電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)---復(fù)雜電力系統(tǒng)的建模與分析

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題 目 復(fù)雜電力系統(tǒng)的建模與分析 </p><p>　　課 程 名 稱 電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì) </p><p>　　院 部 名 稱 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程

2、及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí) M09電氣工程及其自動(dòng)化Ⅱ班</p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)地點(diǎn) </p>

3、<p>　　課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí) </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 課程設(shè)計(jì)的目的及要求1</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的1</p><p&g

4、t;　　1.2課程設(shè)計(jì)的要求1</p><p>　　2 課程設(shè)計(jì)的題目1</p><p>　　3 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)3</p><p>　　3.1畫(huà)出完整等值電路圖3</p><p>　　3.2選擇110KV為電壓基本級(jí)，畫(huà)出有名值表示的等值電路4</p><p>　　3.3選擇基準(zhǔn)量，并畫(huà)出標(biāo)幺值表示等值電路

5、8</p><p>　　3.4用標(biāo)幺值表示等值電路的導(dǎo)納矩陣13</p><p>　　4 用P-Q分解法對(duì)該電路進(jìn)行潮流分析的步驟15</p><p>　　4.1P-Q分解法求解步驟：15</p><p>　　4.2 具體的相關(guān)運(yùn)算15</p><p>　　5 課程設(shè)計(jì)總結(jié)22</p><

6、p><b>　　6 參考文獻(xiàn)22</b></p><p>　　1 課程設(shè)計(jì)的目的及要求</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高學(xué)生的收集資料、專業(yè)制圖、綜述撰寫(xiě)的能力，培養(yǎng)理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合的能力，開(kāi)發(fā)獨(dú)立思考的能力，尋找并解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。&

7、lt;/p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　⑴、必須遵守國(guó)家有關(guān)電氣的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。</p><p>　?、啤⒈仨殗?yán)格遵守國(guó)家的有關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　?、?、滿足電力系統(tǒng)的基本要求（電能質(zhì)量、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、負(fù)荷等級(jí)）</p><p>　?、?、必須從整個(gè)地區(qū)的電能分配、規(guī)劃出發(fā)，確定整體

8、設(shè)計(jì)方案。</p><p>　?、?、要求學(xué)生初步掌握工程設(shè)計(jì)的程序和方法，特別是工程中用到的電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，常用符號(hào)，計(jì)算公式和編程技巧。</p><p>　　⑹、通過(guò)獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)工程技術(shù)課題，設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件，充分提高運(yùn)用新技術(shù)、新信息、新技術(shù)成果和裝置的能力。</p><p>　?、?、在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要多思考，多分析，對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容和結(jié)果進(jìn)行整理和總結(jié)。</p&g

9、t;<p><b>　　2 課程設(shè)計(jì)的題目</b></p><p>　　本課題要求對(duì)圖1所示的電力系統(tǒng)進(jìn)行建模，要求按穩(wěn)態(tài)分析時(shí)的精確模型進(jìn)行建模：</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　電力系統(tǒng)參數(shù)：</b></p><p>　　

10、⑴發(fā)電機(jī)的參數(shù)如圖1所示。</p><p>　?、谱儔浩鱐1:型號(hào)SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，變壓器額定容量10MV.A，一次電壓110KV，短路損耗59KW，空載損耗16.5KW，阻抗電壓百分值，空載電流百分值。</p><p>　　變壓器T2: 型號(hào)SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，變壓器額定容量31.5MV.A，一次電壓110

11、KV，短路損耗148KW，空載損耗38.5KW，阻抗電壓百分值，空載電流百分值。</p><p>　　變壓器T3: 型號(hào)SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，變壓器額定容量16MV.A，一次電壓110KV，短路損耗86KW，空載損耗23.5KW，阻抗電壓百分值，空載電流百分值。</p><p><b>　?、蔷€路參數(shù)：</b></p>

12、<p>　　線路1：鋼芯鋁絞線LGJ-120，截面，長(zhǎng)度為100Km，每條線路單位長(zhǎng)度的正序電抗，每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容。對(duì)下標(biāo)的說(shuō)明：=；=。</p><p>　　線路2：鋼芯鋁絞線LGJ-150，截面，長(zhǎng)度為100Km，每條線路單位長(zhǎng)度的正序電抗，每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容。</p><p>　　線路3：鋼芯鋁絞線LGJ-185，截面，長(zhǎng)度為100Km，每條線路單位長(zhǎng)度

