燕山大学电力系统课程设计

.燕山大学课程设计说明书题目：电力系统潮流、短路计算和暂态稳定分析（六）学院（系）：电气工程学院年级专业： 10级电力4班学号： 100107010051 学生姓名：齐锦涛指导教师：殷桂梁董海燕教师职称：教授讲师电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：《电力系统分析》电气工程学院教务科目录第一章设计说明 (4)1.1 设计技术参数 (4)1.2 设计要求 (5)第二章设计原理及分析 (6)2.1 设计原理 (6)2.2 应用power world设计的原理图 (6)第三章静态安全分析 (7)第四章系统潮流分布及网络损耗 (8)4.1 节点状态和支路参数 (8)4.2 网络损耗 (9)第五章短路分析 (10)5.1 节点短路 (10)5.1.1 单相接地 (10)5.1.2 相间短路 (12)5.1.3 三相对称 (13)5.1.4 两相接地 (15)5.2 线路短路 (16)5.2.1 单相接地 (16)5.2.2 相间短路 (18)5.2.3 三相对称 (19)5.2.4 两相接地 (21)5.5 不同短路类型对比分析 (22)第六章暂态稳定性分析 (23)6.1 系统接入故障后稳定性分析 (23)6.2 临界切除故障时间 (32)第七章心得体会 (34)参考文献 (35)第一章 设计说明1.1设计技术参数43台25WM 1台50MW43台25WM 1台50MW12图1 原网络结构 图2 新增发电厂和节点负荷表1-1 各节点之间已有线路和可扩建线路参数基准功率为100MW，基准电压为110kV。

1.2 设计要求1、设计的供电网络应保证当系统中任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。

2、运用Power World软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。

3、设计系统的接线形式，选择线路参数。

对设计的电网结构进行静态安全分析，判断系统运行的薄弱环节。

计算系统潮流分布，分析网络损耗。

计算某一母线和线路不同短路类型情况下的短路电流，对比分析不同类型短路情况下对母线电压、线路电流和发电机的影响。

进行暂态稳定性分析，确定系统在较严重事故情况下的临界切除故障时间。

4、计算容许误差为-5 10，最后将最终结果列表在报告中。

第二章设计原理及分析2.1 设计原理根据设计要求，需保证任意一条线路出现故障时，每个负荷均不断电，因此必须保证每个节点处同时至少连接两条线路，设计采用环网结构，根据各负荷的功率分布，让发电机自动调整对负荷提供有功和无功功率。

其中，有一个发电机处于平衡节点，对整个电网的功率进行平衡。

首先在符合要求下适当的在各节点间连接少量的线路。

如果线路中的饼图信息变红或不能对负载供电，则对设计网络再进行修改，先考虑线路连接情况，再看导线选择是否合理，直到运行时平衡系统功率并保证任一线路出现故障时，其他线路的饼图信息均不变红。

这时，可以进行短路计算和暂态稳定性分析。

2.2 应用power world软件设计的原理图第三章静态安全分析安全分析，是用预想事故的分析方法来预知系统是否存在安全隐患，以便及早采取相应的措施防止系统发生大的事故。

静态安全分析可判断发生预想事故后系统是否会过负荷或电压越限。

运用power world软件静态安全分析功能，插入事故：单个线路事故(共17个)后，开始运行，得到结果如下表表3-1静态安全分析结果由表可知，6号母线为系统较薄弱环节，当线路发生断路故障时，易发生支路越限。

第四章系统潮流分布及网络损耗4.1节点状态和支路参数运用power world软件运行实例，查看实例信息等到如下表的节点状态和支路参数，见下各表表4-1 节点状态情况表4-2 支路参数情况4.2 网络损耗计算后，得到网络损耗如下表表4-3 网络损耗情况第五章短路分析5.1节点短路运用power world软件运行实例，在节点1处设置短路故障，并进行仿真计算。

短路故障分别为单相接地短路、相间短路、三相对称短路和两相接地短路，计算结果如下5.1.1单相接地表5-1各节点相电压、相角情况表5-2 各发电机相电流、相角情况表5-3 各线路相电流情况5.1.2相间短路表5-4 各节点相电压、相角情况表5-5 各线路相电流情况表5-6 各发电机相电流、相角情况5.1.3三相对称表5-7 各节点相电流、相角情况表5-8 各发电机相电流、相角情况表5-9各线路相电流情况5.1.4两相接地表5-10 各节点相电压、相角情况表5-11各线路相电流情况表5-12 各发电机相电流、相角情况5.2 线路短路5.2.1单相接地表5-13各节点相电压、相角情况表5-14各线路相电流情况表5-15各发电机相电流、相角情况5.2.2相间短路表5-16各节点相电流、相角情况表5-17各线路相电流情况表5-18各发电机相电流、相角情况5.2.3三相对称表5-19各节点相电压、相角情况表5-20各线路相电流情况表5-21各发电机相电流、相角情况5.2.4两相接地表5-22各节点相电压、相角情况表5-23各线路相电流情况表5-24各发电机相电流、相角情况5.3不同短路类型对比分析1、单相接地：取A相为特殊相，故障线路相电压为零，相角为零2、相间短路：B、C相直接短路，B相电压等于C相电压3、三相对称：三相相电压相等，故障线路电压为零4、两相接地：B、C相直接短路再接地，B相电压等于C相电压且均为零，相角为零由表可知，软件计算结果与理论值相符。

