電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)--電力系統(tǒng)潮流、短路計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定性分析

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　題目： 電力系統(tǒng)潮流、短路計(jì)算 </p><p>　　和暫態(tài)穩(wěn)定分析（五）</p><p>　　學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 系統(tǒng)設(shè)

2、計(jì)2</p><p>　　1.1電氣工程學(xué)院《課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書2</p><p><b>　　1.2原理分析4</b></p><p>　　1.3電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖4</p><p>　　第二章 靜態(tài)安全分析6</p><p>　　第三章 潮流計(jì)算6</p><p>

3、;<b>　　3.1節(jié)點(diǎn)信息6</b></p><p><b>　　3.2負(fù)荷信息7</b></p><p>　　3.3發(fā)電機(jī)模型7</p><p><b>　　3.4支路狀態(tài)8</b></p><p>　　第四章 短路計(jì)算與分析8</p><p&

4、gt;　　4.1母線短路計(jì)算8</p><p><b>　　單相接地8</b></p><p><b>　　相間短路11</b></p><p><b>　　三相對稱13</b></p><p><b>　　兩相接地15</b></p>

5、;<p>　　4.2線路短路計(jì)算16</p><p><b>　　單相接地16</b></p><p><b>　　相間短路18</b></p><p><b>　　三相對稱20</b></p><p><b>　　兩相接地22</b&g

6、t;</p><p>　　4.3不同類型短路情況對比分析23</p><p>　　第五章 暫態(tài)穩(wěn)定分析24</p><p>　　5.1暫態(tài)穩(wěn)定性概述24</p><p>　　5.2仿真結(jié)果 25</p><p>　　第六章 心得體會(huì)·····

7、3;··············31</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　第一章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.1電氣工程學(xué)院《課程設(shè)

8、計(jì)》任務(wù)書</p><p>　　課程名稱：《電力系統(tǒng)分析》</p><p>　　基層教學(xué)單位：電力工程系 指導(dǎo)教師：</p><p>　　電氣工程學(xué)院 教務(wù)科</p><p>　　發(fā)電廠、變電所地理位置圖</p><p>　　圖中，代表電廠，代表變電所，1格為10

9、km</p><p>　　表1 變電所負(fù)荷情況</p><p><b>　　表2 發(fā)電機(jī)組參數(shù)</b></p><p><b>　　1.2原理分析</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求任意一條線路發(fā)生故障時(shí)，各負(fù)荷均不斷電。所以設(shè)計(jì)的電路圖就可以設(shè)計(jì)成環(huán)網(wǎng)雙線路的形式。某一條母線或者線路發(fā)生不同

10、情況的故障時(shí)，可保證負(fù)荷供電不斷，運(yùn)行正常。根據(jù)發(fā)電機(jī)參數(shù)，考慮到線路損耗應(yīng)該選阻抗較小的線路以降低線路損耗，而且低的阻抗也可以增大線路的傳輸功率極限。因此選擇導(dǎo)線參數(shù)： LGJQ-600 r0.052 （歐姆∕千米） x0.415 （歐姆∕千米） b2.72（歐姆∕千米）</p><p>　　根據(jù)給出的地理位置圖計(jì)算出各個(gè)變電站與變電所之間的距離，確定線路長度參數(shù)。</p><p>

11、　　1.3電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　第二章 靜態(tài)安全分析</p><p>　　插入單個(gè)線路事故對系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)安全分析，分析結(jié)果如下所示：</p><p>　　由表可知系統(tǒng)無薄弱環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　第三章 潮流計(jì)算</b></p><p><b>　　實(shí)例信息：&

12、lt;/b></p><p><b>　　3.1節(jié)點(diǎn)信息</b></p><p><b>　　3.2負(fù)荷信息</b></p><p><b>　　3.3發(fā)電機(jī)模型</b></p><p><b>　　3.4支路狀態(tài)</b></p>&l

13、t;p>　　第四章 短路計(jì)算與分析</p><p><b>　　4.1母線短路計(jì)算</b></p><p>　　選擇線路1號母線進(jìn)行短路分析和計(jì)算數(shù)據(jù)如下所示</p><p><b>　　單相接地</b></p><p>　?。▎蜗嘟拥囟搪泛笙到y(tǒng)節(jié)點(diǎn)、線路、發(fā)電機(jī)的參數(shù)如下）</p>

14、;<p><b>　　節(jié)點(diǎn)</b></p><p><b>　　線路</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)</b></p><p><b>　　相間短路</b></p><p>　?。ㄏ嚅g短路后系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、線路、發(fā)電機(jī)的信息如下0）<

