电力系统综合自动化课程设计(潮流分布)
电力系统课程设计潮流计算
电力系统课程设计潮流计算潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。
对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。
潮流计算是电力系统分析最基本的计算。
除它自身的重要作用之外，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。
实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。
按电压的不同表示方法，牛顿-拉夫逊潮流计算分为直角坐标形式和极坐标形式两种。
本次计算采用直角坐标形式下的牛顿-拉夫逊法，牛顿-拉夫逊法有很好的收敛性，但要求有合适的初值。
传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直接难与其他分析功能集成。
网络原始数据输入工作大量且易于出错。
本文采用MATLAB 语言运行WINDOWS操作系统的潮流计算软件。
目前MATLAB已成为国际控制界最流行、使用最广泛的语言了。
它的强大的矩阵处理功能给电力系统的分析、计算带来很多方便，而且采用MATLAB界面直观，运行稳定，计算准确。
所以本次课程设计程序设计采用MATLAB计算。
1.1.2设计要求1.程序源代码；2.给定题目的输入，输出文件；3.程序说明；4.给定系统的程序计算过程；5.给定系统的手算过程（至少迭代2次）。
1.2设计题目电力系统潮流计算（牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法）1.3设计内容1.根据电力系统网络推导电力网络数学模型，写出节点导纳矩阵；2.赋予各节点电压变量（直角坐标系形式）初值后，求解不平衡量；3.形成雅可比矩阵；4.求解修正量后，重新修改初值，从2开始重新循环计算；5.求解的电压变量达到所要求的精度时，再计算各支路功率分布、功率损耗和平衡节点功率；6.上机编程调试；7.计算分析给定系统潮流分析并与手工计算结果做比较分析；8.书写课程设计说明书。
课程设计潮流计算
课程设计潮流计算一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握潮流计算的基本概念、原理和方法，理解电力系统潮流分布的特点及影响因素。
2. 使学生能够运用潮流计算方法分析简单电力系统的潮流分布，了解其在电力系统运行中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用数学模型描述电力系统潮流分布的能力，掌握基本的潮流计算公式。
2. 培养学生运用计算机软件（如PSS/E、DIgSILENT等）进行潮流计算的实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统及其运行管理的兴趣，激发他们探究电力系统运行规律的热情。
2. 培养学生的团队合作意识，让他们在共同完成潮流计算任务的过程中，学会相互协作、共同进步。
3. 通过对电力系统运行中的实际问题进行分析，使学生认识到理论知识在实际工程中的应用价值，培养他们的实际问题解决能力。
针对课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够独立建立简单电力系统的数学模型，并进行潮流计算。
2. 学生能够运用计算机软件进行潮流计算，并对结果进行分析。
3. 学生能够在团队中发挥积极作用，共同完成电力系统潮流计算任务。
4. 学生能够理解并阐述潮流计算在电力系统运行中的应用，对电力系统工程实际问题具有一定的分析和解决能力。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下部分：1. 潮流计算基本概念- 潮流计算的定义- 潮流计算的目的和意义- 潮流计算的基本原理2. 潮流计算数学模型- 电力系统基本方程- 潮流计算方程的建立- 潮流计算方程的求解方法3. 潮流计算方法- 牛顿-拉夫逊法- 高斯-赛德尔法- 简化的潮流计算方法4. 潮流计算软件应用- PSS/E软件介绍- DIgSILENT软件介绍- 潮流计算软件操作步骤5. 潮流计算案例分析- 简单电力系统潮流计算- 实际电力系统潮流计算- 潮流计算结果分析教学安排和进度：1. 第1周：潮流计算基本概念2. 第2周：潮流计算数学模型3. 第3周：潮流计算方法4. 第4周：潮流计算软件应用5. 第5周：潮流计算案例分析教材章节及内容关联：1. 《电力系统分析》第四章：电力系统潮流计算基本原理和方法2. 《电力系统自动化》第五章：电力系统潮流计算软件及其应用教学内容保证科学性和系统性，结合实际案例，使学生能够循序渐进地掌握潮流计算相关知识。
3电力系统潮流分布解析
△→Y
Y→△
第六节 电力系统潮流分布的计算机算法
对于现实中复杂的大规模电力网络，手算 远不能满足精度和速度的要求，必须采用 计算机计算潮流分布
1. 2. 3. 4. 建立数学模型（节点电压方程、潮流方程） 确定解算方法（高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法） 编写计算机程序 用计算机运算求解
节点电压方程
一.闭环网的初步潮流分布
在假设全网电压为额定电压的条件下，不考虑电压损耗和功率损 耗，求得网络中的流动功率分布，称初步潮流分布。 闭环网可以等效成两端供电网，可先求出两侧注入功率，然后求 各之路的流动功率
1.两端电压相等时的 功率分布
由于假设条件是网络中无功率损耗，则结果应满足（校验式）：
对于n个节点的闭环网，推广有：
简化形式：
Y U I
Y11Y12Y13 Y1n Y Y Y Y 2n Y 21 22 23 称为导纳矩阵 Y Y Y Y nn n1 n 2 n 3
