电力系统分析课设

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（六）学院（系）：电气工程学院年级专业：电力二班学号：130103030096学生姓名：秦智指导教师：王珺钟嘉庆教师职称：讲师副教授电气工程学院《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：王珺学号130103030096学生姓名秦智（专业）班级电力2班设计题目电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（六）设计技术参数某系统原始网络是一个5节点系统，网架结构和各节点功率如图1所示。未来的电源配置和负荷数据如图2所示。6号节点为新建的孤立节点。发电机参数如表2所示。各节点之间已建线路参数和可扩建的线路参数如表2所示。基准功率选为100MW，基准电压选为110kV。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电气工程学院教务科燕山大学课程设计说明书目录第一章设计说明…………………………………………………………………………11.1设计技术参数……………………………………………………………………11.2设计要求…………………………………………………………………………21.3设计思路…………………………………………………………………………2第二章设计原理及分析…………………………………………………………………32.1设计原理…………………………………………………………………………32.2应用PowerWorld设计原理图…………………………………………………3第三章静态安全分析……………………………………………………………………4第四章系统潮流分布及网络损耗………………………………………………………54.1支路参数…………………………………………………………………………54.2节点状态…………………………………………………………………………64.3网络损耗（支路状态）…………………………………………………………7第五章短路分析…………………………………………………………………………85.1节点短路…………………………………………………………………………85.2线路短路…………………………………………………………………………155.5短路分析总结……………………………………………………………………24第六章暂态稳定性分析…………………………………………………………………246.1系统接入故障后稳定性分析……………………………………………………246.2临界切除故障时间………………………………………………………………34心得体会……………………………………………………………………………………35参考文献……………………………………………………………………………………36燕山大学课程设计评审意见表……………………………………………………………37燕山大学课程设计说明书第1页共48页电力系统分析课程设计题目：电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（六）第一章设计说明1.1设计技术参数某系统原始网络是一个5节点系统，网架结构和各节点功率如图1所示。未来的电源配置和负荷数据如图2所示。6号节点为新建的孤立节点。发电机参数如表2所示。各节点之间已建线路参数和可扩建的线路参数如表1所示。基准功率选为100MW，基准电压选为110kV。图1原网络结构图2新增发电厂和节点负荷表1各节点之间已有线路和可扩建线路参数支路交流电阻（p.u.）交流电抗（p.u.）原有线路数（回）可扩建线路数（回）交流容量（MW）长度（km）1—20.120.421390401—30.10.3404100381—40.120.631380601—50.060.2513100201—60.180.620470682—30.060.261390202—40.110.491310040612453240+j15160+j4040+j10240+j3080+j0两台50MW两台125MW3台25WM1台50MW1台125MW2台200MW612453240+j15160+j4040+j10240+j3080+j0两台50MW两台125MW3台25WM1台50MW1台125MW2台200MW燕山大学课程设计说明书第2页共48页支路交流电阻（p.u.）交流电抗（p.u.）原有线路数（回）可扩建线路数（回）交流容量（MW）长度（km）2—50.090.3404100312—60.070.320490303—40.150.530482593—50.060.2613100203—60.130.4704100484—50.150.610475634—60.0980.380490305—60.120.62047861表2发电机组参数发电机型号额定容量(MW)电抗dX(标幺值)惯性时间常数H(s)阻尼系数QFS-200-22000.24611.104.80QFS-125-21250.25711.933.60QFS-50-2500.39314.152.32QFS-25-2250.19611.391.571.2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。1.3设计思路（1）选择平衡节点：由1.1设计参数得：网络结构中原有5个节点，新增加节点6，并且与其他节点相比，节点6的容量最大，在设计新的网络结构时，可以考虑选择节点6为平衡节点。（2）线路选择：由1.1设计参数得：线路选择时，应该注意每条线路都有自己最大的交流容量，避免超过其最大容量，同时节点与节点之间的线路数量是有限的（本网络结构中一个节点与另一个节点之间最多有4条线路）；为保证在某一线路出现故障时，其他线路及负荷仍能正常工作，采用环形结构。（3）预期网络结构：连接线路时，要保证正常情况下，各负荷能够正常工作，同时线路无越限。网络结构连接设计好后，应用PowerWorld软件实际设计原理图，同时燕山大学课程设计说明书第3页共48页调整线路连接情况，应该使线路的有功损耗和无功损耗较低。最后进行相关的静态安全分析、潮流计算、暂态稳定性分析等。第二章设计原理及分析2.1设计原理由1.2设计要求得：设计的网络结构应该保证任意一条线路出现故障时，各个负荷不断电，能够正常工作，所以必须保证每个节点处同时至少连接两条线路，网络结构采用环网结构。又由1.1设计参数得：新增节点6处容量较大，可选择该节点为平衡节点，对整个电网的功率进行平衡。2.2应用PowerWorld软件设计原理图燕山大学课程设计说明书第4页共48页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(共27个)后，开始运行，得到结果如下表3表3静态安全分析结果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_000011-000022C1NOYESYESNO0L_000011-000022C2NOYESYESNO0L_000011-000044C1NOYESYESNO0L_000011-000044C2NOYESYESNO0L_000011-000055C1NOYESYESNO0L_000011-000055C2NOYESYESNO0L_000033-000022C2NOYESYESNO0L_000033-000022C3NOYESYESNO0L_000022-000044C2NOYESYESNO0L_000022-000044C1NOYESYESNO0燕山大学课程设计说明书第5页共48页L_000022-000066C1NOYESYESNO0L_000022-000066C2NOYESYESNO0L_000022-000066C3NOYESYESNO0L_000022-000066C4NOYESYESNO0L_000055-000033C1NOYESYESNO0L_000055-000033C2NOYESYESNO0L_000055-000033C3NOYESYESNO0L_000044-000066C1NOYESYESNO0L_000044-000066C2NOYESYESNO0L_000044-000066C3NOYESYESNO0L_000055-000033C4NOYESYESNO0L_000022-000066C5NOYESYESNO0L_000033-000022C5NOYESYESNO0L_000033-000022C6NOYESYESNO0L_000033-000022C4NOYESYESNO0由上表可以得到系统运行无越限和事故不可求解。第四章系统潮流分布及网络损耗4.1支路参数运用powerworld软件运行实例，查看实例信息等到如下表支路参数，见下表4燕山大学课程设计说明书第6页共48页表4支路参数首端节点编号末端节点名称回路RXB极限AMVA极限BMVA极限CMVA1210.120.42090001220.120.42090001410.120.63080001420.120.63080001510.060.250100001520.060.250100003260.060.26090003250.060.26090003240.060.26090003230.060.26090002410.110.490100002420.110.490100002610.070.32090002620.070.32090002630.070.32090002640.070.32090005330.060.260100005310.060.260100005320.060.260100005340.060.260100004610.0980.38090004620.0980.38090004630.0980.38090004.2节点状态运用powerworld软件运行实例，查看实例信息等到如下表节点状态，见下表5燕山大学课程设计说明书第7页共48页表5节点状态编号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11110111029.2780013.4-7.18221101.04152114.56835.0924015331101.08526119.37935.694010310154441100.99111109.02234.4416040551101.014111.5428.2624030661101.09189120.10846.2470904.3网络损耗运用powerworld软件运行实例，查看实例信息等到如下表支路参数，见下表6表6网络损耗首端节点编号末端节点名称回路有功首端节点无功首端节点视在功率首端节点视在功率极限%视在功率极限(最大值)有功损耗无功损耗121-26-1.325.69029.60.7