基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验

基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验
基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验

①F.Milano.PSAT,Matlab-basedPowerSystemAnalysisToolbox,

2002.http:∥thunderbox.uwaterloo.ca/fmilano.

0引言

仿真软件是电力系统科研工作不可或缺的条件,目前国内科研机构以及电力企业中常用的电力系统仿真软件可以分为电磁暂态和机电暂态2大类。前者的代表是EMTP、ATP、PSCAD[1-2],而后者中常见的有西门子公司的PSS/E(PowerSystemSimulatorforEngineering)、ABB公司的SIMPOW以及BPA等[3-5]。这些软件大多数为商业软件,其优点是功能全面、计算容量大、计算结果可靠;同时这些软件往往专业性较强不利于普及使用。虽然这些软件中的大多数都有用户自定义模型的功能,然而操作起来往往比较繁琐,移植继承的能力不强。

随着新技术新设备的不断出现以及电力系统的不断发展,许多前所未有的研究课题不断涌现亟待解决[6-7]。为研究这些问题往往需要构建新的模型,尝试新的算法。而这样的要求用商业电力系统仿真软件来完成较为困难。

最近20年来,Matlab、Mathematica等高级科学语言因其使用方便灵活和功能强大,因此在各个领域的科研中都有广泛的应用[8-10]。这些软件中的任何一种都可以实现电力系统问题的分析,然而

Matlab因其面向矩阵的编程特性、

完善的图形处理功能以及图形仿真界面(Simulink)而成为最适合电力系统仿真的数学工具。时至今日,经过MathWorks公司的不断完善,Matlab已经发展成为适合多学科、多种工作平台的功能强大的大型软件。在设计、研究单位和工业部门,Matlab被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。

随着Matlab的不断发展进步,涌现出了一系列基于Matlab的电力系统分析软件包,例如:PST(PowerSystemToolbox),MatPower,VST(VoltageStabilityToolbox),MatEMTP,SPS(SimPowerSystem),PAT(PowerAnalysisToolbox)[11-13],这些软件包各有功能上的偏重点,而这里介绍的电力系统分析软件包PSAT(PowerSystemAnalysisToolbox)则包含了:PF-潮流计算;CPF-连续潮流;OPF-最优潮流;SSSA-小扰动分析;TDS-时域仿真;GUI-用户人机界面;GNE-自定义模型等功能①。经过验证,该工具包已经可以计算上千节点规模的系统。而且该软件包源代码完全公开,因此用户可以根据自己的研究兴趣编写修改相应源代码实现研究目的。同时,依托于Matlab的强大计算功能以及丰富的控制、信号处理、鲁棒控制、模糊控制等工具箱,使得PSAT可以把控制科学、信号处理等方面的新思想与电力系统的传统仿真计算有机地结合起来。

文中首先介绍了PSAT几个主要的功能模块,然后就典型的3机9节点系统与商业软件PSS/E进行了仿真计算比较。结果证明,PSAT不失为一种电力系统科学研究的有力工具。

主要功能模块介绍

1.1

系统模型库及主界面

为了适应针对电力系统新元件、新问题的研究,

PSAT提供了丰富的静态、

动态模型库,主要包括:a.潮流模型,母线、

传输线、变压器、平衡母线、PV母线、

恒功率负荷以及并联电容器等;基于Matlab的电力系统分析工具包

PSAT及其有效性检验

勇,徐

政,王

(浙江大学电机系,浙江杭州310027)

摘要:介绍了一种新颖的基于Matlab数学语言编写的电力系统分析软件包PSAT,详述了该软件包源代码开放的特点,介绍了PSAT比较全面的模型库,主要包括:电机、电力系统稳定器(PSS)、调速器、柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电系统(HVDC)、分布式发电系统等。PSAT功能丰富,目前可完成潮流计算、连续潮流、小信号稳定分析、动态时域仿真及相量测量单元(PMU)配置等方面的分析和研究。通过对同一个典型算例进行时域仿真和特征值分析,将PSAT与商业软件PSS/E进行了分析对比,结果表明该软件包的计算结果具有一定精度。关键词:Matlab;PSAT;电力系统建模;动态仿真;PSS/E中图分类号:TM712;TM744

文献标识码:A

文章编号:1006-6047(2007)07-0102-04收稿日期:2006-09-11;修回日期:2007-01-17基金项目:国家自然科学基金资助项目(50277034)

电力自动化设备

ElectricPowerAutomationEquipment

Vol.27No.7Jul.2007

第27卷第7期2007年7月

b.电力市场相关模型,供求上下限、储备功率等;c.断路器相关模型,故障类型、

开关等;d.测量元件模型,测频器、相量测量单元PMU等;e.电机模型,同步、

异步电机;f.负荷模型(ZIP),电压、

频率相关模型等;g.控制器模型,调速器、

励磁,电力系统稳定器PSS及附加阻尼控制(POD);

h.柔性交流输电技术(FACTS)模型,静止无功补偿器(SVC)、可控串联补偿装置(TCSC)、静止同步串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器(UPFC);

i.直流输电模型;

j.分布式发电系统,各种风机模型。

同时,PSAT提供了灵活的用户自定义功能,通过建立相应的状态方程编写相关的Matlab源代码就可以将模型加入到仿真过程中。

模型数据的输入有2种主要方式:其一纯文本格式输入(*.m文件),按照规定格式编辑相关文件即可;或者,作为更直观的方法,PSAT具有基于Simulink界面的模型库,支持在Simulink环境下从模型库中拖拽元件搭接仿真算例(*.mdl文件)。但是,需要指出的是PSAT的基本计算还是基于Matlab的,Simulink环境下编译的文件最终是解释成第1种方式的文本文件由Matlab函数完成计算,这与一些基于Simulink的电力系统工具包是不同的。

在计算中,PSAT是面向元件建模的,它的每一个元件都可用下式所示的微分代数方程表示:

!i=fi(xi,yi,pi)Pi=gPi(xi,yi,pi)Qi=gQi(xi,yi,pi)

(1)

式中

Pi、Qi、

为有功、无功;xi为状态变量;yi为代数变量;pi为模型相关参数;fi是描述模型动态的微分方程;gPi、gQi是描述模型的代数方程。

在各种静态和动态仿真计算中,方程(1)以及基于其形成的Jacobian矩阵由一个内核函数统一求解,该函数也是整个PSAT的核心所在。

PSAT的主界面与普通的MatlabGUI相似,也由菜单栏、状态栏、控件栏等组成。计算算例的潮流数据可以从主界面上的Datafile文本框输入,而算例的动态文件可以从Perturbationfile文本框输入。在其下的是Commandline负责输入逐条命令。在主界面的右端依次显示本次算例的频率基值、容量基值、仿真开始时间、结束时间及潮流计算的收敛门槛等。在主界面的左下方是实时结果输出界面,在主界面的右下方是各种基本操作按钮(潮流计算、连续潮流、最优潮流、动态仿真及作图等)。1.2潮流计算