13、的正序電抗，每條線路單位長(zhǎng)度的對(duì)地電容。</p><p>　?、蓉?fù)載L：容量為8+j6(MV.A)。負(fù)載的電抗標(biāo)幺值為；電動(dòng)機(jī)為2MW，起動(dòng)系數(shù)為6.5,額定功率因數(shù)為0.86。</p><p><b>　　3 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)</b></p><p>　　3.1畫(huà)出完整等值電路圖</p><p><b>　　圖

14、2 完整電路圖</b></p><p>　　3.2選擇110KV為電壓基本級(jí)，畫(huà)出有名值表示的等值電路</p><p>　　3.2.1參數(shù)計(jì)算程序</p><p><b>　　變壓器T1：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><

15、;b>　　變壓器T2：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　變壓器T3：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　線路L1：</b></p>

16、<p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　線路L2：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　線路L3:</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b>&l

17、t;/p><p><b>　　發(fā)電機(jī)G1：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)G2：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)M

18、：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　負(fù)載：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p>　　3.2.2有名值表示的等值電路圖：</p><p>　　圖3 有名值表示的電路

19、圖</p><p>　　3.3選擇基準(zhǔn)量，并畫(huà)出標(biāo)幺值表示等值電路</p><p>　　3.3.1參數(shù)計(jì)算程序</p><p><b>　　變壓器T1:</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　變壓器T2:</b>

20、</p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　變壓器T3：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　線路L1：</b></p><p><b>　　結(jié)果：

21、</b></p><p><b>　　線路L2：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　線路L3：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b

22、>　　發(fā)電機(jī)G1：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)G2：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)M：</b></p>&

23、lt;p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　負(fù)載：</b></p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p>　　3.3.2標(biāo)幺值表示的等值電路圖：</p><p>　　圖4 標(biāo)幺值表示的電路圖</p><p>　　

24、3.4用標(biāo)幺值表示等值電路的導(dǎo)納矩陣</p><p>　　圖5 標(biāo)幺值表示的導(dǎo)納各節(jié)點(diǎn)</p><p>　　由上圖標(biāo)出8個(gè)節(jié)點(diǎn)，其求解導(dǎo)納矩陣程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　y1=863.8190-j*1.0e-3;</p><p>　　z1=0.059+j*1.05;</p><p>　　y33=j*0.0351/2;

25、</p><p>　　z33=0.1407+j*0.3256;</p><p>　　y22=j*0.0345/2;</p><p>　　z22=0.1736+j*0.3314;</p><p>　　y2=218.3792+j*1.0025;</p><p>　　z2=0.0149+j*0.3333;</p>

26、<p>　　y2p=218.3792+j*1.0025;</p><p>　　z2p=0.0149+j*0.3333;</p><p>　　y11=j*0.0338/2;</p><p>　　z11=0.2169+j*0.3372;</p><p>　　y3=491.8461-j*0.0014;</p><p

27、>　　z3=0.0336+j*0.6563;</p><p>　　Y11=y1+1/z1;</p><p>　　Y22=y33+1/z33;</p><p>　　Y12=-1/z1;</p><p>　　Y21=-1/z1;</p><p>　　Y23=-1/z33;</p><p>　　

28、Y32=-1/z33;</p><p>　　Y13=0;Y14=0;Y15=0;Y16=0;Y17=0;Y18=0;</p><p>　　Y31=0;Y41=0;Y51=0;Y61=0;Y71=0;Y81=0;</p><p>　　Y24=0;Y25=0;Y26=0;Y27=0;Y28=0;</p><p>　　Y42=0;Y52=0;Y62

29、=0;Y72=0;Y82=0;</p><p>　　Y38=0;Y45=0;Y46=0;Y47=0;Y48=0;</p><p>　　Y83=0;Y54=0;Y64=0;Y74=0;Y84=0;</p><p>　　Y56=0;Y57=0;Y58=0;</p><p>　　Y65=0;Y75=0;Y85=0;</p><p

30、>　　Y67=0;Y68=0;</p><p>　　Y76=0,Y86=0;</p><p>　　Y33=y33+1/z33+y22+1/z22+y2p+1/z2p+y2+1/z2+y11+1/z11;</p><p>　　Y34=-1/z2;</p><p>　　Y43=-1/z2;</p><p>　　Y35

