償結(jié)果、短路數(shù)據(jù)，使用設(shè)備清單、設(shè)備選擇公式、計(jì)算過程、選擇依據(jù)。</p><p>　　B、課程設(shè)計(jì)總結(jié)。包括本次課程設(shè)計(jì)過程中

6、的收獲、體會(huì)，以及對該課程設(shè)計(jì)的意見、建議等。</p><p>　　C、全文不少于3000字。出現(xiàn)報(bào)告雷同，經(jīng)查實(shí)后抄襲學(xué)生成績按不及格處理。</p><p><b>　　4.參考資料</b></p><p><b>　　1.電力系統(tǒng)分析.</b></p><p>　　2.power world 使

7、用說明書。</p><p>　　5.設(shè)計(jì)進(jìn)度（2011年12月1`日至12月15日） </p><p><b>　　6.答疑地點(diǎn)</b></p><p><b>　　新實(shí)驗(yàn)樓 305</b></p><p><b>　　目錄 </b></p><p>　

8、　第一章 PowerWorld軟件介紹3</p><p>　　1.1 PowerWorld軟件的簡介3</p><p>　　1.2 PowerWorld軟件的功能4</p><p>　　1.2.1 基本功能4</p><p>　　1.2.2 高級功能5</p><p>　　第二章 PowerWorld軟件

9、的基本應(yīng)用簡介6</p><p>　　2.1 繪制電力系統(tǒng)單線圖6</p><p>　　2.1.1 創(chuàng)建工程實(shí)例6</p><p>　　2.1.2 添加電力元件6</p><p>　　2.2 潮流計(jì)算7</p><p>　　2.2.1 潮流計(jì)算7</p><p>　　2.2.2 潮流

10、計(jì)算個(gè)元件信息表8</p><p>　　2.3 短路計(jì)算10</p><p>　　第三章 PowerWorld實(shí)際的應(yīng)用11</p><p>　　4.1 power world仿真圖11</p><p>　　4.2 節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算11</p><p>　　4.3 節(jié)點(diǎn)短路計(jì)算…………………………………………

11、…………………12</p><p>　　4.4 實(shí)例信息（節(jié)點(diǎn)）12</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié)13</b></p><p><b>　　附錄14</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)..…………………………….……...………………………………………14</p>

12、<p>　　第一章 PowerWorld軟件介紹</p><p>　　1.1 PowerWorld軟件的簡介</p><p>　　Power World是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)大型可視化分析和計(jì)算程序，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是用戶界面友好以及優(yōu)異的交互性能。交互能力和可視化方法使它在勝任嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾娋W(wǎng)運(yùn)行分析的同時(shí)，還可以用來向非專業(yè)人員闡明電力系統(tǒng)的運(yùn)行原理和進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。V11.0版的Po

13、wer World集電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、靈敏度分析、靜態(tài)安全分析、短路電流計(jì)算、經(jīng)濟(jì)調(diào)度EDC/AGC，最優(yōu)潮流OPF、無功優(yōu)化，GIS功能、電壓穩(wěn)定分析PV/QV、ATC計(jì)算、用戶定制模塊等多種龐大復(fù)雜功能于一體，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大豐富的三維可視化顯示技術(shù)。使用方便、功能強(qiáng)大、可視化程度相當(dāng)高，其界面如圖1.1所示，圖中所示系統(tǒng)為廣西電網(wǎng)2010年三維可視化運(yùn)行全景圖。 </p><p>　　Power

14、World可視化程序確切地說是多個(gè)產(chǎn)品的集成。它的核心是一個(gè)綜合的、強(qiáng)大的潮流計(jì)算的軟件，它可以有效地求解多達(dá)100,000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型復(fù)雜電力系統(tǒng)。這使得Power World作為一個(gè)獨(dú)立的潮流分析軟件包十分有用。與其他同類商業(yè)應(yīng)用軟件不同的是：Power World允許用戶通過可縮放的彩色動(dòng)畫單線圖來模擬一個(gè)系統(tǒng)。用戶可以運(yùn)用可視化分析程序個(gè)性鮮明的示例（CASE）編輯器對模型任意進(jìn)行修改直至滿意。在Power World可視化分析