潮流计算是进行各种电力系统问题研究的基

础,PSAT包括了标准牛顿-拉夫逊算法、快速解耦算法等。求解潮流问题时,实际上就是令式(1)中的各

状态量为0,于是得到下面所示的代数方程组:

x!i=fi(xi,yi,pi)0=gi(xi,yi,pi)

PSAT具有友好的潮流计算界面,在装载算例

(*.mdl或*.m)文件后,选择powerflow完成潮流计算后可以弹出潮流计算GUI。其中,清楚地列出了母线电压相角、有功、无功等潮流结果。同时,PSAT

还支持将潮流结果以文本格式输出,这样的潮流结果可以方便地应用于任何软件编写的电力系统分析软件的输入。

潮流计算GUI的上方显示的是本算例的母线编号、电压幅值、电压功角以及母线上的有功、无功。潮流结果显示一目了然,同时还支持有名值和标么值间的切换。

在潮流计算界面的下方显示了模拟本算例时电

力系统各个元件(发电机、

励磁系统等)的状态变量及仿真中间变量的值。由此可以方便地检查动态仿真及小扰动线性化分析得出结果是否正确、合理。1.3最优潮流

随着电力市场在国内的逐步施行,相关的一系列问题也正成为研究的热点,最优潮流问题是其中的一个基本问题。PSAT采用基于Mehrotra预测-修改的内点法求解最优潮流问题,并且PSAT最优潮流中的目标函数是比较丰富的。基本的市场环境下的最优潮流模型为

Minimize(y,p)F(p)

g(y,p)=0subjecttohmin≤h(y)≤hmax

pmin≤p≤pmax

式中函数g、y的定义同式(1);p是表征市场供求

的参数;F为优化目标函数;h为不等式约束。1.4小信号分析

低频振荡正成为跨大区输电安全性的瓶颈,针对这一问题的研究已广泛展开。在完成基本的潮流计算后,PSAT便可以进行特征值参与因子等计算工作。它采用解析法计算Jacobian矩阵,这样就保证了计算的精确性。通过对式(1)进行线性化可以得到待研究系统Jacobian矩阵:

Δx!0

"#=FxFy

Gx

JLFV

"$ΔxΔy%$=Ac

"$ΔxΔy"$

(4)

这里Fx=&xf,Fy=&yf,Gx=&xg,JLFV=&xg。假设

矩阵JLFV为非奇异的,则可以得到状态方程的A阵

A=Fx-FyJLFV-1

Gx

(5)当所研究的算例比较复杂,为一个高阶系统时,PSAT支持仅计算最大或最小的矩阵特征值,这一点对于工程实际十分有益。另外,PSAT通过计算矩阵A的左特征相量和右特征相量进而求解各模态下各状态量的参与因子。1.5时域仿真分析

由于电力系统是一个复杂的高维非线性系统,

(2)

(3)

常勇,等:基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验

第7期

因此非线性时域仿真往往是最可信赖的分析手段,PSAT也提供了完善的时域仿真功能,改进欧拉法以及梯形隐式积分法是其进行数值积分的2种可供选择的方法。需要指出的是:仿真过程中故障的处理方法,PSAT采用修改系统参数(例如支路阻抗数值大小)以及其专有的嵌入式的故障描述文件(*.m)来构成。

2算例验证

计算结果的准确性是检验仿真软件的重要标准,为此采用商业软件PSS/E就同一个算例与PSAT比较计算结果。采用WSCC3机9节点算例,这一系统虽然比较简单,但是足以用来研究电力系统的小信号稳定性及动态特性。

系统的结构如图1所示,其具体参数见文献[14]。

2.1

时域仿真比较

利用两软件对图2系统进行非线性时域仿真,故障选为母线7,三相短路故障0.083s,母线1电压如图2所示,3号发电机的转速偏差如图3所示。

比较图2、3可见,PSAT和PSS/E时域仿真结果

十分接近,微小的偏差是由于两者采用的发电机模型稍有不同,然而这些误差在允许范围之内。

2.2

小信号分析比较

PSAT与PSS/E都有小信号分析功能模块,所不同的是:PSAT采用解析法计算状态空间矩阵以及特征值,而PSS/E采用数值法计算特征值①。针对同一算例计算,把关心的阻尼不足的2个主要模式比较结果列于表1。

从表1的结果可见,虽然两者由于算法原理上的不同,小信号分析的结果具有一定的差异,但是PSAT准确地捕捉了弱阻尼(<10%)的振荡模式,这一点在实用中是很可贵的。

3结论

随着我国电力工业的发展,各种新装备新问题亟需解决。基于Matlab的电力系统分析工具包

PSAT,因其丰富的元件模型库、

完善的仿真功能以及源代码开放和灵活的自定义功能而成为电力科研人员一个理想的选择。对PSAT主要数据结构以及功能模块作了简介,通过与商业软件PSS/E就同一算例的分析比较证明了该软件的适用性。世界范围内已有数目可观的国家地区的电力系统科研人员采用这一工具包,更多的相关信息可见其主体网站:http:

∥www.power.uwaterloo.ca/ ̄fmilano/。

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LICheng,ZOUYun-ping,FANJie.Modelingandsimulationofsingle-phaseDVRbasedonone-cyclecontrol[J].ElectricPowerAutomationEquipment,2006,26(4):7-10.图3发电机G3频率响应

Fig.3FrequencyresponsecurveofG3

1.008

1.0041.0000.996

024

6810

t/s

ΔfG3/p.u.

PSS/E

PSAT

图2母线1电压响应

Fig.2Voltageresponsecurveofbus1

1.05

0.950.850.75

10

t/s

u1/p.u.

PSAT

PSS/E

①PowerTechnologiesInc.PSS/Eapplicationmanualandoperationmanual,PSS/Ebrochure,2001.