15、;/p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)</b></p><p><b>　　線路</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)</b></p><p><b>　　三相對稱</b></p><p>　　（三相對稱短路情況下系統(tǒng)信息如下）<

16、;/p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)</b></p><p><b>　　線路</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)</b></p><p><b>　　兩相接地</b></p><p>　?。▋上嘟拥睾笙到y(tǒng)信息如下）</p&g

17、t;<p><b>　　節(jié)點(diǎn)</b></p><p><b>　　線路</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)</b></p><p><b>　　4.2線路短路計(jì)算</b></p><p>　　選擇1號母線和2號母線30%處短路，進(jìn)行短

18、路計(jì)算</p><p><b>　　單相接地</b></p><p>　?。▎蜗嘟拥囟搪非闆r下系統(tǒng)信息如下）</p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)</b></p><p><b>　　線路</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)</b&g

19、t;</p><p><b>　　相間短路</b></p><p>　?。ㄏ嚅g短路情況下系統(tǒng)信息如下）</p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)</b></p><p><b>　　線路</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)</b>&

20、lt;/p><p><b>　　三相對稱</b></p><p>　?。ㄈ鄬ΨQ情況下系統(tǒng)信息如下）</p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)</b></p><p><b>　　線路</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)</b><

21、/p><p><b>　　兩相接地</b></p><p>　　（兩相接地短路情況系統(tǒng)信息如下）</p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)</b></p><p><b>　　線路</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)、</b>&l

22、t;/p><p>　　5.4不同類型短路情況對比分析</p><p><b>　　1.節(jié)點(diǎn)短路</b></p><p>　　單相接地短路：取A相為故障相，故障節(jié)點(diǎn)的相電壓為零，其他節(jié)點(diǎn)的A相電壓都很低。與故障節(jié)點(diǎn)相連接的線路的A相電流非常大，B，C相電流降低，其他線路的電流也都降低。發(fā)電機(jī)的B，C相電流都降低。</p><p&g

23、t;　　相間短路：取B和C相直接短路，B相電壓等于C相電壓，其他節(jié)點(diǎn)的B，C相電壓也幾乎相同。與故障節(jié)點(diǎn)相連接的線路中B，C相的電流都非常大，而A相電流降低，發(fā)電機(jī)的A相電流都降低了。</p><p>　　三相對稱短路：故障節(jié)點(diǎn)相電壓為零，其他節(jié)點(diǎn)相電壓都相等，并且很低，幾乎為零。與故障節(jié)點(diǎn)連接的線路三相電流相等且很大，其他線路的電流相等且很小，發(fā)電機(jī)各相電流稍稍增大。</p><p>　

24、　兩相接地短路：取BC兩相為故障相，故障節(jié)點(diǎn)的BC兩相電壓都等于零，其他節(jié)點(diǎn)的BC兩相電壓都非常低，與故障節(jié)點(diǎn)相連接的線路的BC相電流很大，而A相電流很小，其他線路的三相電流都很小，發(fā)電機(jī)的A相電流降低。</p><p><b>　　2.線路短路</b></p><p>　　單相接地短路：取A相為故障相，故障線路的接地電流非常大，相電壓為零，發(fā)電機(jī)BC兩相的相電流很低

25、。</p><p>　　相間短路：取BC兩相直接短路，故障線路BC兩相的相電流非常大。各節(jié)點(diǎn)的BC兩相的相電壓都降低。發(fā)電機(jī)A相的相電流降低很大。</p><p>　　三相對稱短路：故障線路短路電流相等且很大，各節(jié)點(diǎn)三相的相電壓都非常小，幾乎為零，發(fā)電機(jī)相電流影響不大。</p><p>　　兩相接地短路：選取BC兩相為故障相，故障線路的BC兩相的短路電流非常大，各節(jié)

26、點(diǎn)BC相的相電壓都非常小，發(fā)電機(jī)的A相相電流降低。</p><p>　　第6章 暫態(tài)穩(wěn)定分析</p><p>　　6.1暫態(tài)穩(wěn)定性概述</p><p>　　電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大干擾后，各同步發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力。電力系統(tǒng)遭受大干擾之后是否能繼續(xù)保持穩(wěn)定運(yùn)行的主要標(biāo)志：一是各機(jī)組之間的相對角搖擺是否逐步衰減；二是局

27、部地區(qū)的電壓是否崩潰。</p><p>　　通常大干擾后的暫態(tài)過程會(huì)出現(xiàn)兩種可能的結(jié)局：一種是各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間相對角度隨時(shí)間的變化呈搖擺狀態(tài)，且振蕩幅值逐漸衰減，各機(jī)組之間的相對轉(zhuǎn)速最終衰減為零，各節(jié)點(diǎn)電壓逐漸回升到接近正常值，使系統(tǒng)回到擾動(dòng)前的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)，或者過渡到一個(gè)新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。在此運(yùn)行狀態(tài)下，所有發(fā)電機(jī)仍然保持同步運(yùn)行。這種結(jié)局，電力系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的。另一種結(jié)局是暫態(tài)過程中某些發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的相對角度