15、程序中，輸電線路的投切、負(fù)荷調(diào)整、發(fā)電機(jī)的投退及其各種功能切換以及聯(lián)絡(luò)線的建立等等，這一切只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可完成。此外，圖形和動(dòng)畫演示的廣泛使用增加了用戶對系統(tǒng)特性、存在的問題和限制條件的理解.并且知道如何采取補(bǔ)救措施。 </p><p>　　Power World提供了極為方便的模擬電力系統(tǒng)時(shí)間特性的工具。同樣它可以可視化地顯示負(fù)荷、發(fā)電量和聯(lián)絡(luò)線功率隨時(shí)間的變化，以及因此產(chǎn)生的系統(tǒng)運(yùn)行狀況的變化。這項(xiàng)功能在解釋

16、例如電網(wǎng)擴(kuò)建引起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化等問題上十分有用。 </p><p>　　Power World可視化分析程序還具有一體化的經(jīng)濟(jì)調(diào)度、聯(lián)絡(luò)線功率交換經(jīng)濟(jì)性分析、功率傳輸分配因子(PTDF)計(jì)算、短路計(jì)算和故障分析的強(qiáng)大功能，所有這一切都通過一個(gè)主界面來實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　Power World可視化分析程序的上述特性被集成在一起，在軟件安裝完畢后即可領(lǐng)略到它的龐大功能。</p&

17、gt;<p>　　1.2 PowerWorld軟件的功能</p><p>　　1.2.1 基本功能 </p><p>　　Power World程序有2種重要的操作模式：編輯模式和運(yùn)行模式。編輯模式用來創(chuàng)建新模型或修改己存在的工程示例；而運(yùn)行模式則用來模擬演示實(shí)際系統(tǒng)，使用程序具有的各種先進(jìn)的工具對所建立的電力系統(tǒng)模型進(jìn)行各種可視化分析。通過點(diǎn)擊程序欄的EDIT MODE（編

18、輯模式）和RUN MODE（運(yùn)行模式）按鈕，可在兩者之間隨意切換。每種模式下菜單中的命令不同。 </p><p>　　通過文件面板（File）可進(jìn)行存盤、打印、讀取等操作。本欄也提供了聯(lián)機(jī)幫助和查錯(cuò)工具。Power World仿真器允許用戶用幾種不同的格式存儲(chǔ)工程。選擇主菜中File中的Save As項(xiàng)可出現(xiàn)對話框，在對話框左下角存儲(chǔ)文件類型一欄中可選擇所需的保存格式。仿真器能以二進(jìn)制格式（默認(rèn)值），PTI版本V

19、23～30所用的原始數(shù)據(jù)類型、IEEE通用格式和GE EPC等格式來存儲(chǔ)工程。 </p><p>　　編輯面板（Edit）包括一些工程編輯工具?？杉羟谢驈?fù)制單線圖上的單個(gè)設(shè)備或原件并把它粘貼在原圖或其他圖中。同樣也可通過通常的選取操作或矩形框?qū)σ唤M元件進(jìn)行相同的操作。 </p><p>　　用插入面板（Insert）按鈕可在現(xiàn)有的單線圖上添畫新組元。這些組元包括電力系統(tǒng)的元件如節(jié)點(diǎn)、輸電線

20、、變壓器、負(fù)荷、發(fā)電機(jī)和“地區(qū)(AREA)”,“區(qū)域（ZONE）”以及諸如“餅圖( PIE CHART)”等提供測量、標(biāo)注和咨詢信息的框件。也可添加文本框或矩形、橢圓形、弧形等形狀的顯示框，而這些均與系統(tǒng)中其它設(shè)備無關(guān)。 </p><p>　　通過格式面板（Format）可改變字體、顏色、線型、圖形放大比例及其原件所屬層次等。也可設(shè)定不同繪圖參數(shù)的缺省值，并在必要時(shí)重設(shè)這些值。 </p><p

