电力系统分析课程设计

武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书目录摘要........................................................................11设计意义..................................................................22设计要求..................................................................33设计环节..................................................................43.1设计思路............................................................43.2潮流计算过程.........................................................43.2.1各元件参数计算.................................................43.2.2绘制等效电路..................................................53.2.3功率分布计算...................................................64调压计算..................................................................85总结体会..................................................................9参考资料...................................................................10武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书1电力系统分析潮流计算摘要电力系统的出现使高效、无污染、使用方便易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，开启了第二次科技革命。电力系统的规模和发展水平成为一个国家经济发展水平的标志之一。至今人类文明的主流发展方向依然与电力有着不可分割的联系。潮流计算是电力网络设计及运行中最基本的计算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种。关键词:电力系统潮流计算武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书21设计意义潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，也是最重要的计算。他的任务是对给定运行条件确定系统运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网电压母线、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。对于电力系统，进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。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。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。具体表现在以下方面：(1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。(2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。(3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。(4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。以上这些均是电力系统在实际工作中进行潮流计算的意义。同时潮流计算对于电力系统的检测也有积极的影响。综合各方面的用途，我们不难发现：潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。有着重要价值和广泛前景。武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书32设计要求图1潮流计算用图参数：T1、T2SFL1-16000/110(121±2×2.5%)/6.3∆𝑃𝑆=100𝐾𝑊,∆𝑃0=10.5𝐾𝑊,𝑉𝑆%=10.5,𝐼0%=0.9T3SFL1-8000/110(110±5%)/6.3∆𝑃𝑆=52𝐾𝑤,∆𝑃0=12.76𝐾𝑤,𝑉𝑆%=10.5,𝐼0%=1.1T42×SFL1-16000/110(110±2×2.5%)/10.5∆𝑃𝑆=62𝐾𝑊,∆𝑃0=11.6𝐾𝑊,𝑉𝑆%=10.5,𝐼0%=1.1导线LGJ-150𝛾0=0.21Ω/𝐾𝑚,𝑥0=0.4Ω/𝐾𝑚,𝑏0=2.8×10−6𝑠/𝐾𝑚,要求：⑴计算参数，画等值电路；⑵进行网络潮流计算；⑶不满足供电要求，进行调压计算。武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书43设计环节3.1设计思路这是一道潮流计算题，按照一般潮流计算的步骤将元件转换为等值参数，这里我们进行真实值的直接计算，并用近似计算计算。由于负载给出，线路长度已知，我们可以将如图闭环的潮流计算分解成4个开环单电源的潮流问题进行计算，并计算是否有调压的必要。