昆工电力院电力系统分析 课程设计

课 程 设 计课程名称： 电力系统分析 设计题目：基于 Matlab 计算程序的电力系统运行分析学 院： 电力工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2011 级 学生姓名： 指导教师： 单节杉、宋琪、谢静 日 期： 2015.01.12 教 务 处 制目录前 言··········································1第 1 章 参数计算······························· 2第一节 原始数据·································· 2第二节 电网模型的建立····························· 3第二章 潮流计算······························· 6第一节 系统参数的设置····························· 6第二节 程序的调试································· 7第三节 网损和潮流分析···························· 13第三章 短路故障的分析计算·····················15第一节 序网分析····································15第二节 短路计算····································18心得体会·······································35参考文献·······································360前 言电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。即节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷.各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。对现有电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础。潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。在电力系统中可能发生的各种故障中，危害最大且发生概率较高的首推短路故障。产生短路故障的主要原因是电力设备绝缘损坏。短路故障分为三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。其中三相短路时三相电流仍然对称，其余三类短路统成为不对称短路。短路故障大多数发生在架空输电线路。电力系统设计与运行时，要采取适当的措施降低短路故障的发生概率。短路计算可以为设备的选择提供原始数据。1第 1 章 参数计算第一节 原始数据一、 目标电网接线图图 11二、系统参数表 1. 线路参数表线 路 编 号 线 路 型 号 线 路 长 度（ km）线 路 电 阻 /km线 路 正 序 电 抗 /km线 路 容 纳 之 半S/km4-5 LGJ-240/30 113 0.047 1.78× 6104-6 LGJ-120/70 120 0.074 1.47×5-7 LGJ-120/25 165 0.079 1.60× 66-9 LGJ-95/55 166 0.092 1.80×107-8 LGJ-240/30 92 0.047 1.78× 68-9 LGJ-240/30 122 0.0470.41.78×2说明：线路零序电抗为正序电抗 3 倍。表 2. 变压器参数表线 路 编 号 变 压 器 型 号 变 压 器 变 比 （ kV） 短路电压百分数(%)2-7 SSPL-220000 242±3×2.5%/20 10.433-9 SSPL-120000 242±3×2.5%/15 5.811-4 SSPL-240000 242±3×2.5%/17.511.42说明：变压器零序电抗与正序电抗相等，且均为 /Y 0 接法。表 3. 发电机参数表 1发电机 额定功率MW 额定电压kV 额定功率因数1 200 16.5 0.852 180 18 0.853 100 13.8 0.85表 4. 发电机参数表 2发电机母线名（JTS）aRdX'dqX'q（'0dTS）（'0qS）1 1 47.28 0 0.32 0.13 0.21 0.21 8.962 2 12.80 0 1.93 0.26 1.87 0.43 6.00 0.5353 3 6.02 0 1.51 0.21 1.45 0.29 8.59 0.60表 5. 