两端供电的潮流计算仿真

宁德师范学院电力系统稳态课程设计题目名称：电力系统潮流计算系别：物理与电气工程系专业：电气工程及其自动化学号：B2011052222姓名：高文土指导老师：王洪涛日期：2014.06.03电力系统稳态课程设计算任务书主要内容：根据课程设计要求，运用所学的电力系统稳态分析及电路基础等相关知识，选择一个电力系统并进行潮流分布手算，用软件PWS仿真实例，将手算与机算结果进行比较。基本要求：1.掌握电力系统潮流计算的基本原理。2.掌握并能熟练运用PWS仿真软件。3.采用PWS软件，做出系统接线图的潮流计算仿真结果。主要参考资料：[1]陈何仰赞主编.电力系统分析.高教出版社出版.第三版.2002年[2]刘明波主编.大电网最优潮流计算.科学出版社出版.第一版.2010年[3]陈珩主编.电力系统稳态分析.中国电力出版社.第三版.2007年[4]韩祯祥主编.电力系统分析.浙江大学出版社.第三版.2005年目录1任务和要求.............................................................12潮流计算概述及课题.....................................................12.1潮流计算概述........................................................12.2课程设计题目........................................................22.3潮流计算的步骤......................................................32.4课题分析及思路......................................................33简单电力系统等值网络的建立.............................................44手工计算电力系统的潮流分布.............................................44.1电力系统的等值电路图................................................44.2计算运算负荷........................................................44.3计算近似功率分布....................................................54.4计算功率分布和电压分布..............................................64.5计算变电所低压母线电压（根据电力网络的等值电路图）..................65电力系统分析软件PWS仿真...............................................75.1建立电力系统网络模型................................................75.2潮流计算............................................................96设计总结...............................................................9电力系统稳态课程设计11任务和要求(1)任务：选择一个电力系统并进行潮流分布手算与机算。(2)课程设计的要求掌握电力系统潮流计算的基本原理。掌握并能熟练运用PWS仿真软件。采用PWS软件，做出系统接线图的潮流计算仿真结果。2潮流计算概述及课题2.1潮流计算概述潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。在电力系统运行和规划中，都需要研究电力系统稳定运行情况，确定电力系统的稳态运行状态。给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件，，确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。从数学上说,朝流计算是要求解一组有潮流方程描述的非线性方程组。电力系统潮流计算是电力系统分析中最重要最基本的计算，是电力运行、规划以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁暂态和机电暂态分析的基础和出发点。电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。此外，在进行电力系统稳态及暂态稳定计算时，要利用潮流计算的结果作为其计算的基础；一些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算作配合；潮流计算往往成为上述计算程序的一个重要组成部分。以上这些，主要是在系统规划设计及运行方式安排中的应用，属于离线计算范畴。随着现代化的调度中心的建立，为了对电力系统进行实时安全监控，需要根据实时数据库所提供的信息。电力系统稳态课程设计22.2课程设计题目两端供电网络如图1所示。已知电源A点电压117KV，电源端B点电压112KV，计算网络功率分布和电压分布。ABLGJ-120/80kmLGJ-95/60km5mDmI20+j15MVA9231500/110SF5mDmLGJ-95/50km5mDm15+j12MVAII925000/110SF2543图1两端供电网络图90k0SF31500110:11011,133.2,30.8,U%10.5,I%0.55kkvpkwpkw额定变比90k0SF25000110:11011,110.7,26.0,U%10.5,I%0.6kkvpkwpkw额定变比线路1mL:12080kmD5LGJm，查表：60000.27/0.423/2.6910/rkmxkmbskm，，641110.278021.60.4238033.842.6910802.1510LLLRXBs，，线路导纳上的功率损耗2421YL11S2.15101101.322LNBjUjjMVar线路2mL:9560kmD5LGJm，查表：60000.33/0.429/2.6510/rkmxkmbskm，，642220.336019.80.4296025.742.6510601.5910LLLRXBs，，线路导纳上的功率损耗2422YL21Sjj1.5910110j0.9622LNBUMVar线路3mL:9550kmD5LGJm，查表：60000.33/0.429/2.6510/rkmxkmbskm，，643330.335016.50.4295021.452.6510501.3310LLLRXBs，，线路导纳上的功率损耗电力系统稳态课程设计32423YL31S1.33101100.8122LNBjUjjMVar变压器19:31500110TSF22122133.21101.62;1000100031.5KNTNPURS221%10.511040.3310010031.5KNTNUUXS6022130.82.551010001000110TNPGSU60221%0.5531.514.3210100100110NTNISBSU并联参数：1()0.8120.172TTTZRjXj62()(5.128.64)10TTTYGjBjS变压器导纳支路的功率损耗262122()2(2.5514.32)101100.0620.35YTTTSGjBUjjMVA变压器29:25000/110TSF22122110.71102.14;1000100025KNTNPURS221%10.511050.8210010025KNTNUUXS6022126.02.151010001000110TNPGSU60221%0.62512.4010100100110NTNISBSU变压器导纳支路的功率损耗26222()(2.1512.40)101100.0260.15YTTTSGjBUjjMVA2.3潮流计算的步骤首先计算出电力网络各元件参数，其次根据题意采用有名制或标幺制进行同一电压级的归算，采用有名值或标幺值表示电力网络的等值电路，在计算各变电所和发电厂的运用负荷和运用功率；设全网电压都为额定值，作出等值电路图，计算功率损耗。2.4课题分析及思路在这个两端供电的电力系统中,一共有6个节点,将节点4、5的功率和变压器的功率分别折算到节点2、3中。综合牛顿拉夫逊潮流计算,PQ分解法等多种求解方法，然后用PWS软件进行仿真，仿真出计算结果。电力系统稳态课程设计43简单电力系统等值网络的建立简单电力系统的等值网络，其实就是电力网络的数学模型，转入对电力系统的定量分析和计算，解决潮流分布问题。稳态分析时运用的发电机组模型有两类，一类以给定的有功功率和给定的端电压且对无功功率进行限制，另一类给定有功功率、无功功率的取值范围，作出发电机的运行极限图；变压器的数学模型有两种，即Γ形或Τ形等值电路模型，以及等值变压器或∏形等值电路模型，它们分别用于手算和计算机计算，采用前者时多电压级网络中所有参数、变量都需进行电压级归算，采用后者时可不归算；电力线路的数学模型中，以架空线路为重点，用阻抗和导纳表示它们的等值电路，根据线路的长短分为一般线路和长线的等值电路，而一般线路分为三种，一字型、∏形和Τ形等值电路；负荷模型以给定的有功功率和无功功率表示。建立电力网络的数学模型时，采用有名制或标幺制，计算出同一电压级各元件的参数，把恰当取的各元件数学模型连起来，图上进行标注。4手工计算电力系统的潮流分布4.1电力系统的等值电路图电力系统的等值电路如图2所示：21.6+j33.84-j1.3-j0.96-j0.963-j0.8116.5+j21.45-j0.8119.8+j25.74-j1.3A2B1TS22015Sj10.0620.35YTSj1.62+j40.332.14+j50.822TS20.0260.15YTSj31512Sj图2电力系统的等值电路图4.2计算运算负荷4.2.1计算2点的运算负荷222222111222015()(1.62/240.33/2)0.0421.0422110TTZTNPQRXSjjjMVAU111(0.062j0.35)(0.0421.04)0.101.39TyTzTSSSj2211220150.101.391.30.9620.1014.13TYLYLSSSSSjjjjjMVA4.2.2计算3点的运算负荷222233122221512()(2.1450.82)0.0651.55110ZTTTNPQSRjXjjMVA