电力系统03

电力系统分析课程设计专业：电气工程及其自动化设计题目：电力系统分析课程设计班级：电自1141学生姓名：linyandong学号__03___指导教师：gao分院院长：许建平教研室主任：高纯斌电气工程学院一、课程设计任务书1.课程题目电力系统分析课程设计2.设计内容供配电网络潮流仿真设计1）设计具体内容、计算参数、总负荷容量等设计数据已给出；1）完成电力网络电能分配设计；2）完成电力网络功率补偿；3）完成电力网络各节点短路故障的计算；4）撰写课程设计报告；5）完成课程设计答辩。

3. 课程设计报告要求课程设计报告应包括以下内容：A、本次设计的主要内容、设计题目、设计目录、供配电网络仿真图及数据结果、补偿结果、短路数据，使用设备清单、设备选择公式、计算过程、选择依据。

B、课程设计总结。

包括本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等。

C、全文不少于3000字。

如出现报告雷同，经查实后抄袭学生成绩按不及格处理。

4.参考资料1.电力系统分析。

2.power world 使用说明书。

5.设计进度（2013年11月25日至12月6日）时间设计内容第1-2天查阅资料，方案比较、设计与论证，理论分析与计算第3-8天完成电力网络规划第9-12天系统负荷计算、短路计算、功率因素补偿6.答疑地点新实验楼321目录第一章 PowerWorld软件介绍 (4)1.1 PowerWorld软件的简介 (4)1.2 PowerWorld软件的功能 (5)1.2.1 基本功能 (5)1.2.2 高级功能 (6)第二章 PowerWorld软件的基本应用简介 (7)2.1 绘制电力系统单线图 (7)2.1.1 创建工程实例 (7)2.1.2 添加电力元件 (8)2.2 潮流计算 (12)2.2.1 潮流计算 (12)2.2.2 潮流计算个元件信息表 (12)2.3 短路计算 (14)第三章 PowerWorld实际的应用 (15)4.1 power world仿真图 (15)4.2 节点潮流计算 (16)4.3 节点短路计算 (16)4.4 实例信息（节点） ....................................................... 错误！未定义书签。

课程设计总结 (17)附录 (18)参考文献 (14)第一章 Power World软件介绍1.1 Power World软件的简介Power World是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序，其设计特点是用户界面友好以及优异的交互性能。

交互能力和可视化方法使它在胜任严谨的电网运行分析的同时，还可以用来向非专业人员阐明电力系统的运行原理和进行专业培训。

V11.0版的Power World集电力系统潮流计算、灵敏度分析、静态安全分析、短路电流计算、经济调度EDC/AGC，最优潮流OPF、无功优化，GIS 功能、电压稳定分析PV/QV、ATC计算、用户定制模块等多种庞大复杂功能于一体，并利用数据挖掘技术实现强大丰富的三维可视化显示技术。

使用方便、功能强大、可视化程度相当高，其界面如图1.1所示，图中所示系统为广西电网2010年三维可视化运行全景图。

Power World可视化程序确切地说是多个产品的集成。

它的核心是一个综合的、强大的潮流计算的软件，它可以有效地求解多达100,000个节点的大型复杂电力系统。

这使得Power World作为一个独立的潮流分析软件包十分有用。

与其他同类商业应用软件不同的是：Power World允许用户通过可缩放的彩色动画单线图来模拟一个系统。

用户可以运用可视化分析程序个性鲜明的示例（CASE）编辑器对模型任意进行修改直至满意。

在Power World可视化分析程序中，输电线路的投切、负荷调整、发电机的投退及其各种功能切换以及联络线的建立等等，这一切只需点击鼠标就可完成。

此外，图形和动画演示的广泛使用增加了用户对系统特性、存在的问题和限制条件的理解.并且知道如何采取补救措施。

Power World提供了极为方便的模拟电力系统时间特性的工具。

同样它可以可视化地显示负荷、发电量和联络线功率随时间的变化，以及因此产生的系统运行状况的变化。

这项功能在解释例如电网扩建引起网络结构变化等问题上十分有用。

Power World可视化分析程序还具有一体化的经济调度、联络线功率交换经济性分析、功率传输分配因子(PTDF)计算、短路计算和故障分析的强大功能，所有这一切都通过一个主界面来实现。

Power World可视化分析程序的上述特性被集成在一起，在软件安装完毕后即可领略到它的庞大功能。

Power World仿真器是美国伊利诺伊大学电气及计算机工程系开发的个基于潮流计算的可视化仿真软件,其强大的对电力系统分析能力及其可视化环境,以及良好的交互性,交互能力和图形化法等特点,使它在胜任严谨的工程分析的同时,适用于向非专业人员演示杂的电力系统运行并计算。

Power World是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序，其设计特点是用户界面友好以及优异的交互性能。