21、>　　為顯示復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行圖，Power World 可視化分析程序可放大和移動(dòng)單線圖?？稍趫D像縮放面板中直接指定放大的尺寸，也可通過選定圖中某一矩形區(qū)域來設(shè)定放大倍數(shù)。本欄包含一對話框.可以通過它選擇以某一母線為中心顯示單線運(yùn)行圖。 </p><p>　　通過選項(xiàng)/信息欄（Options)，可迅速查閱PowerWorld可視化分析程序的有關(guān)信息和設(shè)置選項(xiàng)?？稍O(shè)置有關(guān)仿真和求解的選項(xiàng)、定義過濾顯示、進(jìn)行

22、單步潮流計(jì)算、電壓等高線動(dòng)態(tài)著色、各種運(yùn)行報(bào)表和區(qū)域控制誤差分析、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析、二維和三維可視化運(yùn)行圖切換以及工程所包含的原件的所有屬性和相關(guān)運(yùn)行參數(shù)和控制參數(shù)的顯示和修改。這兩個(gè)欄目在編輯模式和運(yùn)行模式下根據(jù)需要不盡相同。 </p><p>　　工具欄（Tools）提供母線運(yùn)行信息瀏覽、全網(wǎng)潮流瀏覽和指定母線或線路潮流運(yùn)行信息、靜態(tài)安全分析、可用傳輸容量ATC計(jì)算、短路電流計(jì)算、各種靈敏度分析、電氣島分析、

23、網(wǎng)損計(jì)算、功率傳輸分布因子計(jì)算、強(qiáng)制潮流設(shè)置與計(jì)算、地理信息功能加載（GIS）、制作影視剪接，負(fù)荷和出力調(diào)整等高級功能。 </p><p>　　仿真欄（Simulation）提供仿真所采用的各種算法，包括極坐標(biāo)和直角坐標(biāo)的牛頓－拉夫遜法、快速解耦算法、單步法、交直流系統(tǒng)混合潮流計(jì)算、魯棒性潮流加速計(jì)算、最優(yōu)潮流計(jì)算、潮流計(jì)算啟動(dòng)終止設(shè)置和不收斂的處理辦法以及腳本文件的相關(guān)處理。 </p><p

24、>　　最優(yōu)潮流（LP OPF）欄提供常規(guī)最優(yōu)潮流計(jì)算、考慮各種運(yùn)行約束和經(jīng)濟(jì)約束的最優(yōu)潮流計(jì)算以及相關(guān)參與最優(yōu)潮流的系統(tǒng)各種原件參數(shù)的設(shè)定和修改。 </p><p>　　電壓安全性和穩(wěn)定性分析工具（VSAT）以內(nèi)置的牛頓一拉夫遜法進(jìn)行的潮流計(jì)算為基礎(chǔ)，允許用戶在某特定傳輸容量下求解多重潮流解，從而得到給定節(jié)點(diǎn)的PV或QV曲線。電壓安全性和穩(wěn)定性分析（VSAT）的目的是在用戶定義的傳輸容量自動(dòng)增加時(shí)允許用戶監(jiān)

25、視系統(tǒng)的任一參數(shù)。電壓安全性和穩(wěn)定性仿真計(jì)算結(jié)束后用戶可用可視化仿真曲線顯示所監(jiān)視的參數(shù)。 </p><p>　　1.2.2 高級功能 </p><p>　　除了上述各功能，Power World 可視化分析程序還提供方便快捷的局部菜單（在運(yùn)行圖上右擊鼠標(biāo)），主要有限值監(jiān)視設(shè)定、越限后文本區(qū)自動(dòng)改變顏色、可視化顯示內(nèi)容和參數(shù)設(shè)定、全屏切換顯示和分屏耦合顯示、快速查找和定位、鷹眼漫游、負(fù)荷預(yù)