负荷数据表节点号 有功负荷（MW） 无功负荷（ MVA）5 135 506 100 308 80 35第二节 电网模型的建立本设计中，采用精确计算算法，选取=100MVA， =220KV，将所有支路的参数都折算到 220KV 电BSBU压等级侧；一、计算公式 （1）线路参数的计算：3（2）变压器参数的计算： 210%BNkTUSX（3）发电机参数的计算：（暂态分析时，只用到发电机的暂态电抗来代替其次暂态电抗，故只求出暂态电抗） 2'' BdUSKX（4）负荷节点的计算 )(2jQPSZB二、使用编程的结果如下：线路电抗 X=0.0934 0.0992 0.1364 0.1372 0.0760 0.1008线路电阻 R=0.0109 0.0183 0.0269 0.0316 0.0089 0.0118线路正序、负序阻抗 Z1=Z2=Columns 1 through 5 0.0109 + 0.0937i 0.0183 + 0.0992i 0.0269 + 0.1364i 0.0316 + 0.1372i 0.0089 + 0.0760i Column 6 0.0118 + 0.1008i 线路容纳之半 B/2=Columns 1 through 5 0 + 0.0974i 0 + 0.0854i 0 + 0.1280i 0 + 0.1450i 0 + 0.0793iColumn 6 0 + 0.1050i线路零序阻抗 Z0:Columns 1 through 5 0.0109 + 0.2802i 0.0183 + 0.2975i 0.0269 + 0.4091i 0.0316 + 0.4112i 0.0089 + 0.2281i Column 6 0.0118 + 0.3024i 变压器正、负序电抗值 Xt：0 + 0.0576i 0 + 0.0574i 0 + 0.0586i变压器零序电抗值 Xt0：40 + 0.0576i 0 + 0.0574i 0 + 0.0586i发电机暂态电抗 Xdg=0 + 0.0476i 0 + 0.0803i 0 + 0.1103i负荷节点阻抗 Zl=0.6514 - 0.2413i 0.9174- 0.2752i 1.049 - 0.4590i以上结果均采用程序计算。三、等值电路模型该等值电路图全部数值以标幺值表示，具体图 12 所示：j 0 . 0 8 0 3j 0 . 0 5 7 40 . 0 0 8 9 + j 0 . 0 7 6 0 0 . 0 1 1 8 + j 1 . 0 0 80 . 8 9 0 9 + j 0 . 3 1 1 8j 0 . 0 7 9 3j 0 . 0 7 9 3j 0 . 1 0 5 0j 0 . 1 0 5 0j 0 . 0 5 8 6j 0 . 1 1 0 3j 0 . 1 2 8 0 j 0 . 1 4 5 00 . 0 2 6 9 + j 0 . 1 3 6 4j 0 . 1 2 8 0j 0 . 1 4 5 00 . 0 3 1 6 + j 0 . 1 3 7 20 . 6 5 1 4 j 0 . 2 4 1 3j 0 . 0 8 5 4j 0 . 0 9 7 40 . 0 1 0 9 + j 0 . 0 9 3 40 . 0 1 8 3 + j 0 . 0 9 9 2j 0 . 0 8 5 4j 0 . 0 9 7 4j 0 . 0 5 7 6j 0 . 0 4 7 6B u s - 7B u s - 8B u s - 9B u s - 3B u s - 5B u s - 6B u s - 4B u s - 20 . 9 1 7 4 + j 0 . 2 7 5 2B u s - 1G 2G 3G 1图 125第二章 潮流计算第一节 系统参数的设置设计中要求所有结点电压不得低于 1.0p.u.，也不得高于 1.05p.u.，若电压不符合该条件，可采取下面的方法进行调压：（1） 改变发电机的机端电压（2） 改变变压器的变比（即改变分接头）（3） 改变发电机的出力（4） 在电压不符合要求的结点处增加无功补偿调压方式应属于逆调压。结点的分类：根据电力系统中各结点性质的不同，将结点分为三类：PQ 结点、PV 结点和平衡结点，在潮流计算中，大部分结点属于 PQ 结点，小部分结点属于 PV 结点，一般只设一个平衡结点。对于平衡结点，给定其电压的幅值和相位，整个系统的功率平衡由这一点承担。本设计中，选 1 号节点为平衡节点；2、3 号节点为 P、U 节点；4、5、6、7、8、9 号结点为 P、Q 节点。设计中，节点数:n=9，支路数 :nl=9，平衡母线节点号:isb=1，误差精度:pr=0.0001。由支路参数形成的矩阵:B1= 1 4 0.0576i 0 1.0000 0;2 7 0.0574i 0 1.0000 0;3 9 0.0586i 0 1.0000 0;4 5 0.0109+0.0934i 2*0.0974i 1.0000 0;4 6 0.0183+0.0992i 2*0.0854i 1.0000 0;5 7 0.0269+0.1364i 2*0.1280i 1.0000 0;6 9 0.0316+0.1372i 2*0.1450i 1.0000 0;7 8 0.0089+0.0760i 2*0.0793i 1.0000 0;8 9 0.0118+0.1008i 2*0.1050i 1.0000 0; ;%支路参数矩阵由各节点参数形成的矩阵:B2=0 0 1.0000 1.0000 0 1.0000;1.8000 0 1.0000 1.0000 0 3.0000;1.0000 0 1.0000 1.0000 0 3.0000;0 0 1.0000 0 0 2.0000;0 1.3500+0.5000i 1.0000 0 0 2.0000;0 0.0000+0.3000i