64

图1WSCC9节点系统

Fig.1WSCC9-bussystem

G1

G2

G3

第27卷

电力自动化设备

振荡模式

PSAT结果PSS/E结果0.707540.6630811.606608.280806.087.901.847201.318000.186470.310717.632407.048402.444.401.21470

1.12180

阻尼/%模式1

实部

虚部频率/Hz模式2

实部

虚部阻尼/%频率/Hz

表1小信号分析结果对比

Tab.1Comparisonofsmallsignalanalysisresults

Matlab-basedpowersystemanalysistoolboxanditsvaliditycheck

CHANGYong,XUZheng,WANGChao

(ElectricalEngineeringDepartment,ZhejiangUniversity,

Hangzhou310027,China)

Abstract:ThePSAT(PowerSystemAnalysisToolbox)isintroduced,whichisprogrammedusingMatlabmathlanguage,andthefeaturesofitsopensourcecodearedetailed.ThemodellibraryofPSATincludesgenerator,regulators,powersystemstabilizer,FACTS(FlexibleACTransmissionSystem),HVDC(HighVoltageDCtransmissionsystem),distributedpowergenerationsystem,etc..Ithasthefunctionsofpowerflowcalculation,continuationpowerflowcalculation,optimalpowerflowcalculation,smallsignalstabilityanalysis,timedomainsimulation,phasormeasurementunitallocation,etc..BothtimedomainsimulationofPSATandeigenvalueanalysisofPSS/EareappliedtoatypicalexampleandthecomparisonofresultsshowsthatPSAThasacertainprecision.

ThisprojectissupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(50277034).

Keywords:Matlab;PSAT;powersystemmodeling;dynamicsimulation;PSS/E

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(责任编辑:柏英武)

作者简介:

常勇(1979-),男,湖北武汉人,博士研究生,主要研究方向为交直流电力系统动态分析以及广域测控系统(E-mail:longbrave@126.com);

政(1962-),男,浙江海宁人,教授,博士研究生导

师,主要研究领域为直流输电与柔性交流输电、电力谐波与电能质量、电力市场及其技术支持系统等;

超(1981-),男,山东博兴人,博士研究生,主要从事

电网安全稳定运行方面的研究。

(上接第89页continuedfrompage89)

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常勇,等:基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验

第7期DatacommunicationbasedonUSBinterfaceofTMS320VC5509DSP

LENGHua,LIXin-ran,LIZhi-jun,LICun-xiao

(CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstract:USB(UniversalSerialBus)isusedinreal-timemassdatatransferbetweenbackstagePCandDSP-baseddataacquisitionsystem.UsingtheinternalUSBmoduleofTMS320VC5509DSPchip,thehardwareinterfacecircuitandcontrolsoftwarearedesignedandthecorrespondinginterfacediagramandkeycodesareprovided.ThefirmwareofUSBmoduleisprogrammedwithVisualC++6.0onCodeComposerStudioandtheWindowsdriverisdevelopedwithDriverStudioinbackstagePC.Thesystemdesignedissuccessfullyusedinsubstationforreal-timedataacquisition,meeting

requirementsofspeedandreal-timeperformance.

Keywords:USB;TMS320VC5509;driver;datacommunication;loadcharacteristic;dataacquisition

电力电子技术与电力系统分析matlab仿真

电气2013级卓班电力电子技术与电力系统分析 课程实训报告 专业:电气工程及其自动化 班级: 姓名: 学号: 指导教师:

兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016 年 1 月日

电力电子技术与电力系统分析课程实训报告 1 电力电子技术实训报告 1.1 实训题目 1.1.1电力电子技术实训题目一 一.单相半波整流 参考电力电子技术指导书中实验三负载,建立MATLAB/Simulink环境下三相半波整流电路和三相半波有源逆变电路的仿真模型。仿真参数设置如下: (1)交流电压源的参数设置和以前实验相关的参数一样。 (2)晶闸管的参数设置如下: R=0.001Ω,L =0H,V f=0.8V,R s=500Ω,C s=250e-9F on (3)负载的参数设置 RLC串联环节中的R对应R d,L对应L d,其负载根据类型不同做不同的调整。 (4)完成以下任务: ①仿真绘出电阻性负载(RLC串联负载环节中的R d= Ω,电感L d=0,C=inf,反电动势为0)下α=30°,60°,90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L 和晶闸管两端电压U vt1的波形。 d ②仿真绘出阻感性负载下(负载R d=Ω,电感L d为,反电动势E=0)α=30°,60°,90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形。 ③仿真绘出阻感性反电动势负载下α=90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形,注意反电动势E的极性。 (5)结合仿真结果回答以下问题: ①该三项半波可控整流电路在β=60°,90°时输出的电压有何差异?

电力系统分析课后作业题及练习题

第一章 电力系统的基本概念 1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统 1-2 电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的 1-3 我国电网的电压等级有哪些 1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。 1-5 请回答如图1-5所示电力系统中的二个问题: ⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。 ⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作,2T 在主抽头处工作,3T 在%抽头处工作时,求这些变压器的实际变比。 1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。 1-7 电力系统结线如图1-7所示,电网各级电压示于图中。试求: 习题1-5图 习题1-6图 习题1-4图

⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 ⑵设变压器1T 工作于+%抽头, 2T 工作于主抽头,3T 工作于-5%抽头,求这些变压器的实际变比。 1-8 比较两种接地方式的优缺点,分析其适用范围。 1-9 什么叫三相系统中性点位移它在什么情况下发生中性点不接地系统发生单相接地时,非故障相电压为什么增加3倍 1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地,消弧线圈的作用是什么 第二章 电力系统各元件的参数及等值网络 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路,导线型号为LGJ —150,水平排列,其线间距离为4m ,求此输电线路在40℃时的参数,并画出等值电路。 2-2 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220,额定容量为63000kVA ,额定电压为242/,短路损耗404=k P kW ,短路电压45.14%=k U ,空载损耗93=o P kW ,空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数,并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示: 各元件参数如下: 变压器:1T :S =400MVA ,12%=k U , 242/ kV 2T :S =400MVA ,12%=k U , 220/121 kV 线路:2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 习题1-7图 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图

用Matlab计算潮流计算电力系统分析

《电力系统潮流上机》课程设计报告 院系:电气工程学院 班级:电088班 学号: 0812002221 学生姓名:刘东昇 指导教师:张新松 设计周数:两周 日期:2010年 12 月 25 日

