电力系统分析课程设计.docx
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电力系统分析课程设计
种初畧娩
课程设计（论文）
题目名称潮流计算
课程名称电力系统稳态分析
学生姓名谭永怡
学号1041201076
系、专业电气工程系、电气工程及其自动化
指导教师黄肇袁旭龙
2012年1月6日
邵阳学院课程设计（论文）任务书
年级专业
10级电气工程
及其自动化
学生姓名
谭永怡
学号
1041201076
题目名称
电力系统潮流计算
设计时间
2012年12月21日
—2013年1月6日
课程名称
潮流计算课程
设计
课程编号
121202306
设计地点
综合仿真实验室
、课程设计（论文）目的
1.掌握电力系统潮流计算的基本原理;
2.掌握并能熟练运用PSCAD仿真软件；
3.采用PSCA［软件，做出系统接线图的潮流计算仿真结果。
、已知技术参数和条件
在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为PQ节点，节点3为PV节点，节点4
为平衡节点，已给定s-_0.4-j0.3，S2--0.3-j0.2，P3=0.4，1.02，
V4=1.05，/4=0，网络各元件参数的标幺值如表2所示，给定电压的初始值如表2所
示，收敛系数；=0.00001。
试求各个母线上的潮流分布。
4k：
12
三、任务和要求
1.按学校规定的格式编写设计论文。
2.论文主要内容有：
①课题名称。
②设计任务和要求。
③PSCAD勺应用以及仿真结果。
④
收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。
注：
1•此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效;
2•此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）
何仰赞主编•电力系统分析•高教出版社出版•第三版.2002年
刘明波主编.大电网最优潮流计算•科学出版社出版•第一版.2010年陈珩主编•电力系统稳态分析•中国电力出版社•第三版.2007年韩祯祥主编•电力系统分析•浙江大学出版社•第三版.2005年
五、进度安排
2012年12月21日：
下达课程设计的计划书，任务书，设计题目及分组情况
2012年12月22日-28日：
学生熟悉PSCAD^件和建模
2013年1月29日-30日：
上机调试程序，建立系统接线图的仿真模型和得出仿真结果
2013年1月31日-2日：
写出报告（A4打印稿）和PPT报告（用于答辩）
2013年1月6日：
组织学生答辩
六、教研室审批意见
教研室主任（签字）：
年月日
七|、主管教学主任意见
主管主任（签字）：
年月日
八、备注
学生（签字）：
指导教师（签字）：
邵阳学院课程设计（论文）评阅表
学生姓名谭永怡学号1041201076
系电气工程系专业班级10级电本二班
题目名称潮流计算课程设计课程名称电力系统分析
一、学生自我总结
虽然在这次的课程设计中遇到过很多困难，但是在组员的不懈努力以及同学们的热心帮助下，
我们终于完成了设计。
在这个过程中，我收获颇丰，不仅学会了PSCAD软件的使用，巩固强化了电
力系统知识，还充分认识到学好专业基础知识的重要性。
同时我还认识到，实践和理论是相差甚远
的，唯有在学习中加以实践，方能干好一件事情，因为社会需要的是实践型人才，因此在今后的学
习中我会坚持理论与实践并重，努力使自己发展成为一名专业知识过硬而且动手能力强的人才。
学生签名：
年月日
、指导教师评定
评分项目
平时成绩
论文
答辩
综合成绩
权重
30
40
30
单项成绩
指导教师评语：
指导教师（签名）：
年月日
注：
1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面;
2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
摘要
电力系统的出现使高效、无污染、使用方便、易于控制的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的发展，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。
电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
电力系统的潮流计算是
电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。
所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统各母线电压、各支路电压与功率及网损。
对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流及功率是否越限，如果有越限，就应采取措施调整运行方式。
对于正在规划的电力系统，通过潮流计算,可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。
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。
关键词：
电力系统分析；PSCAD软件；潮流计算
・・・・・・・・・・・・[
1总体方案论
证.1
1.1课程设计题
目.2
1.2课题分析及思路….7
1.3方案论
证
8
2潮流计算简介.2
3PSCAD软件介绍及应
用13
3.1PSCAD简
介13
3.2PSCAD应
用14
3.2.1流程
图
3.2.2电气接线
图14
3.2.3输出显示
图14
3.2.4仿真波形
图14
4总
结
•…•…•…15
参考文
1总体方案论证
1.1课程设计题目
在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为PQ节点，节点3为Pg