自导纳Yii yi 0 yij
j 1 j i
n
互导纳Yij Y ji yij
第一节 电力线路运行状况的分析与计算
1.电力线路上的功率损耗和电压降落
电力系统中由于电力线路、变压器等设备具有 阻抗和导纳，造成了有功功率及无功功率损耗。 功率损耗的存在对电力系统运行不利。
一方面迫使投入运行的发电设备容量要大于用户的 实际负荷，从而需要多装设发电机组，多消耗大量 的一次能源； 另一方面它产生的热量会加速电气绝缘的老化。这 一损耗过大时，还可能因过热烧毁绝缘和熔化导体， 致使设备损坏，影响系统的安全运行。 所以运行中要设法降低电力系统中的功率损耗。
第二节 变压器中的功率损耗计算
电力系统综合课程设计
电力系统分析综合课程设计报告电力系统的潮流计算和故障分析学院：电子信息与电气工程学院专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：2014年 10月 29 日目录一、设计目的 (1)二、设计要求和设计指标 (1)2.1设计要求 (1)2.2设计指标 (2)2.2.1网络参数及运行参数计算 (2)2.2.2各元件参数归算后的标么值： (2)2.2.3 运算参数的计算结果： (2)三、设计内容 (2)3.1电力系统潮流计算和故障分析的原理 (2)3.1.1电力系统潮流计算的原理 (2)3.1.2 电力系统故障分析的原理 (3)3.2潮流计算与分析 (4)3.2.1潮流计算 (4)3.2.2计算结果分析 (8)3.2.3暂态稳定定性分析 (8)3.2.4暂态稳定定量分析 (11)3.3运行结果与分析 (16)3.3.1构建系统仿真模型 (16)3.3.2设置各模块参数 (17)3.3.3仿真结果与分析 (21)四、本设计改进建议 (22)五、心得总结 (22)六、主要参考文献 (23)一、设计目的学会使用电力系统分析软件。
通过电力系统分析软件对电力系统的运行进行实例分析，加深和巩固课堂教学内容。
根据所给的电力系统，绘制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后成一个切实可行的电力系统计算应用程序，通过自己设计电力系统计算程序不仅可以加深学生对短路计算的理解，还可以锻炼学生的计算机实际应用能力。
熟悉电力系统分析综合这门课程，复习电力系统潮流计算和故障分析的方法。
了解Simulink 在进行潮流、故障分析时电力系统各元件所用的不同的数学模型并在进行不同的计算时加以正确选用。
学会用Simulink ，通过图形编辑建模，并对特定网络进行计算分析。
二、设计要求和设计指标2.1设计要求系统的暂态稳定性是系统受到大干扰后如短路等，系统能否恢复到同步运行状态。
图1为一单机无穷大系统，分析在f 点发生短路故障，通过线路两侧开关同时断开切除线路后，分析系统的暂态稳定性。
电力系统潮流计算课程设计
一、问题重述1.1 课程设计要求1、在读懂程序的基础上画出潮流计算基本流程图2、通过输入数据，进行潮流计算输出结果3、对不同的负荷变化，分析潮流分布，写出分析说明。
4、对不同的负荷变化，进行潮流的调节控制，并说明调节控制的方法，并列表表示调节控制的参数变化。
5、打印利用DDRTS 进行潮流分析绘制的系统图，以及潮流分布图。
1.2 课程设计题目1、系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。
2、发电厂资料：母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为（400MW ），母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（100MW ），最大负荷和最小负荷分别为50MW 和30MW ；发电厂二总装机容量为（200MW ）。
3、变电所资料： （1）变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：10KV 35KV 10KV 35KV （2）变电所的负荷分别为：50MW 40MW 50MW 60MW变电所1 变电所2母线电厂一 电厂二（3）每个变电所的功率因数均为cos φ=0.85；（4）变电所2和变电所4分别配有两台容量为75MVA 的变压器，短路损耗414KW ，短路电压（%）=16.7；变电所1和变电所3分别配有两台容量为63MVA 的变压器，短路损耗为245KW ，短路电压（%）=10.5； 4、输电线路资料：发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为Ω17.0，单位长度的电抗为Ω0.402，单位长度的电纳为S -610*2.78。
1.3 课程设计基本内容1. 对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。
2. 输入各支路数据，各节点数据利用给定的程序进行在变电所在某一负荷情况下的潮流计算，并对计算结果进行分析。
3. 跟随变电所负荷按一定比例发生变化，进行潮流计算分析。
1) 4个变电所的负荷同时以2%的比例增大； 2) 4个变电所的负荷同时以2%的比例下降3) 1和4号变电所的负荷同时以2%的比例下降，而2和3号变电所的负荷同时以2%的比例上升；4. 在不同的负荷情况下，分析潮流计算的结果，如果各母线电压不满足要求，进行电压的调整。
潮流计算课程设计-电力系统潮流计算
课程设计(论文)题目名称电力系统潮流计算课程名称电力系统稳态分析学生姓名学号系、专业指导教师2014 年 1 月 5 日课程设计（论文）任务书注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名学号系专业班级题目名称潮流计算课程设计课程名称二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
