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>　　班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>

2、;　　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 </p><p><b>　　1.課程題目</b></p><p>　　電

3、力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　供配電網(wǎng)絡(luò)潮流仿真設(shè)計(jì)</p><p>　　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；<

4、/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><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>&l

5、t;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)絡(luò)仿真圖及數(shù)據(jù)結(jié)果、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)過程中的收獲、體會(huì)，以及對(duì)該課程設(shè)計(jì)的意見、建議等。</p><p>　　C、全文不少于3000字。如出現(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>&l

6、t;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 使用說明書。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b&g

7、t;</p><p>　　第二章 電力系統(tǒng)2</p><p>　　2.1什么是電力系統(tǒng)2</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)構(gòu)成3</b></p><p><b>　　2.3系統(tǒng)運(yùn)行3</b></p><p>　　2.4 PowerWorld電力系統(tǒng)仿真軟件3&

8、lt;/p><p>　　第三章 總體設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　3.1輸電系統(tǒng)5</b></p><p><b>　　3.2輸電線路5</b></p><p>　　3.3并聯(lián)電壓器6</p><p>　　第四章power world利用7</p>

9、<p>　　4.1電路系統(tǒng)運(yùn)行圖7</p><p><b>　　4.2節(jié)點(diǎn)設(shè)置7</b></p><p>　　4.3 線路設(shè)置9</p><p>　　4.4發(fā)電機(jī)設(shè)置9</p><p>　　4.5 變壓器設(shè)置10</p><p>　　4.6 負(fù)荷設(shè)置10</p>

10、<p>　　4.7短路設(shè)置11</p><p>　　4.8 節(jié)點(diǎn)潮流當(dāng)前實(shí)例11</p><p><b>　　第五章 總結(jié)12</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　在電能應(yīng)用的初期，有小電容量發(fā)電機(jī)單獨(dú)向燈塔、輪船、車間等的照明供電系統(tǒng)，可

11、看作是簡單的住戶式供電系統(tǒng)。白熾燈發(fā)明后，出現(xiàn)了中心電站式供電系統(tǒng)，如1882年T.A.托馬斯·阿爾瓦·愛迪生在紐約主持建造的珍珠街電站。它裝有6臺(tái)直流發(fā)電機(jī)（總?cè)萘考s670千瓦），用110伏電壓供1300盞電燈照明。19世紀(jì)90年代，三相交流輸電系統(tǒng)研制成功，并很快取代了直流輸電，成為電力系統(tǒng)大發(fā)展的里程碑。</p><p>　　20世紀(jì)以后，人們普遍認(rèn)識(shí)到擴(kuò)大電力系統(tǒng)的規(guī)?？梢栽谀茉撮_發(fā)、

12、工業(yè)布局、負(fù)荷調(diào)整、系統(tǒng)安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面帶來顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。于是，電力系統(tǒng)的規(guī)模迅速增長。世界上覆蓋面積最大的電力系統(tǒng)是前蘇聯(lián)的統(tǒng)一電力系統(tǒng)。它東西橫越7000千米，南北縱貫3000千米，覆蓋了約1000萬平方千米的土地。中華人民共和國的電力系統(tǒng)從50年代開始迅速發(fā)展。到1991年底，電力系統(tǒng)裝機(jī)容量為14600萬千瓦，年發(fā)電量為6750億千瓦時(shí)，均居世界第四位。輸電線路以220千伏、330千伏和500千伏為網(wǎng)絡(luò)骨干，形成4個(gè)裝

13、機(jī)容量超過1500萬千瓦的大區(qū)電力系統(tǒng)和9個(gè)超過百萬千瓦的省電力系統(tǒng)，大區(qū)之間的聯(lián)網(wǎng)工作也已開始。此外，1989年，臺(tái)灣省建立了裝機(jī)容量為1659萬千瓦的電力系統(tǒng)。</p><p>　　超導(dǎo)電技術(shù)的成就展示了電力系統(tǒng)的新前景。30萬千瓦超導(dǎo)發(fā)電機(jī)已經(jīng)投入試運(yùn)行，并且還繼續(xù)研制容量為百萬千瓦級(jí)的超導(dǎo)發(fā)電機(jī)。超導(dǎo)材料性能的改進(jìn)會(huì)使超導(dǎo)輸電成為可能。利用超導(dǎo)線圈可研制超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置。動(dòng)力蓄電池和燃料電池等新型電源設(shè)備均已

14、有千瓦級(jí)的產(chǎn)品處于試運(yùn)行階段，并正逐步進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用,這些研究課題有可能實(shí)現(xiàn)電能儲(chǔ)存和建立分散、獨(dú)立的電源，從而引起電力系統(tǒng)的重大變革。在各工業(yè)部門中，電力系統(tǒng)是規(guī)模最大、層次很復(fù)雜、實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格的實(shí)體系統(tǒng)。無論是系統(tǒng)規(guī)劃和基本建設(shè)，還是系統(tǒng)運(yùn)行和經(jīng)營管理，都為系統(tǒng)工程、信息與控制的理論和技術(shù)的應(yīng)用開拓了廣闊的園地，并促進(jìn)了這些理論、技術(shù)的發(fā)展。針對(duì)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，60年代以來在電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全分析與管理中，在電力系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，都