26、測可視化、考慮氣候變化的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析、用戶自定義界面、新的插入模板、母線顏色自動(dòng)選擇、動(dòng)畫率可調(diào)、餅圖和線路顏色的協(xié)調(diào)等功能。另外還包括潮流計(jì)算收斂性加速算法設(shè)定、缺省繪圖值功能、過濾選項(xiàng)、常用表達(dá)的定義、移相器建模、直流線路建模、在線幫助、系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、自動(dòng)插入和外掛用戶自編程序擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)接口等高級功能。 </p><p>　　第二章 PowerWdorl軟件的基本應(yīng)用</p><p

27、>　　2.1 繪制電力系統(tǒng)單線圖</p><p>　　2.1.1 創(chuàng)建工程實(shí)例</p><p>　　打開powerworld simulator13軟件，單擊左上角“文件”圖標(biāo)，選取“新建實(shí)例”創(chuàng)建一個(gè)新的工程示例文件。如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1創(chuàng)建的工程界面</p><p>　　2.1.1 添加電力元件</p

28、><p>　　添加母線元件：在編輯模式下單擊工具欄中的“繪圖”，再點(diǎn)擊插入對象中的“網(wǎng)絡(luò)”選擇“節(jié)點(diǎn)”，在面板空白處的合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，確定母線位置。此時(shí)自動(dòng)彈出母線信息對話框，填入母線相關(guān)信息，再單擊“確定”，則母線添加完成。</p><p>　　添加發(fā)電機(jī)元件：從“網(wǎng)絡(luò)”中點(diǎn)擊選擇“發(fā)電機(jī)”，在與該發(fā)電機(jī)連接的母線處點(diǎn)擊左鍵，則彈出發(fā)電機(jī)信息對話框，填入發(fā)電機(jī)相關(guān)信息，再單擊“確定”，

29、然后適當(dāng)調(diào)整發(fā)電機(jī)位置，則發(fā)電機(jī)添加完畢。</p><p>　　添加變壓器元件：從“網(wǎng)絡(luò)”中點(diǎn)擊選擇“變壓器”，先左鍵單擊連接該變壓器的兩條母線中的一條，然后左鍵雙擊另一條母線則會(huì)在畫面上添加變壓器，并彈出變壓器控制信息對話框，填入變壓器相關(guān)參數(shù)，在單擊“確定”則變壓器模型添加成功。</p><p>　　添加線路元件：從“網(wǎng)絡(luò)”中點(diǎn)擊選擇“線路”，先左鍵單擊連接該傳輸線路的兩條母線中的一條

30、，然后左鍵雙擊另一條母線，則會(huì)在畫面上添加傳輸線，并彈出傳輸線控制信息對話框，填入傳輸線相關(guān)參數(shù)，則傳輸線模型添加成功。通過線路對話框，也可以添加串聯(lián)電容器。</p><p>　　添加負(fù)荷元件：從“網(wǎng)絡(luò)”中點(diǎn)擊選擇“負(fù)荷”，在與該負(fù)荷連接的母線處點(diǎn)擊左鍵，則彈出負(fù)荷信息對話框，填入負(fù)荷相關(guān)信息，再單擊“確定”，然后適當(dāng)調(diào)整負(fù)荷位置，則負(fù)荷模型添加完畢。</p><p>　　繪制單線圖：根據(jù)

31、實(shí)際要繪制的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，按照上述的添加元件的方法，進(jìn)行元件的添加，在添加元件的過程中按照要求對個(gè)元件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，繪制好的系統(tǒng)單線圖如圖2.2所示：</p><p><b>　　圖2.2單線圖</b></p><p><b>　　3.1 潮流計(jì)算</b></p><p>　　3.1.1 潮流計(jì)算</p>&

32、lt;p>　　繪制好系統(tǒng)單線圖后對繪制的系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算方法如下：</p><p>　　在運(yùn)行模式下單擊工具欄的“工具”按鈕，然后單擊“運(yùn)行”便可進(jìn)行系統(tǒng)潮流計(jì)算。</p><p>　　3.1.2潮流計(jì)算個(gè)元件信息表</p><p>　　發(fā)電機(jī)信息如圖3.1</p><p>　　圖3.1發(fā)電機(jī)信息表</p><