28、隨時(shí)間不斷增大，使這些發(fā)電機(jī)之間失去同步或者局部地區(qū)電壓長時(shí)間很低。這種結(jié)局，電力系統(tǒng)是暫態(tài)不穩(wěn)定的，或稱電力系統(tǒng)失去暫態(tài)穩(wěn)定。發(fā)電機(jī)失去同步后，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生功率和電壓的強(qiáng)烈振蕩，結(jié)果使一些發(fā)電機(jī)和負(fù)荷被迫切除。在嚴(yán)重的情況下，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的解列或瓦解。</p><p>　　為了保證電力系統(tǒng)的安全性，在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中都需要進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算分析。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的目的在于確定系統(tǒng)受到大干擾（如發(fā)生

29、短路故障、負(fù)荷瞬間發(fā)生較大的突變、切除大容量的發(fā)電、輸電或變電設(shè)備等）以后，系統(tǒng)各發(fā)電</p><p>　　機(jī)組是否能維持同步運(yùn)行，分析影響電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的各種因素，并在此基礎(chǔ)上研究提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施。即當(dāng)穩(wěn)定性不滿足規(guī)定要求，或者需要進(jìn)一步提高系統(tǒng)的傳輸能力時(shí)，需要研究和采取相應(yīng)的提高穩(wěn)定措施。例如：電氣制動(dòng)、快速調(diào)整汽門、切機(jī)、單相重合閘等的研究。另外，在系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定性破壞事故以后，往往需要通過暫

30、態(tài)穩(wěn)定計(jì)算進(jìn)行事故分析，找出穩(wěn)定破壞的原因，并研究相應(yīng)的對策。特別是隨著大容量遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展趨勢以及新型元件的投入運(yùn)行，電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的研究和計(jì)算更是一個(gè)至關(guān)重要的課題。</p><p><b>　　6.2仿真結(jié)果 </b></p><p>　　我所插入的事故是1節(jié)點(diǎn)短路插入時(shí)間是1.0000S。通過實(shí)驗(yàn)得出系統(tǒng)臨界穩(wěn)定的拆除事故時(shí)間是2.3

31、0s </p><p>　　在2.30s之前找一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)分別做出各種數(shù)據(jù)的曲線 </p><p>　　穩(wěn)定狀態(tài)下5，6發(fā)電機(jī) 功率角-時(shí)間曲線</p><p>　　穩(wěn)定狀態(tài)下5，6發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速-時(shí)間曲線</p><p>　　穩(wěn)定狀態(tài)下5，6發(fā)電機(jī)功率-時(shí)間曲線</p><p>　　5，6發(fā)電機(jī)端電壓時(shí)

32、間曲線</p><p>　　5#，6#發(fā)電機(jī)的功角-轉(zhuǎn)速特性曲線</p><p><b>　　穩(wěn)定狀態(tài)下</b></p><p><b>　　心得體會(huì) </b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計(jì)首先讓我懂得了POWER WORLD軟件的使用，讓我又掌握了一門軟件的應(yīng)用。在課程

33、設(shè)計(jì)中使我明白了要使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，必須經(jīng)過精密的設(shè)計(jì)和計(jì)算。在進(jìn)行課題設(shè)計(jì)的過程中，加深了我對潮流計(jì)算的認(rèn)識(shí)，尤其是對牛頓拉夫遜潮流計(jì)算的求解思路有了比較透徹的理解。同時(shí)由于求解過程中用到節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣、求矩陣的逆等等，有時(shí)我對以前所學(xué)的只是有了一次很好的溫習(xí)。同時(shí)也看到了研究性學(xué)習(xí)的效果，從研究中去學(xué)習(xí)，理論結(jié)合實(shí)際，將理論運(yùn)用到實(shí)際，同時(shí)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，然后解決。 而且在此次課程設(shè)計(jì)中，我發(fā)現(xiàn)了自己的基礎(chǔ)知識(shí)有很多的

34、不足。這些基礎(chǔ)的缺乏給我的設(shè)計(jì)也造成了不小的障礙。在這個(gè)過程中，我明白了，只要用心去做，認(rèn)真去做，持之以恒，就會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)，有意外的收獲。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　夏道止 《電力系統(tǒng)分析》，中國電力出版社，2004年 陳  《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》，中國電力出版社，1