一、课程设计的目的与要求 目的:培养学生的电力系统潮流计算机编程能力,掌握计算机潮流计算的相关知识 要求:基本要求: 1.编写潮流计算程序; 2.在计算机上调试通过; 3.运行程序并计算出正确结果; 4.写出课程设计报告 二、设计步骤: 1.根据给定的参数或工程具体要求(如图),收集和查阅资料;学习相关软件(软件自选:本设计选择Matlab进行设计)。 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 三、设计原理 1.牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0 之后,在这个基础上,找到比x0 更接近的方程的跟,一步一步迭代,从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一,其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛,而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算,一般来说,各个母线所供负荷的功率是已知的,各个节点电压是未知的(平衡节点外)可以根据网络结构形成节点导纳矩阵,然后由节点导纳矩阵列写功率方程,由于功率方程里功率是已知的,电压的幅值和相角是未知的,这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组,需要将上述功率方程改写成功率平衡方程,并对功率平衡方程求偏导,得出对应的雅可比矩阵,给未知节点赋电压初值,一般为

额定电压,将初值带入功率平衡方程,得到功率不平衡量,这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量(未知的)构成了误差方程,解误差方程,得到节点电压不平衡量,节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值,将新的初值带入原来的功率平衡方程,并重新形成雅可比矩阵,然后计算新的电压不平衡量,这样不断迭代,不断修正,一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤: (1)形成各节点导纳矩阵Y。 (2)设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 (3)计算各个节点的功率不平衡量。 (4)根据收敛条件判断是否满足,若不满足则向下进行。 (5)计算雅可比矩阵中的各元素。 (6)修正方程式个节点电压 (7)利用新值自第(3)步开始进入下一次迭代,直至达到精度退出循环。 (8)计算平衡节点输出功率和各线路功率 2.网络节点的优化 1)静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数,然后,按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时,则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中,出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也2)动态地按增加出线支路数最少编号在上述的方法中,各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的,在编号过程中认为固定不变的,事实上,在节点消去过程中,每消去一个节点以后,与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化(增加,减少或保持不变)。因此,如果每消去一个节点后,立即修正尚未编号节点的出线支路数,然后选其中支路数最少的一个节点进行编号,就可以预期得到更好的效果,动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 3.MATLAB编程应用 Matlab 是“Matrix Laboratory”的缩写,主要包括:一般数值分析,矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab 编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致,所以不像学习高级语言那样难于掌握,而且编程效率和计算效率极高,还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝,所以它的确为一高效的科研助手。 四、设计内容

电力系统分析(本)网上作业二及答案

练习二:单项选择题 1、通过10输电线接入系统的发电机的额定电压是()。 A 10 B 10.5 C11 (答案:B) 2、根据用户对()的不同要求,目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性 C供电可靠性 (答案:C) 3、为了适应电力系统运行调节的需要,通常在变压器的()上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组 B中压绕组 C低压绕组 (答案:A) 4、采用分裂导线可()输电线电抗。 A 增大 B 减小 C保持不变 (答案:B) 5、在有名单位制中,功率的表达式为( ) A 1.732×V×I B ×I C 3×V×I (答案:A) 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点 B星形接线变压器的中性点 C发电机的中性点 D B和C (答案:D)

7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220() B 3、6、10、35、66、110、220() C 3、6、10、110、220、330() D 3、6、10、35、60、110、220、330、500() (答案:D) 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时,需要用到()。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗 (答案:C) 9、冲击电流是短路电流()。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值 (答案:A) 10、短路电流周期分量的标么值与()有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间 (答案:C) 11、在系统发生短路时,异步电动机()向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时 (答案:C) 12、对于静止元件来说,其()。 A 正序电抗=负序电抗 B正序电抗=零序电抗 C负序电抗=零序电抗 (答案:A) 13、有架空地线的输电线的零序电抗()无架空地线的输电线的零序电抗。

吉大20年9月课程考试《电力系统分析》离线大作业考核100分

吉林大学网络教育学院 2019-2020学年第二学期期末考试《电力系统分析》大作业 学生姓名专业 层次年级学号 学习中心成绩 年月日

作业要求:大作业要求学生手写完成,提供手写文档的清晰扫描图片,并将图片添加到word文档内,最终wod文档上传平台,不允许学生提交其他格式文件(如JPG,RAR等非word文档格式),如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 一计算题 (共9题,总分值90分 ) 1. 有一台型10kv网络供电的降压变压器,铭牌给出的试验数据为:。 试求(1)计算折算到一次(二次)侧的变压器参数,并作其Г型Π型等值电路 变压器不含励磁之路时的Π型等值电路。(10 分)

2. 降压变压器及等效电路示于图5-7a、b。折算至一次侧的阻抗为Ω。已知在最大负荷和最小负荷时通过变压器的功率分别为,一次侧的电压分别为=110KV和113KV。要求二次侧母线的变化不超过6.0—6.6KV的范围,试选择分接头。 图5-19 习题5-8a 5-8b (10 分)

3. 简单电力系统如图7-52习题7-7所示,已知元件参数如下:发电机:,=0.16, =0.19;变压器:,=10。5,k点分别发生单相接地、两相短路、两相接地和三相短路时,试计算短路点短路电流的有名值,并进行比较分析。 图7-52 习题7-7(10 分)

4.已知一200km长的输电线,R=0.1Ω/km,L=2.0mH/km,C=0.01μF/km,系统频率为50Hz。使用(1)短线路,(2)中程线路,(3)长线路模型求其π形等效电路。(10 分) 解: (1)短线路一字型等值电路参数: (2)中程线路∏形等值电路参数(不需修正): (3)长线路:

华南理工2019秋电力系统分析下作业

一.选择题(每题4分) 1. 电力系统的有功功率电源是(B ) A .调相机 B .发电机 C .电容 D .变压器 2. 电力系统的短路类型中,属于对称短路的是(D ) A .单相短路; B .两相短路; C .两相短路接地; D .三相短路。 3. 对电力系统并列运行的暂态稳定性而言,最不利的短路故障是(A ) A .单相接地短路; B .两相短路; C .两相接地短路; D .三相短路。 4. 作为判据0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的(D ) A. 暂态稳定 B. 故障计算 C. 调压计算 D. 静态稳定 5. 两相短路接地故障中,附加阻抗Z △为(D ) A.Z0Σ B.Z2Σ C.Z0Σ+Z2Σ D.Z0Σ∥Z2Σ 6. 电力系统的频率主要决定于(A ) A.有功功率的平衡 B.无功功率的平衡 C.电压质量 D.电流的大小 7. 若AC 两相发生短路,则基准相选择为(B ) A .A 相 B .B 相 C .C 相 D .A 相和C 相