第六章暂态稳定性分析6.1系统接入故障后稳定性分析暂态稳定性是指电力系统受到大干扰后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或回复到原来稳态运行方式的能力。

在1.0000s插入故障，在系统稳定时刻进行稳定性分析，选取t=1.3300s时刻，用power world软件进行暂态稳定计算，得到如下曲线：图6-1 节点1处发电机1转速与角度关系曲线图6-2 节点1处发电机2转速与角度关系曲线图6-3 节点3处发电机1转速与功角关系曲线图6-4节点3处发电机2转速与功角关系曲线图6-5 节点6处发电机1转速和功角关系曲线图6-6 节点6处发电机2转速和功角关系曲线V a l u e s图6-8 节点1处 发电机1、2时间与功角关系曲线V a l u e sV a l u e s图6-10 节点1处 发电机1，2时间与电压关系曲线图6-12 节点3处发电机1，2时间与功角关系曲线图6-13 节点3处发电机1，2时间与功率的关系曲线图6-14 节点3处发电机1，2时间与电压关系曲线图6-15 节点6处发电机1，2 时间与转速关系曲线图6-16 节点6处发电机1，2 时间与功角关系曲线图6-17节点6处发电机1，2 时间与功率关系曲线图6-18 节点6处发电机1，2 时间与电压关系曲线6.2临界切除故障时间在1.0000秒时刻，在1号节点处插入事故，临界故障切除时间为：1.9259秒取一稍大于临界故障切除时间的时刻，如取t=2.0564s曲线如图，系统已不再稳定。

G e n 1 #1 S p e e d D e v i a t i o n (R a d /s )超过临界切除故障时间时，系统将不再稳定，可能对系统造成巨大的损害，因此临界故障切除时间的确定非常重要。

因此选择在系统比较薄弱的环节6号节点处插入事故，求取临界故障切除时间。

在1.0000秒时刻，在1号节点处插入事故，临界故障切除时间为：1.5003秒 当在1.5003秒时刻切除故障时，系统可以回复稳定状态：节点1处 发电机1时间和功角关系曲线G e n 1 #1 R o t o r A n g l e (D e g )当在1.5004秒时刻切除故障时，系统将不能回复稳定状态：节点1处 发电机1时间和功角关系曲线G e n 1 #1 R o t o r A n g l e (D e g )第七章心得体会为期一周的电力系统课程设计结束了，通过本次电力系统课程设计，我对电力系统分析这门课有了更深层的了解，将课本中的理论可以升华为具体实例，特别是对电力系统暂态稳定性的了解，可以在头脑中将概念具体实物化。

课程设计过程中，首先，通过对课题的理解做出电网结构图，在设计的过程中，对发电机的工作状态，负荷等的分配，线路的选择都需要考虑，如果一个电网想要正常运行，各种因素都要考虑在内，通过软件仿真计算，不断对电网结构进行改进，让各发电机及负载工作在最适合的状态。

其次，对设计出的电网进行潮流计算。

通过计算，可以得到各点的功率以及电压等，可以了解到功率分布和电压分布。

以前我掌握的只是计算方法，但不明白其中的原理。

通过电网的设计和模拟运行，使我对电网运行的原理有了更深等次的了解，对课本中的方法也有了实践的经验，进一步验证了课本的知识。

通过对设计的电网进行短路计算和暂态分析，在仿真模拟中认识到了现实电力系统中出现短路状况时的巨大危害，因此作为一个电力工作者，在今后的工作中更要十分谨慎。

同时，在这次课程设计中，学会了POWER WORLD这个软件的基本使用，可以把课上学到的理论知识在模拟的环境下付诸实践。

总而言之，这次课设，我受益匪浅。

并且，感谢指导老师的耐心指导！参考文献1 夏道止 . 《电力系统分析》中国电力出报社 2004年2 陈珩，《电力系统稳态分析》，中国电力出版社 1995年3 李光琦，《电力系统暂态分析》，中国电力出版社 1995年燕山大学课程设计评审意见表。