31、=-1/z2p;</p><p>　　Y53=-1/z2p;</p><p>　　Y36=-1/z2;</p><p>　　Y63=-1/z2;</p><p>　　Y37=-1/z1;</p><p>　　Y73=-1/z1;</p><p>　　Y44=y22+1/z22;</p>

32、;<p>　　Y55=y2p+1/z2p;</p><p>　　Y66=y2+1/z2;</p><p>　　Y77=y11+1/z11+y3+1/z3;</p><p>　　Y78=-1/z3;</p><p>　　Y87=-1/z3;</p><p>　　Y88=y3+1/z3;</p>

33、<p>　　YY=[Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y18;</p><p>　　Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 Y27 Y28;</p><p>　　Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y36 Y37 Y38;</p><p>　　Y41 Y42 Y43 Y44 Y45 Y46 Y47 Y48;</p&

34、gt;<p>　　Y51 Y52 Y53 Y54 Y55 Y56 Y57 Y58;</p><p>　　Y61 Y62 Y63 Y64 Y65 Y66 Y67 Y68;</p><p>　　Y71 Y72 Y73 Y74 Y75 Y76 Y77 Y78;</p><p>　　Y81 Y82 Y83 Y84 Y85 Y86 Y87 Y88]</p&

35、gt;<p><b>　　其導(dǎo)納矩陣為：</b></p><p>　　4 用P-Q分解法對(duì)該電路進(jìn)行潮流分析的步驟</p><p>　　4.1P-Q分解法求解步驟：</p><p>　?、?、根據(jù)以上的標(biāo)幺值表示的等值電路的導(dǎo)納矩陣，利用MATLAB求解出其、矩陣，代替原有的系數(shù)矩陣；</p><p>　?、?/p>

36、、設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓初值；</p><p>　　⑶、解其修正方程，求得各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的變化量；</p><p>　?、取⑶蟾鞴?jié)點(diǎn)電壓相位角的新值；</p><p>　?、蛇\(yùn)用各節(jié)點(diǎn)的新值，將其不斷地進(jìn)行迭代，對(duì)其求出其個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況，直到各節(jié)點(diǎn)功率誤差</p><p>　　4.2 具體的相關(guān)運(yùn)算：</p><p>　

37、　矩陣的階數(shù)為PV節(jié)點(diǎn)數(shù)與PQ節(jié)點(diǎn)數(shù)的和，矩陣的階數(shù)為PQ節(jié)點(diǎn)數(shù)，如下通過(guò)MATLAB軟件計(jì)算得出：</p><p>　　將其各節(jié)點(diǎn)電壓帶入，不斷進(jìn)行迭代，求出其電壓和功率。</p><p><b>　　所得結(jié)果為：</b></p><p><b>　　Ep =</b></p><p>　　1.00

38、00e-004</p><p><b>　　k =</b></p><p><b>　　1</b></p><p><b>　　dP =</b></p><p>　　-865.4190 -1.9467 -442.8381 3.7731 -232.7701 -247.2

39、701 -540.1919</p><p><b>　　dQ =</b></p><p>　　-0.8299 -2.8137 -20.2529 -5.3298 -6.7065 -4.0655</p><p><b>　　Dlt =</b></p><p><b>　　-7

40、65.8573</b></p><p><b>　　144.8950</b></p><p><b>　　425.6131</b></p><p><b>　　517.8240</b></p><p><b>　　503.3618</b><

41、;/p><p><b>　　496.7588</b></p><p><b>　　-29.1907</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　U =</b></p><p><b>　　10.

42、7051</b></p><p><b>　　11.5894</b></p><p><b>　　9.0446</b></p><p><b>　　9.1384</b></p><p><b>　　9.9368</b></p>&

43、lt;p><b>　　11.1996</b></p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　k =</b></p><p><b>　　2</b>

44、</p><p><b>　　dP =</b></p><p>　　1.0e+004 *</p><p>　　-9.9029 -0.0405 -3.5649 0.0118 -2.1768 -2.7693 -0.0536</p><p><b>　　dQ =</b></

45、p><p>　　-187.2012 -537.8094 -775.0117 -17.7148 -205.3826 -447.2595</p><p><b>　　Dlt =</b></p><p>　　1.0e+003 *</p><p><b>　　-1.5886</b></p>&l

46、t;p><b>　　0.2249</b></p><p><b>　　0.8861</b></p><p><b>　　1.0990</b></p><p><b>　　1.0228</b></p><p><b>　　0.9450<