15、廣泛引入了系統(tǒng)工程方法，包括可靠性分析及各種優(yōu)化方法。電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的進(jìn)步，使電力系統(tǒng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展到一個(gè)新的階段，并在理論上和技術(shù)上繼續(xù)提出新的研究課題。</p><p><b>　　第二章 電力系統(tǒng)</b></p><p>　　2.1什么是電力系統(tǒng)</p><p>　　電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成

16、的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。</p><p>　　近年隨著高等教學(xué)的飛速發(fā)展以及面臨的嚴(yán)峻形勢，學(xué)院狠抓教學(xué)質(zhì)量和教育改革創(chuàng)新，電力系統(tǒng)課程組銳意改革，積極進(jìn)取

17、，穆鋼教授領(lǐng)導(dǎo)的電力系統(tǒng)分析教學(xué)隊(duì)伍繼承并發(fā)揚(yáng)老一輩的優(yōu)良傳統(tǒng)，在教學(xué)上取得的顯著的成績，完成全國教育科學(xué)“十五”規(guī)劃課題1項(xiàng)，完成了世界銀行貸款教學(xué)改革項(xiàng)目1項(xiàng)、吉林省教育教學(xué)研究重點(diǎn)課題多項(xiàng)，獲國家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，2002年《電力系統(tǒng)分析課程》被評(píng)為校級(jí)優(yōu)秀課程，2004年被評(píng)為省級(jí)優(yōu)秀課程，2005年被評(píng)為校級(jí)精品課程，同年被評(píng)為省級(jí)精品課程。在課程組負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)下，《電力系統(tǒng)課程組》教師，不僅在教

18、學(xué)上取得了顯著的成績而且在科研上也不斷獲得新成果，主持及參加國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)，省、部及科研項(xiàng)目多項(xiàng)。</p><p>　　電力網(wǎng)絡(luò)——是由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的部分。 </p><p>　　動(dòng)力系統(tǒng)——在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動(dòng)力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)和水力發(fā)電廠的水庫、水輪機(jī)以及核動(dòng)力發(fā)電廠的反應(yīng)堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。 </p&

19、gt;<p>　　總裝機(jī)容量——指該系統(tǒng)中實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）為單位計(jì)。 </p><p>　　年發(fā)電量——指該系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際發(fā)出電能的總和，以千瓦時(shí)（KWh）、兆瓦時(shí)（MWh）、吉瓦時(shí)（GWh）為單位計(jì)。 　　最大負(fù)荷——指規(guī)定時(shí)間內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）為單位計(jì)。 <

20、;/p><p>　　額定頻率——按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國所有交流電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz。 </p><p>　　最高電壓等級(jí)——是指該系統(tǒng)中最高的電壓等級(jí)電力線路的額定電壓。</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)構(gòu)成</b></p><p>　　電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源（水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠），變電所（升壓變電

21、所、負(fù)荷中心變電所等），輸電、配電線路和負(fù)荷中心。各電源點(diǎn)還互相聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)由各種檢測設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置以及監(jiān)控自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在先進(jìn)的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費(fèi)的合理協(xié)調(diào)。 </p><p>　　由于自然資源分布

22、與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等條件限制，電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多處于不同地區(qū)。由于電能目前還無法大量儲(chǔ)存，輸電過程本質(zhì)上又是以光速進(jìn)行，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就成為制約電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的根本特點(diǎn)。</p><p><b>　　2.3系統(tǒng)運(yùn)行</b></p><p>　　電力系統(tǒng)的運(yùn)行常用運(yùn)行狀態(tài)來描述，主要分

23、為正常狀態(tài)和異常狀態(tài)。正常狀態(tài)又分為安全狀態(tài)和警戒狀態(tài)，異常狀態(tài)又分為緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)。電力系統(tǒng)運(yùn)行包括了所有這些狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)移。</p><p>　　各種運(yùn)行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移，需通過控制手段來實(shí)現(xiàn)，如預(yù)防性控制，校正控制和穩(wěn)定控制，緊急控制，恢復(fù)控制等。這些統(tǒng)稱為安全控制。</p><p>　　電力系統(tǒng)在保證電能質(zhì)量、安全可靠供電的前提下，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即努力調(diào)整負(fù)荷曲線，提高

24、設(shè)備利用率，合理利用各種動(dòng)力資源，降低煤耗、廠用電和網(wǎng)絡(luò)損耗，以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　安全狀態(tài) 指電力系統(tǒng)的頻率、各點(diǎn)的電壓、各元件的負(fù)荷均處于規(guī)定的允許值范圍，并且，當(dāng)系統(tǒng)由于負(fù)荷變動(dòng)或出現(xiàn)故障而引起擾動(dòng)時(shí)，仍不致脫離正常運(yùn)行狀態(tài)。由于電能的發(fā)、輸、用在任何瞬間都必須保證平衡，而用電負(fù)荷又是隨時(shí)變化的，因此，安全狀態(tài)實(shí)際上是一種動(dòng)態(tài)平衡，必須通過正常的調(diào)整控制（包括頻率和電壓──即有功和無功調(diào)