交互能力和可视化方法使它在胜任严谨的电网运行分析的同时，还可以用来向非专业人员阐明电力系统的运行原理和进行专业培训。

V11.0版的Power World集电力系统潮流计算、灵敏度分析、静态安全分析、短路电流计算、经济调度EDC/AGC，最优无功优化，GIS等。

1.2 Power World软件的功能1.2.1基本功能Power World程序有2种重要的操作模式：编辑模式和运行模式。

编辑模式用来创建新模型或修改己存在的工程示例；而运行模式则用来模拟演示实际系统，使用程序具有的各种先进的工具对所建立的电力系统模型进行各种可视化分析。

通过点击程序栏的EDIT MODE（编辑模式）和RUN MODE（运行模式）按钮，可在两者之间随意切换。

每种模式下菜单中的命令不同。

通过文件面板（File）可进行存盘、打印、读取等操作。

本栏也提供了联机帮助和查错工具。

Power World仿真器允许用户用几种不同的格式存储工程。

选择主菜中File中的Save As项可出现对话框，在对话框左下角存储文件类型一栏中可选择所需的保存格式。

仿真器能以二进制格式（默认值），PTI版本V23～30所用的原始数据类型、IEEE通用格式和GE EPC等格式来存储工程。

编辑面板（Edit）包括一些工程编辑工具。

可剪切或复制单线图上的单个设备或原件并把它粘贴在原图或其他图中。

同样也可通过通常的选取操作或矩形框对一组元件进行相同的操作。

用插入面板（Insert）按钮可在现有的单线图上添画新组元。

这些组元包括电力系统的元件如节点、输电线、变压器、负荷、发电机和“地区(AREA)”,“区域（ZONE）”以及诸如“饼图( PIE CHART)”等提供测量、标注和咨询信息的框件。

也可添加文本框或矩形、椭圆形、弧形等形状的显示框，而这些均与系统中其它设备无关。

通过格式面板（Format）可改变字体、颜色、线型、图形放大比例及其原件所属层次等。

也可设定不同绘图参数的缺省值，并在必要时重设这些值。

为显示复杂的电力系统运行图，Power World可视化分析程序可放大和移动单线图。

可在图像缩放面板中直接指定放大的尺寸，也可通过选定图中某一矩形区域来设定放大倍数。

本栏包含一对话框.可以通过它选择以某一母线为中心显示单线运行图。

通过选项/信息栏（Options)，可迅速查阅Power World可视化分析程序的有关信息和设置选项。

可设置有关仿真和求解的选项、定义过滤显示、进行单步潮流计算、电压等高线动态着色、各种运行报表和区域控制误差分析、网络拓扑结构分析、二维和三维可视化运行图切换以及工程所包含的原件的所有属性和相关运行参数和控制参数的显示和修改。

这两个栏目在编辑模式和运行模式下根据需要不尽相同。

工具栏（Tools）提供母线运行信息浏览、全网潮流浏览和指定母线或线路潮流运行信息、静态安全分析、可用传输容量ATC计算、短路电流计算、各种灵敏度分析、电气岛分析、网损计算、功率传输分布因子计算、强制潮流设置与计算、地理信息功能加载（GIS）、制作影视剪接，负荷和出力调整等高级功能。

仿真栏（Simulation）提供仿真所采用的各种算法，包括极坐标和直角坐标的牛顿－拉夫逊法、快速解耦算法、单步法、交直流系统混合潮流计算、鲁棒性潮流加速计算、最优潮流计算、潮流计算启动终止设置和不收敛的处理办法以及脚本文件的相关处理。

最优潮流（LP OPF）栏提供常规最优潮流计算、考虑各种运行约束和经济约束的最优潮流计算以及相关参与最优潮流的系统各种原件参数的设定和修改。

电压安全性和稳定性分析工具（VSAT）以内置的牛顿一拉夫逊法进行的潮流计算为基础，允许用户在某特定传输容量下求解多重潮流解，从而得到给定节点的PV或QV曲线。

电压安全性和稳定性分析（VSAT）的目的是在用户定义的传输容量自动增加时允许用户监视系统的任一参数。

电压安全性和稳定性仿真计算结束后用户可用可视化仿真曲线显示所监视的参数。

1.2.2 高级功能除了上述各功能，Power World 可视化分析程序还提供方便快捷的局部菜单（在运行图上右击鼠标），主要有限值监视设定、越限后文本区自动改变颜色、可视化显示内容和参数设定、全屏切换显示和分屏耦合显示、快速查找和定位、鹰眼漫游、负荷预测可视化、考虑气候变化的系统运行状态分析、用户自定义界面、新的插入模板、母线颜色自动选择、动画率可调、饼图和线路颜色的协调等功能。

另外还包括潮流计算收敛性加速算法设定、缺省绘图值功能、过滤选项、常用表达的定义、移相器建模、直流线路建模、在线帮助、系统数据导入导出、自动插入和外挂用户自编程序扩展标准接口等高级功能。

1.3 Power World应用电力系统是一个大规模、时变的复杂系统，电力系统数字仿真已成为电力系统研究、规划和设计的重要手段。

电力系统仿真分析软件是用数学模型和数值方法对系统的运行特性进行研究，可用来确定规划设计方案、拟定运行方式、整定自动装置的控制参数、进行事故分析和辅助运行人员作出正确的决策；此外还可用于教学和培训。

由于目前电力系统仿真研究工作主要集中在潮流分析、电磁暂态分析、机电暂态分析及新装置、新电气现象的原理特性分析等，长过程分析和实时分析进行得相对较少，因此这类软件应用亦不太普遍，而且这类软件的专业性很强，对使用者的专业知识要求较高。

因此笔者在电气工程课程的教学中尝试引入交互性更强、更易于初学者理解和掌握的可视化分析程序Power World Simulator，收到了较好的教学效果。

第二章Power World软件的基本应用2.1绘制电力系统单线图Power World有两种重要的操作模式，编辑模式和运行模式。