目录摘要 (I)1课题内容要求及目的 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题意义 (2)1.3课题要求及内容 (3)1.4课题目的 (4)2 潮流计算步骤与原理 (5)2.1潮流计算流程图 (5)2.2潮流计算步骤 (6)3 方案设计 (7)3.1系统框图设计 (7)4 仿真调试及实验分析 (8)总结 (11)参考文献 (12)致谢 (13)摘要电力系统的主体结构有电源、电力网络和负荷中心。
电源指各类发电厂，它将一次能源转换成电能；电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等构成。
它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所，再降压至一定等级后，经配电线路与用户相联。
电力系统中网络结点千百个交织密布，有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。
它既能输送大量电能，创造巨大财富，也能在瞬间造成重大的灾难性事故。
实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。
按电压的不同表示方法，牛顿-拉夫逊潮流计算分为直角坐标形式和极坐标形式两种。
本次计算采用极坐标形式下的牛顿-拉夫逊法，牛顿-拉夫逊法有很好的收敛性，但要求有合适的初值。
本设计采用电力系统仿真软件PSCAD，可以直观地看出电力系统运行时的潮流分布，从而完成课程设计的要求。
电力系统综合自动化课程设计报告
电力系统综合自动化课程设计报告XX学院电力系统综合自动化课程设计报告题目电力网潮流分析与运算院系课程名称专业班级学号学生姓名指导教师XX年XX月XX日名目名目 (2)摘要 (4)第一章绪论 (5)1.1 设计背景 (5)1.2 设计目的 (5)1.3 设计题目 (5)1.4 设计内容和要求 (6)1.4.1 设计内容 (6)1.4.2 设计要求 (7)1.5 设计思路 (7)第二章潮流运算与分析 (8)2.1 元件参数 (8)2.1.1 发电机参数 (8)2.1.2 变压器参数 (8)2.1.3 线路参数 (9)2.2 等值电路 (10)2.3 手工潮流运算 (10)第三章MATLAB/Simulink仿真分析 (16)3.1 SimPowerSystems工具箱介绍 (16)3.2 各元件的选择与参数设置 (16)3.2.1 发电机选型 (16)3.2.2 变压器选型 (18)3.2.3 线路选择 (20)3.2.4 负荷模型 (23)3.2.5 母线选择 (24)3.3 Simulink建模 (25)3.4 仿真运行 (26)3.4.1 初始化参数设置 (26)3.4.2 潮流运算仿真 (28)3.5 潮流分布运算结果分析 (29)第四章总结 (30)参考文献 (31)摘要潮流运确实是电力系统中最基础、最常用的一种重要分析运算。
依照系统给定的各种条件、网络以及元件参数，通过潮流运算能够确定各母线上的电压、系统中的功率分布情形以及损耗分布情形，从而检验电力系统能否满足各种运行方式的要求。
电力系统潮流运算依旧电力系统稳固性与故障分析的基础，在电力系统的规划、生产运行、调度治理中都有着广泛的应用。
电力系统是一个具有高度非线性特点的复杂系统，在潮流运确实是涉及到大量的矢量运算与矩阵运算，手工运算无法满足日益扩大的系统要求。
此外，传统的朝里运算程序，缺乏图形用户界面，结果不直观也不便于对系统进行针对性的调整修改，本设计的要紧目标确实是利用MATLAB/Simulink来构建电力系统仿真模型，利用其强大的矩阵运算能力，为电力系统分析与运算提供一个便利、高效的运算平台。
电力系统自动化课程设计
电力系统自动化课程设计电力系统自动化是一门涉及电力工程、控制理论、计算机技术等多学科交叉的重要课程。
通过这门课程的学习，我们能够深入了解电力系统的运行原理、控制策略以及自动化技术在其中的应用。
而课程设计则是对所学知识的一次综合性实践，旨在培养我们解决实际问题的能力和创新思维。
在电力系统自动化课程设计中，我们通常会面临各种各样的任务和挑战。
其中，最为关键的是对电力系统的建模与分析。
这需要我们运用所学的电路理论、电机学等知识，构建出电力系统的等效模型，包括发电机、变压器、输电线路等主要元件。
通过对模型的参数计算和特性分析，我们能够预测电力系统在不同运行条件下的性能，为后续的控制策略设计提供基础。
例如，在设计一个简单的电力系统稳定控制方案时，我们首先要明确系统的结构和参数。
假设我们的系统由一台同步发电机通过变压器和输电线路连接到无穷大母线组成。
那么，我们需要计算发电机的电抗、变压器的变比和漏抗、输电线路的电阻和电抗等参数。
这些参数将直接影响系统的潮流分布和稳定性。
有了系统模型，接下来就是设计合适的控制策略。
控制策略的目标是确保电力系统在各种干扰下能够保持稳定运行，同时满足电能质量的要求。
常见的控制方法包括励磁控制、调速控制和电力系统稳定器（PSS）的应用。
励磁控制是通过调节发电机的励磁电流来控制发电机的端电压和无功功率输出。
在课程设计中，我们需要根据发电机的模型和运行特性，设计励磁控制器的参数，如比例系数、积分系数等，以实现对发电机端电压的快速、准确控制。
调速控制则是通过调节原动机的输入功率来控制发电机的有功功率输出。
在实际设计中，我们需要考虑原动机的动态特性、负荷变化等因素，设计合理的调速控制器，以维持系统的频率稳定。
电力系统稳定器（PSS）是一种附加的控制装置，用于抑制电力系统的低频振荡。
在课程设计中，我们需要根据系统的振荡模式和特性，选择合适的PSS 类型和参数，以提高系统的阻尼，增强系统的稳定性。