25、整）才能得以保持。</p><p>　　2.4 PowerWorld電力系統(tǒng)仿真軟件</p><p>　　PWS是一個(gè)電力系統(tǒng)仿真軟件包，其構(gòu)筑在對(duì)用戶良好交互性的基礎(chǔ)上。它的核心是一個(gè)功能強(qiáng)大的潮流計(jì)算軟件，可以有效求解多達(dá)32500個(gè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)。這使得電力世界仿真器作為一個(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，PWS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)。

26、在PWS中，輸電線路的通斷、變壓器或發(fā)電機(jī)的增加、以及聯(lián)絡(luò)線功率的交換，一切僅需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成。此外，圖形和動(dòng)畫演示的廣泛使用增加了用戶對(duì)系統(tǒng)特性、存在問題和限制條件的理解以及如何修改。</p><p>　　PWS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，它可以圖形化地顯示負(fù)荷、發(fā)電量和聯(lián)絡(luò)功率隨時(shí)間的變化，以及因此產(chǎn)生的系統(tǒng)運(yùn)行條件的變化。這項(xiàng)功能在解決電網(wǎng)擴(kuò)建引起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化之類問題十分有用。<

27、;/p><p>　　除了上述特點(diǎn)，PWS以其一體化的經(jīng)濟(jì)調(diào)度、聯(lián)絡(luò)功率交易經(jīng)濟(jì)性分析、功率傳輸分配因子（PTDF）計(jì)算和突發(fā)事故的強(qiáng)大分析能力而驕傲，所有這一切都可以通過一個(gè)易用的界面來實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　第三章 總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1輸電系統(tǒng)</b></p><

28、;p>　　每臺(tái)變壓器；,,，,</p><p>　　線路；每回線路250Km，，，，</p><p><b>　　負(fù)荷,</b></p><p><b>　　線路首端電壓.</b></p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>&l

29、t;b>　　圖3-2</b></p><p><b>　　3.2輸電線路</b></p><p><b>　　3.3并聯(lián)電壓器</b></p><p>　　由于變壓器短路損耗近似等于額定電流流過變壓器時(shí)高低壓繞組中的總銅耗，即</p><p>　　而銅耗與電阻之間有如下的關(guān)系<

30、;/p><p>　　式中，、以V、VA為單位，以W為單位。如改以kV，改以MVA為單位，則可得</p><p>　　式中 —變壓器高低壓側(cè)繞組的總阻抗（）；</p><p>　　—變壓器的短路損耗（kW）；</p><p>　　—變壓器的額定容量（MVA）；</p><p>　　—變壓器的額定電壓（kV）；</p

31、><p>　　由于大容量變壓器的阻抗中以電抗為主，亦即變壓器的電在電力系統(tǒng)計(jì)抗和阻抗數(shù)值上接近相等，可大致認(rèn)為變壓器的短路電壓百分值%與變壓器的電抗有如下關(guān)系</p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　從而</b></p><p>　　式中 —變壓器高低壓側(cè)繞組的總電抗（）；

32、</p><p>　　%—變壓器的短路電壓百分值；</p><p>　　、的代表意義與上面相同。</p><p>　　第四章power world利用</p><p>　　4.1電路系統(tǒng)運(yùn)行圖</p><p><b>　　4.2節(jié)點(diǎn)設(shè)置</b></p><p><b&

33、gt;　　4.3 線路設(shè)置</b></p><p><b>　　4.4發(fā)電機(jī)設(shè)置</b></p><p><b>　　4.5 變壓器設(shè)置</b></p><p><b>　　4.6 負(fù)荷設(shè)置</b></p><p><b>　　4.7短路設(shè)置</b&

34、gt;</p><p>　　4.8 節(jié)點(diǎn)潮流當(dāng)前實(shí)例</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)讓我進(jìn)一步了解電力系統(tǒng)分析這門課，作為一名學(xué)習(xí)電氣機(jī)其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)中的總總計(jì)算是必要的，熟練掌握每一個(gè)計(jì)算步驟，可以讓我們進(jìn)一步了解電力系統(tǒng)分析。通過本次課程設(shè)計(jì)，我明白了power wor

35、ld的許多用途，特它的操作別是在仿真領(lǐng)域里的運(yùn)用。雖然還不能完全掌握，但已經(jīng)了解了他的基本功能相信在以后的學(xué)習(xí)過程中我可以進(jìn)步的掌握這一軟件，現(xiàn)我的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)還不是很全面需要不斷的積累才行，作為當(dāng)代大學(xué)生，我們需要不斷地自我補(bǔ)充讓我的視野更加寬闊，多方面的了解世界才能讓我問的知識(shí)迅速增長。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]劉天琪

36、、邱曉燕《電力系統(tǒng)分析》 </p><p>　　[2] power world說明書</p><p>　　[3] 《電力系統(tǒng)基礎(chǔ)》 國防工業(yè)出版社 </p><p><b>　　二、評(píng)語及成績</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)成績：</b></p><p>&