电力系统分析课程设计--双端供电网络设计

电力系统课程设计专业：电气工程及其自动化设计题目：电力系统课程设计班级：电自1042学生姓名：牟建伟学号：指导教师：分院院长：教研室主任：电气工程学院课程设计任务书1.课程题目电力系统课程设计2.设计内容双端供电网络设计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、供配电网图、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（2012年12月6日至12月20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、功率因素补偿第13-14天绘制图纸、书写报告、答辩6.答疑地点新实验楼321目录第1章绪论 (1)第2章设计要求 (2)第3章潮流分布计算 (3)第4章软件仿真 (5)4.1软件介绍 (5)4.2绘制仿真图 (6)4.3电路的仿真 (7)4.4潮流列表 (8)4.5实例信息 (8)4.6短路计算 (9)第5章总结 (11)参考文献 (12)附录： (13)第1章绪论电力系统分析是电气工程及其自动化专业的必修课。

主要通过理论和仿真计算使学生掌握电力系统三大计算（电力系统短路计算、系统稳定计算、潮流计算）的基本方法，深化学生对电力系统基本理论和计算方法的理解，培养学生分析、解决问题的能力和电力系统计算软件的应用能力。

潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及其相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。

简单闭式潮流网络通常是指两端供电网络和简单环形网络。

简单环形网络是指每一节点都只同两条支路相接的环形网络。

单电源供电的简单环网可以当做是供电点电压相等的两端供电网络。

当简单环网中存在多个电源点是，给定功率的电源点可以当作负荷点处理，而把给定电压的电源点都一分为二，这样便得到若干个已知供电点电压的两端供电网络。

这时简单环形网络可以转化为大家熟悉的两端供电网络，灵活运用功率分点进行电流网络的潮流计算。

潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要措施和重要工作环节。

因此，潮流计算在电力系统的规划计算、生产运行、调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。

也就是说，对于电气工程及其自动化专业的学生来说，掌握潮流计算是非常重要和必要的。

第2章设计要求本次任务的设计要求如下：题3-9图3-9所示电力系统中，已知条件如下。

变压器T：SFT-40000/110，△Ps=200kw，Vs%=10.5，△Po=42kw，Io%=0.7，K T=K N；线路AC段：L=50km，r1=0.27Ω/km，x1=0.42Ω/km；线路BC段：L=50km，r1=0.45Ω/km，x1=0.41Ω/km ，线路AB段：L=40km，r1=0.27Ω/km，r1=0.42Ω/km ；各段线路的导纳均可略去不计；负荷功率：S LDB=25+j18MV •A,S LDD=30+j20MV •A；母线D额定电压为10kv。

当C点的运行电压V C=108kv时，试求：（1）网络的功率分布及功率损耗。

（2）A,B,D点的电压。

（3）指出功率分布点。

图3-9 电力网络及其等值电路和功率分布第3章 潮流分布计算由型号知，S N =40MV •A ，高压侧额定电压V N =110kv 。

各参数如下：()Ω=⨯⨯=∆P =51.1401000110200100022N N S T S V R()Ω=⨯=⨯=76.31401101005.10100%22N N S T S V V X()S V P G NT 62201047.31101000421000-⨯=⨯=∆=()S V S I B N N T 62201023110401007.0100%-⨯=⨯=⨯=（一）计算网络参数及制订等值电路线路AC ： Ω+=Ω⨯+=215.1350)42.027.0(j j Z AC线路AB ： Ω+=Ω⨯+=8.168.1040)42.027.0(j j Z AB线路BC ： Ω+=Ω⨯+=5.205.2250)41.045.0(j j Z BC变压器T ： ()Ω+=76.3151.1j Z TDMVA 2.11.0MVA )6.005.0(2j j S ob +=+=∆()A MV j j S I j P S N D •+=⨯+=⨯+∆=∆28.042401007.042100%000等值电路如图3-17(b)所示。

（二）计算节点b 和c 的运算负荷MV A 49.317.0MV A )76.3151.1(1102030222j j S TD +=++=∆oD TD LDD D S S S S ∆+∆+=MV A 77.2417.7249.317.028.0422030j j j j +=+++++=MV A 1825j S S LDB B +==（三）计算闭式网络的功率分布AB BC AC AC D BC AC B Z Z Z Z S Z Z S S ******I )(++++=MV A 3.488.46)215.13)(77.2417.72()5.4136)(1825(j j j j j --++-+= =49.28+j17.30MV AAB AC AB BC AB D AB B Z Z Z Z Z S Z S S ******II )(++++=MV A 3.488.46)3.373.33)(77.2417.72()8.168.10)(1825(j j j j j --++-+= =62.70+j19.99MV AMV A29.3798.111MV A 99.1970.6230.1728.49II I j j j S S +=+++=+MV A 77.4217.97MV A 77.2417.721825j j j S S D B +=+++=+可见，计算结果误差很小，无需重算。

取S I =49.28+j17.30继续进行计算。

MV A 7.028.24MV A 3.1728.491825III j j j S S S b +-=--+=-=I由此得到功率初分布，如图3-17(c)所示。

（四）计算电压损耗由于线路Ⅰ和III 的功率均流向节点b ，故节点b 为功率分点，且有功功率分点和无功功率分点都在b 点，因此这点的电压最低。

为了计算线路Ⅰ的电压损耗，要用A 点的电压和功率S A1。

MV A05.1745.19MV A )38.252.16(1108.1565.188.1565.18222L 1j j j S S S A +=++++=∆+=I I kV 39.611738.2505.172.1645.1911=⨯+⨯=+=∆I I I A A A V X Q R P V 变电所b 高压母线的实际电压为kV 61.11039.6117=-=∆-=I V V V A b第4章软件仿真4.1 软件介绍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。

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。

4.2 绘制仿真图图1 仿真图的绘制4.3 电路的仿真图2 电路的仿真4.4 潮流列表图3 潮流列表4.5实例信息图4 实例信息4.6 短路计算图5 节点短路计算图6 线路短路计算图7 发电机短路计算图8 负荷交流计算图9 并联补偿器第5章总结潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及其相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。

潮流计算的已知条件通常是电源点的电压和负荷点的功率，待求的是电源点以外的各节点电压和功率分布。

可以采用逐步逼近的方法，将每一轮的计算分两个步骤进行：第一步，从负荷点开始，逆着功率传送的方向，计算各支路的功率损耗和功率分布；第二步，从电源点开始，顺着功率传送的方向，计算各支路的电压降落（或电压损耗）。

通过这次的课程设计，我重新温习了之前课本的相关内容，对课本上的知识有了更深层次的理解与掌握，同时进一步感受到了理论知识在工程实践中的重要性。

刚接触到课设题目时，把问题想的太复杂，只有一个模糊的方向。

后来与同学进行了多次讨论与推敲，直至最后才把问题解决。

总之，这次的课程设计是很有意义的，让我更加地体会到“实践出真知”的这个道理。

参考文献1.电力系统分析教材。

2.power world 使用说明书。

附录：课程设计成绩：指导教师：。