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关键词： 电力系统潮流计算 牛顿拉夫逊法潮流计算
P-Q 分解法 MATLAB Simulink
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Abstract
Power flow calculation of power system is a kind of extremely important in the power system analysis and calculation, It play an important part in studying system planning and operation of the proposed all sorts of problems. In power system planning, through the power flow calculation can institute of electric power system planning. We can found the system can meet the requirements of all kinds of operation mode or not; For the running of power system, through the power flow calculation can predict all kinds of load changes and changes in the structure of network will endanger the safety of the system, all the bus in the system voltage is within the allowed range, system of various components (line, transformer, etc.) will appear over load, and possibly a load should be adopted in advance what precautions, etc. Power flow calculation is the most basic power system analysis calculation. It play an important role in itself ,besides， the power flow calculation and network loss calculation, the static security analysis, small signal static stability calculation, transient stability calculation, short circuit calculation, an important basis of static and dynamic equivalent calculation. Actual power system power flow calculation mainly use the Newton - Ralph method. According to the different voltage, Newton - Ralph monson tide computation could be selected respectively two cartesian coordinates and polar form. This calculation using the cartesian coordinates of Newton - Ralph method, Newton - Ralph method has good convergence, but requires the right initial value. Lack of a graphical user interface of traditional power flow calculation program, the results showed not difficult integration with other analysis function directly. The original data input needs a lot of work and prone to error. So, this design of the simulation is based on MATLAB7.0 /simulink/SimPowerSystems under the Windows 2007 operating system. The simulation using the Newton-Raphson method algorithm. The MATLAB control has become the most popular in international community, it is the most widely used language. Its powerful matrix processing bring many convenience to electric power system analysis, calculation, and USES the MATLAB interface intuitive, stable running, accurate calculation. So the course design is calculated using the MATLAB programming.