33、p>　　節(jié)點(diǎn)1信息如圖3.2</p><p>　　圖3.2節(jié)點(diǎn)1信息表</p><p><b>　　線路信息如圖3.3</b></p><p><b>　　圖3.3線路信息表</b></p><p>　　變壓器信息如圖3.4</p><p>　　圖3.4變壓器信息表&l

34、t;/p><p><b>　　3.2 短路計(jì)算</b></p><p>　　短路計(jì)算方法：在運(yùn)行模式下單擊“運(yùn)行模式”中的“短路計(jì)算”，彈出短路計(jì)算框如下圖：如圖3.5</p><p><b>　　圖3.5短路計(jì)算表</b></p><p>　　從上面短路計(jì)算框可知可對系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)和線路等進(jìn)行單相接地、相

35、間短路、三項(xiàng)短路、兩相接地短路等短路計(jì)算，如對節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行單相接地短路計(jì)算，在節(jié)點(diǎn)選擇中選擇節(jié)點(diǎn)1，短路位置選擇節(jié)點(diǎn)短路，短路類型選擇單相接地，在單擊左下角的計(jì)算，方可進(jìn)行短路計(jì)算。</p><p>　　第四章 PowerWorld實(shí)際的應(yīng)用</p><p>　　4.1 power world仿真圖</p><p>　　圖4.1power world仿真圖</

36、p><p>　　4.2 節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算</p><p>　　圖4.2節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算表</p><p>　　4.3 節(jié)點(diǎn)短路計(jì)算</p><p>　　圖4.3節(jié)點(diǎn)短路計(jì)算</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　在兩周的課設(shè)的時(shí)間里，我初步掌握了該軟件的

37、基本操作。在這次的學(xué)習(xí)過程中，使我對軟件的學(xué)習(xí)有了更深的體會(huì)，當(dāng)然對電力系統(tǒng)分析這門課也有了更深的理解，在學(xué)習(xí)得過程中我有許多理解錯(cuò)誤的地方，但這些錯(cuò)區(qū)在老師的指導(dǎo)下以及同學(xué)對我的幫助，我克服了種種困難，我查閱了許多的參考資料，在參考資料中我查到了許多我做不到的。經(jīng)過這次的學(xué)習(xí)，我現(xiàn)在基本能夠熟練運(yùn)用power world。</p><p>　　通過本次實(shí)習(xí)，我明白了power world的許多用途，特別是在仿真

38、領(lǐng)域里的運(yùn)用。當(dāng)然，這一周的學(xué)習(xí)并不能使我完全掌握power world的操作 ，我們只是初步掌握了它的基本功能，它的其它功能我希望能在以后的學(xué)習(xí)中逐步掌握。相信在今后的學(xué)習(xí)過程中，我能牢固地掌握這一軟件。初步接觸power world感覺很新鮮，在學(xué)習(xí)的過程中讓我又掌握了一門技術(shù)。這次的課程設(shè)計(jì)讓我有了很大的收獲。這次實(shí)習(xí)豐富了我在這方面的知識(shí)，使我向更深的層次邁進(jìn)，對我在今后的社會(huì)當(dāng)中立足有一定的促進(jìn)作用，但我也認(rèn)識(shí)到，要想做好這方

39、面的工作單靠這一周的課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要我在平時(shí)的學(xué)習(xí)和在以后的工作中一點(diǎn)點(diǎn)的積累，不斷豐富自己的經(jīng)驗(yàn)才行。我面前的路還是很漫長的，需要不斷的努力和奮斗才能真正地走好。</p><p>　　我相信通過這一周時(shí)間的課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，在操作的過程中所獲得的經(jīng)驗(yàn)對我終身受益，在我今后的學(xué)習(xí)及畢業(yè)后的實(shí)際工作中將不斷的得到驗(yàn)證。這次的實(shí)習(xí)是我人生的一筆財(cái)富。</p><p>　　2011年

40、12月22日</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1].劉天琪，邱曉燕.電力系統(tǒng)分析理論[M].北京:中國科學(xué)出版社, 2011.</p><p>　　[2] power world 使用說明書.</p>&l