8. 电压和电流的各序对称分量由Y,d11联接的变压器的星形侧经过三角形侧时,正序系统的相位发生的变化是(A) A.逆时针方向转过300 B.顺时针方向转过300 C.不变 D.不确定 二.简答题(每题5分) 1. 简述电力系统静态稳定的定义,其稳定的标志是什么? 答:静态稳定是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后,系统自动恢复到原始运行的能力。能恢复到原始运行状态,则系统是静态稳定的,否则就是静态不稳定的; 2. 简述电力系统暂态稳定的定义,其稳定的标志是什么? 答:暂态稳定是指系统受到大干扰后,各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定的标志通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。 3. 什么是电力系统的短路?短路故障有哪几种类型?哪些是对称短路?哪些是不对称短路? 答:电力系统的短路是指一切不正常的相与相之间或相与地之间(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。正常运行时,除中性点外,相与相之间或相与地是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路,就称电力系统发生了短路故障。 短路故障有四种类型:三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。 其中三相短路称为对称短路,其他三种类型的短路都称为不对称短路。 4. 什么是对称分量法?正序、负序、零序各有什么特点? 答:对称分量法是指三相电路中,任意一组不对称的三相量Fa、Fb、Fc,可以分解为三组三相对称的分量,(1)正序分量(Fa1、Fb1、Fc1):三相量大小相等,相位互差120,且与系统正常对称运行时的相序相同,正序分量为一平衡三相系统。(2)负序分量(Fa2、Fb2、Fc2):三相量大小相等,相位互差120,且与系统正常对称运行时的相序相反,负序分量也为一平衡三相系统。(3)零序分量(Fa0、Fb0、Fc0):三相量大小相等,相位一致。 5. 简述电力系统短路故障的类型,并指出哪些为对称短路,哪些为不对称短路。 答:短路故障有四种类型:三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路称为对称短路,其他三种类型的短路都称为不对称短路。

(完整版)电力系统分析大作业matlab三机九节点潮流计算报告

电力系统分析大作业

一、设计题目 本次设计题目选自课本第五章例5-8,美国西部联合电网WSCC系统的简化三机九节点系统,例题中已经给出了潮流结果,计算结果可以与之对照。取ε=0.00001 。

二、计算步骤 第一步,为了方便编程,修改节点的序号,将平衡节点放在最后。如下图: 第二步,这样得出的系统参数如下表所示: 第三步,形成节点导纳矩阵。 9 2 1 3 2 7 4 5 6 8 3

第四步,设定初值: ο 01)0(6)0(5)0(4)0(3)0(2)0(1∠======??????U U U U U U ; 0)0(8)0(7==Q Q ,0)0(8)0(7==θθ。 第五步,计算失配功率 )0(1P ?=0,)0(2P ?=-1.25,)0(3P ?=-0.9,) 0(4P ?=0,)0(5P ?=-1,)0(6P ?=0,)0(7P ?=1.63, )0(8P ?=0.85; )0(1Q ?=0.8614,)0(2Q ?=-0.2590,)0(3Q ?=-0.0420,) 0(4Q ?=0.6275,)0(5Q ?=-0.1710, )0(6Q ?=0.7101。 显然,5108614.0|},max {|-=>=??εi i Q P 。 第六步,形成雅克比矩阵(阶数为14×14) 第七步,解修正方程,得到: =?)0(1θ-0.0371,=?)0(2θ-0.0668,=?)0(3θ-0.0628,=?)0(4θ0.0732,=?)0(5θ0.0191,=?)0(6θ0.0422,=?)0(7θ0.1726,=?)0(8θ0.0908; =?)0(1U 0.0334,=?)0(2U 0.0084,=?)0(3U 0.0223,=?)0(4U 0.0372,=?)0(5U 0.0266,

最新华南理工大学电力系统分析下平时作业含答案资料

电力系统分析下作业 一.选择题 1.电力系统的有功功率电源是(A) A.发电机 B.变压器 C.调相机 D.电容器 2. 电力系统的短路类型中,属于对称短路的是(D)。 A、单相短路; B、两相短路; C、两相短路接地; D、三相短路。 3.对电力系统并列运行的暂态稳定性而言,最不利的短路故障是(A)。 A、三相短路; B、单相接地短路; C、两相短路接地; D、两相短路。 4.我国电力系统的额定电压等级有(D ) A.115、220、500(KV) B.110、230、500(KV) C.115、230、525(KV) D.110、220、500(KV) 5.电力系统的频率主要决定于(A) A.有功功率的平衡 B.无功功率的平衡 C.电压质量 D.电流的大小 6.若ac两相发生短路,则基准相选择为(B ) A.a相 B.b相 C.c相 D.a相和c相 7.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比,其值要(C) A.大 B.小 C.相等 D.都不是

8.两相短路接地故障中,附加阻抗Z △为(D ) A.Z0Σ B.Z2Σ C.Z0Σ +Z2Σ D.Z0Σ∥Z2Σ 9. 电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到(B )时的稳定性。 A.小干扰 B.大干扰 C.负荷变化 D.不确定因素 10. 作为判据 0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的(D ) A. 暂态稳定 B. 故障计算 C. 调压计算 D. 静态稳定 二.简答题 1. 写出电力系统的暂态稳定和电力系统的静态稳定的定义?稳定的标志是什 么? 答:静态稳定是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后,系统自动恢复到原始运行的能力。能恢复到原始运行状态,则系统是静态稳定的,否则就是静态不稳定的;暂态稳定是指系统受到大干扰后,各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定的标志通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。 2. 什么是电力系统的短路?短路故障有哪几种类型?哪些是对称短路?哪些是 不对称短路? 答:电力系统的短路是指一切不正常的相与相之间或相与地之间(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。正常运行时,除中性点外,相与相之间或相与地是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路,就称电力系统发生了短路故障。 短路故障有四种类型:三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路称为对称短路,其他三种类型的短路都称为不对称短路。 3. 4. 请简述提高电力系统静态稳定性的措施。

基于Matlab计算程序的电力系统运行分析课程设计

课程设计 课程名称:电力系统分析 设计题目:基于Matlab计算程序地电力系统运行分析学院:电力工程学院 专业:电气工程自动化 年级: 学生姓名: 指导教师: 日期: 教务处制

目录 前言 (1) 第一章参数计算 (2) 一、目标电网接线图 (2) 二、电网模型地建立 (3) 第二章潮流计算 (6) 一.系统参数地设置 (6) 二.程序地调试 (7) 三、对运行结果地分析 (13) 第三章短路故障地分析计算 (15) 一、三相短路 (15) 二、不对称短路 (16) 三、由上面表对运行结果地分析及在短路中地一些问题 (21) 心得体会 (26) 参考文献 (27)

前言 电力系统潮流计算是电力系统分析中地一种最基本地计算,是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态地计算.潮流计算地目标是求取电力系统在给定运行状态地计算.即节点电压和功率分布,用以检查系统各元件是否过负荷.各点电压是否满足要求,功率地分布和分配是否合理以及功率损耗等.对现有电力系统地运行和扩建,对新地电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础.潮流计算结果可用如电力系统稳态研究,安全估计或最优潮流等对潮流计算地模型和方法有直接影响. 在电力系统中可能发生地各种故障中,危害最大且发生概率较高地首推短路故障.产生短路故障地主要原因是电力设备绝缘损坏.短路故障分为三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路.其中三相短路时三相电流仍然对称,其余三类短路统成为不对称短路.短路故障大多数发生在架空输电线路.电力系统设计与运行时,要采取适当地措施降低短路故障地发生概率.短路计算可以为设备地选择提供原始数据.