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摘要
电力系统的潮流计算是电力系统中极其重要的一种分析计算，主要用以研究系统在规划 和运行中提出的各种问题。在电力系统的规划中，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统 规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种 负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范 围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事 先采取哪些预防措施等。 潮流计算是电力系统分析中最基本的计算。除对它本身的重要作用之外，潮流计算还是 网损计算、静态安全分析、小干扰静态稳定计算、暂态稳定计算、短路计算、静态和动态等 值计算的重要基础。 实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。按电压的不同，牛 顿-拉夫逊潮流计算可分别选用直角坐标形式和极坐标形式两种。 本次计算采用直角坐标形式 下的牛顿-拉夫逊法，牛顿-拉夫逊法有很好的收敛性，但要求有合适的初值。 传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直接难与其他分析功能集成。网络 原 始 数 据 输 入 工 作 大 量 且 易 于 出 错 。 本 设 计 的 仿 真 基 于 Windows 2007 操 作 系 统 下 的 MATLAB7.0/Simulink/SimPowerSystems。仿真采用了牛顿拉夫逊法 目前 MATLAB 已成为国际控制界最流行、使用最广泛的语言了。它的强大的矩阵处理功能 给电力系统的分析、计算带来很多方便，而且采用 MATLAB 界面直观，运行稳定，计算准确。 所以本次课程设计程序设计采用 MATLAB 计算。
信息科学与工程学院 课程设计报告书
( 2015～2016 学年 第 一 学期 )
题
目
电力ห้องสมุดไป่ตู้统的潮流分析与计算
院（系、部） 课 程 名 称 专 班 学 业 级 号
电气工程系 电力系统综合自动化课程设计 电气工程及其自动化
学 生 姓 名 指 导 教 师 王荣坤
年
月
日
1
目录
摘要...................................................................................................................................................... 3 Abstract.............................................................................................................................................. 4 第 1 章 概述........................................................................................................................................ 5 1.1 设计目的............................................................................................................................... 5 1.2 设计题目............................................................................................................................... 5 1.3 设计内容和要求................................................................................................................... 6 1.4 潮流计算算法的研究现状及发展趋势............................................................................... 6 1.4.1、研究现状.................................................................................................................. 6 1.4.2、发展趋势.................................................................................................................. 7 1.5 设计思路............................................................................................................................... 7 第 2 章 参数计算.............................................................................................................................. 8 2.1 变压器参数........................................................................................................................... 8 2.2 线路参数............................................................................................................................. 10 2.3 发电机参数......................................................................................................................... 11 2.4 数学模型............................................................................................................................. 11 第 3 章 MATLAB/Simulink 的电力系统仿真................................................................................. 12 3.1 Simulink 的扩展模块库 SimPowerSystems 的介绍（版本 MATLAB2010b）................. 12 3.2 SimPowerSystems 专用模块库具体模块介绍.................................................................. 13 3.2.1、基本模块................................................................................................................ 13 3.2.2、Powergui 模块....................................................................................................... 14 3.3、基于 MATLAB/Simulink 的电力系统仿真模型的构建................................................... 17 3.3.1 各元件参数设置...................................................................................................... 17 3.4 仿真结果及分析................................................................................................................. 24 第 4 章 结束语与参考文献.............................................................................................................. 25 4.1 总结语.................................................................................................................................. 25 4.2 参考文献.............................................................................................................................. 25