燕山大学电力系统课设任务书

1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性分析（四）学院（系）：电气工程学院年级专业：学号：学生姓名：指导教师：王珺董杰教师职称：讲师讲师2电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：《电力系统分析》基层教学单位：电力工程系指导教师：王珺董杰学号110103030089学生姓名谢宇霆（专业）班级11级电力2班设计题目电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（四）设计技术参数某地区各发电厂和负荷点的地理位置如图所示。输电系统电压等级为220kV，负荷额定功率标示如图。节点2-4距离为380km，2-6为230km，2-8为215km，2-9为180km，2-10为160km，4-6为350km，4-8为300km，4-9为220km，4-10为390km，6-8为330km，6-9为150km，6-10为130km，8-9为21km，8-10为320km，9-10为180km。可选导线型号和单位长度导线参数如表所示。变压器电抗为标么值，基准功率为100MW。设计要求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。运用PowerWorld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。计算容许误差为10－5。最后将最终结果列表在报告中。参考资料夏道止，《电力系统分析》，中国电力出版社，2004年陈珩，《电力系统稳态分析》，中国电力出版社，1995年李光琦，《电力系统暂态分析》，中国电力出版社，1995年周次第一周应完成内容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，撰写课程设计报告、答辩。指导教师签字基层教学单位主任签字说明：任务书要求装订到课程设计报告前面。电气工程学院教务科3294810605.1:10625.0j12G1500MW100MVar300MW50MVar13.8kV05.1:1105.0j34G2240MW100MVar300MW70MVar10.5kV1:10570.0j56G3220MW100MVar160MW30MVar10.5kV1:10530.0j78G490MW65MVar120MW40MVar10.5kV950MW15MVar10100MW25MVar地理位置发电机参数：G1：SN=1000MVA，37.0'dx，H=8.24s，D=5.8G2：SN=300MVA，25.0'dx，H=5.36s，D=4.8G3：SN=300MVA，28.0'dx，H=6.33s，D=4.3G4：SN=150MVA，19.0'dx，H=4.33s，D=3.5表：可选导线参数导线型号r1(Ω/km)x1(Ω/km)b1×10-6(S/km)LGJ-700.4500.4402.58LGJ-1200.2700.4232.60LGJ-1500.2100.4162.74LGJQ-6000.0520.4152.724目录第1章设计说明……1.1设计技术参数……………………………………………………………………11.2设计要求…………………………………………………………………………2第2章设计原理及分析…………………………………………………………………22.1设计原理…………………………………………………………………………22.2应用powerworld设计的原理图………………………………………………2第3章静态安全分析…………………………………………………………………3第4章系统潮流分布及网络损耗………………………………………………………44.1节点状态和支路参数……………………………………………………………44.2网络损耗…………………………………………………………………………5第5章短路分析及短路电流……………………………………………………………65.1节点5.1.1单相接地………………………………………………………………………65.1.2相间短路………………………………………………………………………65.1.3三相对称………………………………………………………………………75.1.4两相接地………………………………………………………………………75.2线路5.2.1单相接地………………………………………………………………………85.2.2相间短路………………………………………………………………………85.2.3三相对称………………………………………………………………………95.2.4两相接地………………………………………………………………………95.3不同短路类型对比分析…………………………………………………………9第6章暂态稳定性分析…………………………………………………………………106.1系统接入故障后稳定性分析……………………………………………………106.2临界切除故障时间………………………………………………………………16第7章心得体会…………………………………………………………………………18参考文献……………………………………………………………………………………18附：燕山大学课程设计评审意见表51设计题目：电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（一）第1章设计说明1.1设计技术参数1、输电系统电压等级为220kV，负荷额定功率标示如图。2、发电机参数：G1：SN=1000MVA，37.0'dx，H=8.24s，D=5.8G2：SN=300MVA，25.0'dx，H=5.36s，D=4.8G3：SN=300MVA，28.0'dx，H=6.33s，D=4.3G4：SN=150MVA，19.0'dx，H=4.33s，D=3.53、线路参数：节点2-4距离为380km，2-6为230km，2-8为215km，2-9为180km，2-10为160km，4-6为350km，4-8为300km，4-9为220km，4-10为390km，6-8为330km，6-9为150km，6-10为130km，8-9为21km，8-10为320km，9-10为180km。选用导线型号为LGJ-150，参数：r1=0.210x1=0.416b1=2.744、基准功率为100MW，基准电压为220kV。1.2设计要求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。运用PowerWorld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。计算容许误差为10－5。最后将最终结果列表在报告中。2、运用PowerWorld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。2第2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。由于发电机的输出电压相对系统而言很小，所以要经过升压变压器连入原系统，使系统运行并分析实例信息数据，如果电压不够稳定或不能对负载供电，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另外两发电机输出额定功率。这时，可以进行短路计算和暂态稳定性分析。2.2应用powerworld软件设计的原理图3第3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powerworld软件静态安全分析功能，插入事故：单个线路或变压器事故后，开始运行，得到如下结果，见表1表1静态安全分析标签跳过已处理已求解电气岛负荷电气岛发电机有功自动绘制QV曲线?越限L_000022-000044C1NOYESYESNO0L_000022-000066C1NOYESYESNO0L_000022-000066C2NOYESYESNO0L_000022-000088C1NOYESYESNO0L_000022-000099C1NOYESYESNO0L_000022-000099C2NOYESYESNO0L_000022-0001010C1NOYESYESNO0L_000066-000044C1NOYESYESNO0L_000066-000044C2NOYESYESNO0L_000088-000044C1NOYESYESNO0L_000099-000044C1NOYESYESNO0T_000011-000022C1NOYESYESNO0L_000066-000099C1NOYESYESNO0L_0001010-000066C1NOYESYESNO0L_000066-0001010C2NOYESYESNO0L_000088-000099C1NOYESYESNO0L_000088-0001010C1NOYESYESNO04第4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powerworld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，见表2，表32节点状态名称区域名称基准电压标幺电压实际电压相角(度)有功负荷无功负荷发电机有功发电机无功1113.8113.80495.41-20.07212201.01882224.14-18.61300503110.5110.5-9.8924043.31412201.03658228.047-24.68300705110.51.0000110.5-15220-42.13612201.03167226.968-21.98160307110.51.0000110.5-19.7390-29.41812201.01671223.677-22.4212040912201.02025224.455-22.3550151012201.02393225.266-23.9510025表3支路参数首端节点编号末端节点编号回路状态是否变压器RXB极限AMVA121ClosedYes00.062501000241ClosedNo0.334160.345720.481100261ClosedNo0.209570.209170.2886100262ClosedNo0.209570.209170.2886100281ClosedNo0.091650.183590.2864100291ClosedNo0.099220.156760.2272100292ClosedNo0.082990.130770.18911002101ClosedNo0.068750.137020.2127100431ClosedYes00.1050500641ClosedNo0.144860.295620.4696100642ClosedNo0.144860.295620.4696100841ClosedNo0.125750.254570.4013100941ClosedNo0.155930.319950.51091004101ClosedNo0.039530.325060.52090561ClosedYes00.0570500691ClosedNo0.064530.128520.199310051061ClosedNo0.072070.113410.16381006102ClosedNo0.088420.139450.2018200871ClosedYes00.0530500891ClosedNo0.009110.018050.02791008101ClosedNo0.286060.29110.403504.2网络损耗计算后，得到