第十四章了解电路知识点.

第十四章了解电路知识点总结 一、电是什么 1、自然界中只有两种电荷。人们把绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫做正电荷,毛皮摩擦 过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷。 2、电荷间相互作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。带电体能吸引不带电的轻 小物体。 若相互吸引,可能带异种电荷,还可能一个带电另一个不带电。 若相互排斥,都带电,且带的是同种电荷。 3、摩擦起电的实质:是电子在物体间发生了转移。(电是不会凭空产生的) 得到电子的物体显示带负电,失去电子的物体显示带等量的正电。 能的转化:机械能→ 电能 4、验电器是用来检验物体是否带电的仪器。 (1)验电器结构特点:金属球,金属杆,绝缘塞,金属箔 (2)工作原理:同种电荷相互排斥。 (3)验电器还可以粗略地比较物体所带的电荷量。(电荷量:电荷的多少。用Q表示。 国际制单位:库仑,简称库,符号“C”。) 5、静电感应:带电体与不带电的导体靠近时,由于电荷间的相互作用,会使导体内部的电 荷重新分布;导体内的异种电荷会被吸引到带电体附近,同种电荷会被排斥到远离带电体的导体另一端。 6、静电的应用 应用:避雷针、静电复印、静电涂漆、静电植绒 问1:毛皮与橡胶棒相比,哪个更容易失去电子? 丝绸与玻璃棒相比,哪个更容易得到电子? 问2:你有几种方法检验物体是否带电? (1)利用带电体的性质(2)利用验电器(3)利用电荷间相互作用的性质 问3:使物体带电的方式:摩擦起电、静电感应 二、让电灯发光 1、电路定义:用导线把电源、用电器、开关连接起来组成的电流通路。 电源:结构(正负极),功能(提供电能的装置)。 用电器:消耗电能,将电能转化为其他形式的能量。 开关:控制电路的通断。 2、电荷的定向移动形成电流,而电荷可以分为两种,即:正电荷和负电荷,所以在理解电 流的形成这一内容时,应注意以下三点: (1)电流可能只是由正电荷定向移动形成的。 (2)电流可能只是由负电荷定向移动形成的。 (3)电流可能是由正、负电荷同时向相反方向定向移动形成的。 3、物理学中规定:把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 (1)正负电荷的定向移动都可以形成电流,那么按照定义,负电荷的定向移动与电流的方向相反,如金属导体中的电流,是由自由电子的定向移动形成的。那么它的电流 就和自由电子的定向移动方向相反。 (2)外电路中的电流方向:电路接通时,电流总是从电源的正极流出,经过导线、开关、用电器等流入电源负极。

华工电力系统分析下作业题库

1 同步发电机基本方程为什么要进行派克变换? 磁链方程式中出现变系数的主要原因: (1) 转子的旋转使定、转子绕组间产生相对运动,致使定、转子绕组间的互感系数发生相应的周期性变化。 (2) 转子在磁路上只是分别对于d 轴和q 轴对称而不是任意对称的,转子的旋转也导致定子各绕组的自感和互感的周期性变化。 ①变换后的电感系数都变为常数,可以假想dd 绕组,qq 绕组是固定在转子上的,相对转子静止。 ②派克变换阵对定子自感矩阵起到了对角化的作用,并消去了其中的角度变量。Ld,Lq,L0 为其特征根。 ③变换后定子和转子间的互感系数不对称,这是由于派克变换的矩阵不是正交矩阵。 ④Ld 为直轴同步电感系数,其值相当于当励磁绕组开路,定子合成磁势产生单纯直轴磁场时,任意一相定子绕组的自感系数。 2、派克变换的物理意义是什么?它将观察者的角度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上,从而使得定子绕组自、互感,定、转子绕组间互感变成常数,大大简化了同步电机的原始方程。 派克变换:将a 、b 、c 三相静止的绕组通过坐标变换等效为d 轴dd 绕组、q 轴qq 绕组,与转子一同旋转 。 3、试写出同步电机的基本实用化方程。 电势方程:00d d q d q q d q f f f f D D D Q Q Q v ri v ri v r i r i r i ψωψψωψψψψ+-+-+++==-==+=+ 磁链方程:d d d ad f ad D q q q aq Q f ad d f f ad D D ad d ad f D D Q aq q Q Q x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i ψψψψψ=-++=+=-++=-++=+ 4、试说明 d x 、q x 、ad x 和aq x 的名称: d x :同步电机纵轴同步电抗;q x :同步电机横轴同步电抗;ad x :同步电机纵轴电枢反应电抗;和aq x 同步电机横轴电枢反应电抗 5、什么叫短路?所谓短路,是指一切不正常的相与相之间或相与地之间(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。正常运行时,除中性点外,相与相之间或相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路,我们就称电力系统发生了短路故障。 6、电力系统简单短路故障共有四种类型:三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路又称为对称短路,其它三种类型的短路都称为不对称短路。电力系统的运行经验表明,单相接地短路发生的几率最大,约占70%左右;两相短路较少;三相短路发生的几率最少。三相短路发生的几率虽然少,但后果较严重,所以要给以足够的重视,况且,从短路计算的方法来看,一切不对称短路的计算,在采用对称分量法以后,都归结为对称短路的计算。因此,对三相短路的研究具有重要的意义。 7、短路的原因①绝缘材料的自然老化,设计、安装及维护不良所 带来的设备缺陷发展成短路。 ?②恶劣天气:雷击造成的闪络放电或避雷器动作, 架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。 ?③人为误操作,如运行人员带负荷拉刀闸,线路或 设备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。 ?④挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 8、短路的危害(1)电流剧增:设备发热增加,若短路持续时间较长,可使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应,导体间将产生很大的机械应力,致使导体变形甚至损坏。 ? (2)电压大幅度下降,对用户影响很大。 ? (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时,并列运行的发电机可能失去同步,破坏系统运行的稳定性,造成大面积停电,这是短路最严重的后果。 ? (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯线路感应电势,影响通讯。 9、计算短路电流的目的短路电流计算结果是选择电气设备(断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等)的依据;是电力系统继电保护设计和整定的基础;是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据,根据它可以确定限制短路电流的措施。 10、无限大功率电源? 端电压幅值和频率都保持恒定,内阻抗为零。电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10%,即可认为是无限大功率电源 11、什么是短路冲击电流?它在什么条件下出现?与短路电流周期分量有什么关系?