点，节点4为平衡节点，已给定S1=O4-0.3,S2=£.3-0.2,P3=0.4,V3=1.02,
V4=1.05,04=°网络各元件参数的标幺值如表2所示，给定电压的初始值如表2
所示，收敛系数£=0.00001试求各个母线上的潮流分布。
4k：
12
表1网络各元件参数的标幺值
支路
电阻
电抗
1
输电线路一yc
2
变压器变比k
1—2
0.02
0.06
0.01
一
1—3
0.01
0.03
0.01
一
2—3
0.03
0.07
一
一
2—4
0.0
0.05
一
0.9625
3—4
0.02
0.05
一
一
表2各节点电压（初值）标幺值参数
节点i
1
2
3
4
Uy）弋（0）+jfi（0）
1.00+j0.0
1.0+j0.0
1.0+j0.0
1.05+j0.0
1.2课题分析及思路
在这个电力系统中,一共有4个节点,节点1、2为PQ节点，节点3为PV节点，节点4为平衡节点，综合牛顿拉夫逊潮流计算，PQ分解法等多种求解方法，然后用PSCAD软件进行仿真，仿真出计算结果。
方案论证
本次课程设计我们小组一开始准备了三种不同的方案一共筛选出最合适最好的
、~*Z―*A4
运行方案。
方案一：
采用手工计算
最开始熟悉课题之后，我们准备采用手工计算的方法算出各母线上的潮流分布。
在进一步熟悉了牛顿-拉夫逊法后，我们发现不仅节点导纳矩阵十分难算，后续的雅可比矩阵更是多达一百多个元素要进行计算，短时间内我们根本无法完成设计任务。
而P-Q分解法要将相关参数化为极坐标形式，计算量也十分巨大，于是最终我们只好放弃了这个方案。
方案二：
用MATLAB软件进行相关计算
这个方案大大减少了手工计算的时间，但每次计算过程都要编写大量程序，虽然编程的相关指令并不难，但编程稍微有一点错误结果就无法正确显示，而且算出的结果并不直观清晰。
所以最后我们也放弃这个方案。
，
方案三：
用PSCAD软件仿真
在学长学姐的指导和帮助下，我们开始学习PSCAD软件。
这是电气专业的专业仿真软件，开始我们并看不懂，而且关于这个软件的教程和说明大部分是英文版的，这无疑又增加了我们的学习难度。
但考虑到今后毕业设计也要学习这个软件，我们还是硬着头皮开始学习。
在他们的耐心指导下，我们几个人一小组开始学习和探讨这个软件的使用方法。
从元件的选择到布线安排、相关参数的设置到最后的调试运行，可谓每一步大家都付出了相当大的努力。
虽然我们现在对这个软件还不是特别熟悉，但是我们的课题还是成功的完成了。
在仿真图输出显示中，系统特性十分直观快速的显示出来了，我们觉得非常开心。
综上，方案三被选为小组共同方案
2潮流计算简介
潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。
潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。
通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。
待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
在电力系统运行和规划中，都需要研究电力系统稳定运行情况，确定电力系统的稳态运行状态。
给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件，，确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。
从数学上说,朝流计算是要求解一组有潮流方程描述的非线性方程组。
电力系统潮流计算是电力系统分析中最重要最基本的计算，是电力运行、规划以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁暂态和机电暂态分析的基础和出发点。
电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。
所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。
对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、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。
对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。
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。
此外，在进行电力系统稳态及暂态稳定计算时，要利用潮流计算的结果作为其计算的基础；一些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算作配合；潮流计算往往成为上述计算程序的一个重要组成部分。
以上这些，主要是在系统规划设计及运行方式安排中的应用，属于离线计算范畴。
随着现代化的调度中心的建立，为了对电力系统进行实时安全监控，需要根据实时数据库所提供的信息。
3PSCAD软件介绍及应用
3.1PSCAD简介
PSCAD是一种有效的用户图形界面,能够显著地提高电力系统电磁瞬时模拟研究的效率。
利用PSCAD家族的软件工具,使得电力系统工程师能够充分利用现代微机工作站的资源,更为有效地使用马尼托巴高压直流研究中心的EMTDC瞬时模拟软件。
该族软件还可作为该中心的实时数字模拟器（RTDS）的用户界面。
PSCAD由下述软件模块构成:
档管理系统、建模（DRAFT）模块、架空线（T-LINE）和电缆（CABLE）模块、运行（RUNTIME）模块、单曲线绘图（UNIPLOT）和多曲线绘图（MULTIPLOT）模块。
PSCAD编写使其适合在基于UNIX操作系统并具有X窗口环境的微机工作站上运行。
PSCAD具备自己的软件支持因而
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