3.2潮流计算过程3.2.1各元件参数计算⑴120Km线路R1=r0l1=0.21×120Ω=25.2ΩX1=x0l1=0.4×120Ω=48ΩB1=b0l1=2.8×10−6×120S=3.36×10−4S⑵100Km线路R2=r0l2=0.21×100Ω=21ΩX2=x0l2=0.4×100Ω=40ΩB2=b0l2=2.8×10−6×100S=2.8×10−4S⑶70Km线路R3=r0l3=0.21×70Ω=14.7ΩX3=x0l3=0.4×70Ω=28ΩB3=b0l3=2.8×10−6×70S=1.96×10−4S⑷变压器T1，T2RT1=RT2=∆PkUN2SN2×103=110×1212160002×103Ω=6.188ΩXT1=XT2=UK(%)UN2100SN×103=10.5×1212100×16000×103Ω=96.082Ω武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书5∆S1=∆P0+jI0%100SN=(18.5+j0.9×16000100)KVA=(0.0185+j0.144)MVA⑸变压器T3RT3=∆PkUN2SN2×103=52×110280002×103Ω=9.831ΩXT3=UK(%)UN2100SN×103=10.5×1102100×8000×103Ω=158.813Ω∆S3=∆P0+jI0%100SN=(9.76+j1.1×8000100)KVA=(0.00976+j0.0088)MVA⑹变压器T4RT4=∆PkUN2SN2×103=62×1102160002×103Ω=2.93ΩXT4=UK(%)UN2100SN×103=10.5×1102100×16000×103Ω=79.406Ω∆S4=∆P0+jI0%100SN=(11.6+j1.1×16000100)KVA=(0.0116+j0.176)MVA3.2.2绘制等效电路武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书6图2等效电路图3.2.3功率分布计算1、各元件功率损耗1)两台T4变压器并联损耗：ΔSo′=2ΔS0=0.232+j0.352ΔST4=S2UN2(12RT4+12XT4)=10.22+6.221102(1.465+j34.705)=(0.0173+j0.468)MVA2)T3变压器损耗：ΔST3=S2UN2(RT3+XT3)=5.62+4.421102(9.831+j158.813)=(0.0412+j0.666)MVA3)100Km与70Km线路交点4末端功率损耗：S4=∆ST4+∆SLD4+ΔSo′=[(0.0173+10.2+0.0232)+j(0.468+6.2+0.352)]MVA=(10.2405+7.02)MVA4)120Km与100Km线路交点3末端功率损耗：1234T1T2T3T46.3/121121/6.36.6/110110/10.5S0=0.0185+j0.144S0=0.0185+j0.144G1G2S0=0.0116+j0.176S0=0.0116+j0.176LD4=10.2+j6.2LD3=5.6+j4.4S0=0.00976+j0.088RT1+jXT1RT2+jXT2RT3+jXT3RT4+jXT4RT4+jXT4R1+jX1R3+jX3R2+jX2R4+jX4jB1/2jB1/2jB3/2jB3/2jB2/2jB2/2jB4/2jB4/2武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书7S3=∆ST3+∆SLD3+ΔS0=[(0.0412+0.00976+5.6)+j(0.666+0.088+4.4)]MVA=(5.651+j5.154)MVA5)1.4间100Km线路损耗：SLD14=717S4=717(10.2405+j7.02)=(4.217+j2.891)MVASLD14′=SLD14−jB22UN2=(4.217+j1.197)MVAS1(1)=SLD14′+SLD14′2UN2(R2+X2)−jB22UN2=(4.217+j1.197)+(0.0333−j1.6305)MVA=(4.2503−j0.433)MVA6)1.3间120Km线路损耗：SLD13=1022S3=1022(5.651+j5.154)=(2.569+j2.343)MVASLD13′=SLD13−jB12UN2=(2.569+j0.3102)MVAS1(2)=SLD13′+SLD13′2UN2(R1+X1)−jB12UN2=(2.596+j0.3102)+(0.0139+j0.0266)−j2.0328MVA=(2.61−j1.696)MVA7)2.4间70Km线路损耗：SLD24=1017S4=1017(10.2405+j7.02)=(6.0238+j4.1294)MVASLD24′=SLD24−jB42UN2=(6.0238+j2.9436)MVAS2(1)=SLD24′+SLD24′2UN2(R4+X4)−jB42UN2=(6.0238+j2.9436)+(0.0546+j0.104)−j1.1856MVA=(6.0784+j1.862)MVA8)2.3间100Km线路损耗：SLD24=1222S4=1222(5.651+j5.154)=(3.082+j2.811)MVASLD23′=SLD23−jB32UN2=(3.082+j1.1172)MVA武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书8S2(2)=SLD23′+SLD23′2UN2(R3+X3)−jB32UN2=(3.082+j1.1172)+(0.0187+j0.0355)−j1.694MVA=(3.101−j0.5413)MVA位置1点总损耗：S1=S1(1)+S1(2)=(4.2503−j0.433)+(2.61−j1.696)=(6.8603−j2.129)MVA位置2点总损耗：S2=S2(1)+S2(2)=(6.0784+j1.862)+(3.101−j0.5413)=(9.1794+j1.3207)MVA4调压计算计算1.4线路上的电压值:S1(1)′=S1(1)+jB22UN2=SLD14′+SLD14′2UN2(R2+X2)=(4.2503+j1.261)MVA位置4由G1提供的电压为：U41=U1−∆U1=U1−P1(1)′R2+Q1(1)′X2U1=121−4.2503×21+1.261×4