用Matlab计算潮流计算电力系统分析

《电力系统潮流上机》课程设计报告院系:电气工程学院 班级:电088班 学号: 学生姓名:刘东昇 指导教师:张新松 设计周数:两周 日期:2010年 12 月 25 日

一、课程设计的目的与要求 目的:培养学生的电力系统潮流计算机编程能力,掌握计算机潮流计算的相关知识 要求:基本要求: 1.编写潮流计算程序; 2.在计算机上调试通过; 3.运行程序并计算出正确结果; 4.写出课程设计报告 二、设计步骤: 1.根据给定的参数或工程具体要求(如图),收集和查阅资料;学习相关软件(软件自选:本设计选择Matlab进行设计)。 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 三、设计原理 1.牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0 之后,在这个基础上,找到比x0 更接近的方程的跟,一步一步迭代,从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一,其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛,而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算,一般来说,各个母线所供负荷的功率是已知的,各个节点电压是未知的(平衡节点外)可以根据网络结构形成节点导纳矩阵,然后由节点导纳矩阵列写功率方程,由于功率方程里功率是已知的,电压的幅值和相角是未知的,这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法

解方程组,需要将上述功率方程改写成功率平衡方程,并对功率平衡方程求偏导,得出对应的雅可比矩阵,给未知节点赋电压初值,一般为额定电压,将初值带入功率平衡方程,得到功率不平衡量,这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量(未知的)构成了误差方程,解误差方程,得到节点电压不平衡量,节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值,将新的初值带入原来的功率平衡方程,并重新形成雅可比矩阵,然后计算新的电压不平衡量,这样不断迭代,不断修正,一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤: (1)形成各节点导纳矩阵Y。 (2)设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 (3)计算各个节点的功率不平衡量。 (4)根据收敛条件判断是否满足,若不满足则向下进行。 (5)计算雅可比矩阵中的各元素。 (6)修正方程式个节点电压 (7)利用新值自第(3)步开始进入下一次迭代,直至达到精度退出循环。 (8)计算平衡节点输出功率和各线路功率 2.网络节点的优化 1)静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数,然后,按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时,则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中,出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也

PSCAD的电力系统仿真大作业

电力系统分析课程报告姓名 ******* 学院自动化与电气工程学院 专业控制科学与工程 班级 ******* 指导老师 ******* 二〇一六年五月十三

一、同步发电机三相短路仿真 1、仿真模型的建立 选取三相同步发电机模型,以三相视图表示。励磁电压和原动机输入转矩Ef 与Tm均为定常值,且发电机空载。当运行至时,发电机发生三相短路故障。同步发电机三相短路实验仿真模型如图1所示。 图1 同步发电机三相短路实验仿真模型 2、发电机参数对仿真结果的影响及分析 衰减时间常数Ta对于直流分量的影响 三相短路电流的直流分量大小不等,但衰减规律相同,均按指数规律衰减,衰减时间常数为Ta,由定子回路的电阻和等值电感决定(大约)。pscad同步发电机模型衰减时间常数Ta对应位置如图3所示(当前Ta=)。 图3 同步发电机模型参数Ta对应位置

1)Ta=时,直流分量的衰减过程(以励磁电流作为分析)如图4所示。 图4 Ta=发生短路If波形 2)Ta=时,直流分量的衰减过程(以励磁电流作为分析)如图5所示。 图5 Ta=发生短路If波形 短路时刻的不同对短路电流的影响 由于短路电流的直流分量起始值越大,短路电流瞬时值就越大,而直流分量的起始值于短路时刻的电流相位有关,即直流分量是由于短路后电流不能突变而产生的。 Pscad模型中对短路时刻的设置如图6所示 图6 Pscad对于短路时刻的设置 1)当在t=时发生三相短路,三相短路电流波形如图7所示。 图7 t=时三相短路电流波形 2)当在t=时发生三相短路,三相短路电流波形如图8所示。 图8 t=6时三相短路电流波形 Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响 1) Xd的影响 Pscad中对于Xd的设置如图9所示: 图9 Pscad对于D轴同步电抗Xd的设置 下面验证不同Xd时A相短路电流的稳定值。 i.Xd=(标幺制,下同)时,仿真波形如图10所示 图10 Xd=时A相短路电流波形 ii.Xd=10时,仿真波形如图11所示 图11 Xd=时A相短路电流波形 2)Xd`的影响 在Pscad中暂态电抗Xd`的设置如图13所示: 图13 Pscad对于暂态电抗Xd的设置 下面验证不同Xd`时A相短路电流的暂态过程。 i.Xd`=时A相短路电流的波形如图14所示: 图14 Xd`=时A相短路电流波形 ii.Xd`=1时A相短路电流的波形如图15所示: 图15 Xd``=1时A相短路电流波形 3)Xd``的影响 这里次暂态电抗Xd``与暂态电抗Xd`相似,Xd``影响的是短路后的次暂态过程。

电力系统分析潮流计算课程序设计及其MATLAB程序设计

电力系统分析潮流计算程序设计报告题目:13节点配电网潮流计算 学院电气工程学院 专业班级 学生姓名 学号 班内序号 指导教师房大中 提交日期 2015年05月04日

目录 一、程序设计目的 (1) 二、程序设计要求 (3) 三、13节点配网潮流计算 (3) 3.1主要流程................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.1.1第一步的前推公式如下(1-1)-(1-5): ....................................... 错误!未定义书签。 3.1.2第二步的回代公式如下(1-6)—(1-9): ..................................... 错误!未定义书签。 3.2配网前推后代潮流计算的原理 (6) 3.3配网前推后代潮流计算迭代过程 (7) 3.3计算原理 (8) 四、计算框图流程 (9) 五、确定前推回代支路次序.......................................................................................... 错误!未定义书签。 六、前推回代计算输入文件 (10) 主程序: (10) 输入文件清单: (11) 计算结果: (12) 数据分析: (12) 七、配电网潮流计算的要点 (13) 八、自我总结 (13) 九、参考文献 (14) 附录一 MATLAB的简介 (14)