47、/b></p><p><b>　　0.8813</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　U =</b></p><p><b>　　28.1472</b></p><p><b>

48、;　　47.4695</b></p><p><b>　　56.2138</b></p><p><b>　　68.4024</b></p><p><b>　　70.4700</b></p><p><b>　　62.0599</b><

49、/p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　k =</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　dP =<

50、/b></p><p>　　1.0e+006 *</p><p>　　-0.6854 0.0054 -1.4111 0.0021 -1.0733 -0.8496 -0.0006</p><p><b>　　dQ =</b></p><p>　　1.0e+004 *</p>

51、<p>　　-0.2021 -0.2858 -4.2898 -0.7739 -0.7747 -1.7136</p><p><b>　　Dlt =</b></p><p>　　1.0e+003 *</p><p><b>　　-2.0503</b></p><p>&l

52、t;b>　　0.4911</b></p><p><b>　　1.1935</b></p><p><b>　　1.4210</b></p><p><b>　　1.2829</b></p><p><b>　　1.2528</b><

53、;/p><p><b>　　5.0680</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　U =</b></p><p><b>　　325.3980</b></p><p><b>　　420.6

54、501</b></p><p><b>　　341.0827</b></p><p><b>　　383.1596</b></p><p><b>　　443.5237</b></p><p><b>　　351.6751</b></p&

55、gt;<p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　k =</b></p><p><b>　　4</b></p><p><b>　　dP =</b&

56、gt;</p><p>　　1.0e+007 *</p><p>　　-9.1460 -0.0558 -4.9921 -0.0558 -4.3430 -2.7178 -0.0000</p><p><b>　　dQ =</b></p><p>　　1.0e+006 *</p><

57、;p>　　0.0091 -0.6271 -2.4302 -0.6267 -0.5721 -0.6018</p><p><b>　　Dlt =</b></p><p>　　1.0e+004 *</p><p><b>　　-0.2813</b></p><p><b&

58、gt;　　0.0604</b></p><p><b>　　0.1600</b></p><p><b>　　0.1881</b></p><p><b>　　0.1642</b></p><p><b>　　0.1736</b></p&

59、gt;<p><b>　　3.9828</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　U =</b></p><p>　　1.0e+003 *</p><p><b>　　3.7463</b></p>

60、<p><b>　　3.8158</b></p><p><b>　　3.0343</b></p><p><b>　　3.1182</b></p><p><b>　　3.8447</b></p><p><b>　　3.5413

61、</b></p><p><b>　　0.0011</b></p><p><b>　　0.0011</b></p><p><b>　　....</b></p><p>　　同時(shí)，也可以利用Simulink畫(huà)出其仿真圖，求其各節(jié)點(diǎn)電壓，最終求出其電壓和功率。<

62、;/p><p><b>　　5 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)半年的學(xué)習(xí)，我對(duì)電力系統(tǒng)分析有了一定的了解，并能簡(jiǎn)單地運(yùn)用MATLAB軟件解決一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題。通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)電力系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，深刻地體會(huì)到在當(dāng)今信息技術(shù)如此發(fā)達(dá)的世界中，我們必須運(yùn)用多種渠道學(xué)習(xí)研究，熟練地運(yùn)用計(jì)算機(jī)和一些軟件，只有這樣，我們才能精確地、快速地解決問(wèn)題。</p

63、><p>　　平時(shí)的學(xué)習(xí)中皆是理論學(xué)習(xí)，缺少動(dòng)手的機(jī)會(huì)，課程設(shè)計(jì)為我們提供了動(dòng)手動(dòng)腦解決實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì)，讓我們有機(jī)會(huì)將課本上的理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，從而進(jìn)一步豐富我們的理論知識(shí)。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，大家相互討論，互相幫助，完成老師布置的課題。學(xué)到了很多東西，把自己所學(xué)用于實(shí)際。本次課程設(shè)計(jì)使人受益匪淺。</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)&l

64、t;/b></p><p>　　[1] 于永源.電力系統(tǒng)分析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007</p><p>　　[2] 《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》編寫(xiě)組，工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)（上），北京：中國(guó)電力出版社，1999</p><p>　　[3] 韓禎祥.電力系統(tǒng)分析[M].杭州: 浙江大學(xué)出版社,2005</p><p>　　[4]