电力系统分析作业答案

作业一 1、什么叫电力系统、电力网及动力系统?电力系统为什么要采用高压输电?答:把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时,线路的电压越高,线路中的电流就越小,所用导线的截面积可以减小,用于导线的投资也越小,同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 2、为什么要规定额定电压?电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的? 答:为了使电力设备生产实现标准化和系列化,方便运行、维修,各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高5%。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等,但直接与发电机连接时,其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压,满载时二次绕组电压应比网络额定电压高10%。 3、我国电网的电压等级有哪些? 答:0.22kv、0.38kv、3kv、6kv、10kv、35kv、110kv、220kv、330kv、500kv、750kv、1000kv4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。

答:1T :10.5kv、121kv、242kv 2T :220kv、121kv、 3T :110kv、6.6kv、38.5kv 4T :35kv、11kv 5T :10kv、400kv 6T :110kv、38.5kv 7T :35kv、66kv 8T :6kv、400kv 9T :10.5kv、400kv 作业二 1、一条110kV 、80km 的单回输电线路,导线型号为LGJ-150,水平排列,其线间距离为4m ,导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C 的参数,并画出等值电路。 解: 对LGJ-150型号导线经查表得,直径d=17mm,2mm 5.31Ω=ρ。 于是有:半径r=17/2=8.5mm ,mm m D D D D ca bc ab 504004.5424433m ==???== 单位长度的电阻:2031.5r 0.21(/)150 km s ρ= ==Ω 单位长度的电抗为 单位长度的电纳为 集中参数为 等值电路如图1所示 2、有一回500kV 架空线路,采用型号为LGJQ-4*400的分裂导线,长度为250km 。

电力系统分析潮流计算大作业

电力系统分析潮流计算大作业(源程序及实验报告)

源程序如下: 采用直角坐标系的牛顿-拉夫逊迭代 function chaoliujisuan() m=3; %m=PQ节点个数 v=1;%v=PV节点个数 P=[-0.8055 -0.18 0]; %P=PQ节点的P值 Q=[-0.5320 -0.12 0]; %Q=PQ节点的Q值 PP=[0.5];%PP=PV节点的P值 V=[1.0];%V=PV节点的U值 E=[1 1 1 1.0 1.0]'; %E=PQ,PV,Vθ节点e的初值 F=[0 0 0 0 0]'; %F=PQ,PV,Vθ节点f的初值 G=[ 6.3110 -3.5587 -2.7523 0 0; -3.5587 8.5587 -5 0 0; -2.7523 -5 7.7523 0 0; 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 ]; B=[ -20.4022 11.3879 9.1743 0 0; 11.3879 -31.00937 15 4.9889 0; 9.1743 15 -28.7757 0 4.9889; 0 4.9889 0 5.2493 0; 0 0 4.9889 0 -5.2493 ]; Y=G+j*B; X=[]; %X=△X n=m+v+1;%总的节点数 FX=ones(2*n-2,1);%F(x)矩阵 F1=zeros(n-1,n-1);%F(x)导数矩阵 a=0;%记录迭代次数 EF=zeros(n-1,n-1);%最后的节点电压矩阵 while max(FX)>=10^(-5) for i=1:m %PQ节点 FX(i)=P(i);%△P FX(n+i-1)=Q(i);%△Q for w=1:n FX(i)= FX(i)-E(i)*G(i,w)*E(w)+E(i)*B(i,w)*F(w)-F(i)*G(i,w)*F(w)-F(i)*B(i,w)*E(w); %△P FX(n+i-1)=FX(n+i-1)-F(i)*G(i,w)*E(w)+F(i)*B(i,w)*F(w)+E(i)*G(i,w)*F(w)+E(i)*B(i ,w)*E(w); %△Q end

电力系统分析第三章例题

第三章 电力系统潮流分布计算 3-2 已知图3-2所示输电线路始末端电压分别为248kV 、220kV ,末端有功功率负荷为220MW ,无功功率负荷为165 MVAR 。试求始端功率因数。 3-2 解: 62.26105.5220422=??=?-y Q (MVAR) 83.3310 5.52484 21=??=?-y Q (MVAR) 38.13822062.261652202j j j S +=-+='? (MVA) 求Z 12中的功率损耗: 21 .194165.23183.55165.1138.13822083 .55165.11)408(22038.13822012 2 212 j j j S j j S +=+++='+=++=?? ? 38.160165.23183.3321.194165.2311j j j S +=-+=? (MVA) 8216.038 .160165.231165.231cos 2 2 =+= ? 3-8 额定电压110 kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图3-8所示。已知电源A 的电压为121 kV ,求功率分布和各母线电压。(注:考虑功率损耗,可以不计电压降落的横分量 U δ) 。 3-8 解: 设?∠=?∠=? 01100N C U U 220k ··20+ · C 习题解 图 20+ P 2=220 Q 2 =165MVAR 8+j 习题图 3-2 习题图 3-8

083 .27545.32676.4338.2407.22 207.30676.4338.2)4020(110 407.22207.30407.22207.30953.7793.93040593 .7793.9407.0271.0)810(407.0271.0)3020(1108102 2 22 22j j j S S S j j S j j j S S S j j j S S S j j S AB B A AB B B B B C C B BC +=+++=?+'-=+=++=?+=--+=''+='--=++--=?+-=''+=++=?? ? ??? ? ? ? ? ? ? 已知U A =121kV 332.14121 40 083.2720545.32=?+?= ?AB U kV 668.106332.14121=-=?-=AB A B U U U kV 972.3668 .10630 )593.7(20)793.9(-=?-+?-= ?BC U kV 64.110972.3668.106=-=?-=BC B C U U U kV 3-13 由A 、B 两端供电的电力网,其线路阻抗和负荷功率等如图3-13示。试求当A 、B 两端供电电压相等(即U A =U B )时,各段线路的输送功率是多少(不计线路的功率损耗) 3-13 解: 1、 4支路合并, 等值电路如图3-13a 所示。 510) 63()126(6 3)1530(1020) 63()126(12 6)1530() 510()1530(102015 3016 8) 84)(1530()126)(1020(10 2016 8)42)(1020()84)(1530() (42)63(32 4111411414j j j j j Z Z Z S S j j j j j Z Z Z S S j j j S S S j j j j j j S j j j j j j S j Z B B a A ab B A +=-+--+=+=+=-+--+=+=+-=+-+=-=+=--++-+= +=--++-+=Ω+=+=* **? ? * **? ? ? ? ? ? ? 输送功率分布如图3-13b 所示。 S S 习题解图·a U 习题图 3-13

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