电力系统实训报告3713122.docx
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电力系统实训报告3713122
专业课程实训报告
题目：
电力系统综合实训
系别电气工程学院
专业班级11级电气xx班
学生姓名
指导教师
提交日期
课程实训（论文）总评成绩：
负责人签字：
年月日
1、实训目的
通过本课程实训的实践及其前后的准备与总结，学习、领会、巩固了在课堂上所学的知识，初步掌握系统分析、系统设计、系统实现、系统维护的方法。
学习POWERWORLD和matlab软件的使用，了解软件工具对于项目开发的重要性，为综合应用本专业所学习的多门课程知识创造实践机会。
培养我们提出问题、解决问题，最终将知识转化为能力的能力。
2、实验原理
利用4台电机和一个电网联络柜，在相同运行条件下，即各发电机的运行参数保持不变（主要为负载不变），改变网络结构（即打开或关闭线路开关），观察并将结果加以比较和分析。
注意要记录变化前，变化后各机端和线路的U、P、I、Q、cos∮以作比较。
并计算系统潮流。
其中要用到的潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态，如母线上的电压（幅值以及相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。
发电机主要为负载提供合适的功率，联络柜负责变换成不同的电力网络，而负载柜负载功率的分布以及大小。
其中会使用到电流表，功率表的显示仪器，通过仪器的数据和实用Matlab及Powerworldsimulater软件得出的数据的对比和分析，得出结论以及分析误差。
分析比较网络结构的变化对于潮流分布的影响，并对实验结果进行理论分析。
机械系统原理对机构进行运动分析的方法主要有图解法和解析法两种。
图解法需要列出矢量方程式、作图求解，存在结果出错多、准确性差、作图过程繁琐等问题；解析法需要针对给定机构建立模型、求导得出速度方程和加速度方程、再编程求解，受编程能力限制，编程时易出错、程序调试时间较长；这都在一定程度上影响了学习该部分内容的兴趣和积极性。
由于以上原因，在学习中引入matlab 中的simulink 和simmechanics 工具箱，机械原理课程学习中利用Matlab语言，对学习内容做适当调整，使我们观地领会和理解课程中的内容和实时处理结果。
利用其建模直观简便、我们上手快等特点，
3、课题设置
系统原理：
在整个微型电网中，四台发电机充当电源，联络柜充当输电,用电的的控制媒介，通过380V市网作为参考电压，先将发电机并入市网，再从市网断开，使4台发电机机组独立形成一个小型电力系统网络
（联络柜共有2000W可调负载，1000w固定负载）
设定：
FC1接口带上300W固定负载FC2接口带上600W固定负载
FC3接口带上200W可调负载FC4接口带上400W可调负载
FC5接口带上650var无功负载FC6接口短接
对应地G1要出力400W
G2要出力250W
G3要出力300W，无功400Var
G4要出力600W，无功250Var
3.1.1实验一
网络结构变化对系统潮流的影响：
在相同运行条件下，即各发电机的运行参数保持不变，（主要为负载不变）改变网络结构（即打开或关闭线路开关），观察并将结果加以比较和分析。
注意要记录变化前，变化后各机端和线路的U、P、I、Q、cos￠以作比较。
并计算系统潮流。
分析比较网络结构的变化对于潮流分布的影响，并对实验结果进行理论分析。
3.1.2操作步骤
1、按所选的系统网络接好线路图，记录下网络的各个参数，填至表1-1、1-2。
2、打开KA2，记录发电机和负载的各个参数，填至表1-3、1-4。
再恢复原始状态。
3、闭合KA3，记录发电机和负载的各个参数，填至表1-5、1-6。
再恢复原始状态。
4、闭合KA4，记录发电机和负载的各个参数，填至表1-6、1-7。
再恢复原始状态。
3.1.3程序计算
分别采用PowerWorld和Matlab对其进行程序仿真计算。
3.2.4数据记录及处理结论
步骤1:
原始网络的数据记录
表1-1网络变化前发电机参数
G-1
G-2
G-3
G-4
U
229.3455
228.6683
231.7171
230.5062
I
0.7469
1.4195
0.9941
0.5606
n
1508
1511
1473
1527
f
50
50
50.125
50.0625
P
0.1684
0.2745
0.0492
0.1230
Q
-0.0451
-0.1700
0.2232
0.0104
cosφ
0.9675
0.8525
0.2377
0.9998
表1-2网络变化前，各负载端参数
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
U
229.6412
230.6690
228.3838
229.3195
0
0
I
0.6237
0.9345
0.3991
0.7073
0
0
P
0.1431
0.2155
0.0901
0.1598
0
0
Q
0.0007
0.0008
0.0007
0.0010
0
0
cosφ
0.9995
0.9999
0.9891
0.9999
1
1
步骤2：
打开KA2
表1-3打开KA2，发电机和负载的各个参数
G-1
G-2
G-3
G-4
U
229.2503
228.6792
230.7086
230.5635
I
0.7458
1.3818
0.9932
0.5438
n
1502
1519
1474
1524
f
50.1875
50.125
49.9375
50.1875
P
0.1677
0.2714
0.0460
0.1251
Q
-0.0460
-0.1568
0.2171
-0.0037
cosφ
0.9686
0.8643
0.2284
0.9992
Δn
6
4
4
6
表1-4打开KA2，各负载端参数
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
U
229.5795
230.8644
229.0621
229.3957
0
0
I
0.6241
0.9360
0.3998
0.7063
0
0
P
0.1434
0.2160
0.0906
0.1614
0
0
Q
0.0007
0.0007
0.0008
0.0009
0
0
cosφ
0.9995
0.9999
0.9892
0.9999
1
1
记录数据后，恢复原始负载。
步骤3：
闭合KA3
表1-5闭合KA3，发电机和负载的各个参数
G-1
G-2
G-3
G-4
U
226.5334
225.6374
226.6299
226.1156
I
0.7471
1.3051
1.2682
0.5893
n
1502
1520
1476
1522
f
50.1875
50.3125
50.3125
50.1875
P
0.1688
0.2682
0.0460
0.1261
Q
-0.0017
-0.1148
0.2801
0.0517
cosφ
0.9999
0.9181
0.1685
0.9190
Δn
6
5
6
4
表1-6闭合KA3，各负载端参数
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
U
226.2914
225.5483
225.2223
225.5517
224.0358
0
I
0.6140
0.9146
0.3936
0.6849
0.8873
0
P
0.1388
0.2060
0.0876
0.1544
0.0060
0
Q
0.0007
0.0007
0.0006
0.0010
0.1986
0
cosφ
0.9995
0.9999
0.9892
0.9999
0.0337
1
记录数据后，恢复原始负载
步骤4：
闭合KA4
表1-7闭合KA4，发电机和负载的各个参数
G-1
G-2
G-3
G-4
U
224.1062
225.2694
227.6994
225.9761
I
0.7799
1.2927
1.1510
0.5855
n
1501
1519
1472
1522
f
49.9375
49.9375
49.8125
50
P
0.1678
0.2658
0.0509
0.1227
Q
0.0219
-0.1129
0.2545
0.0474
cosφ
0.9920
0.9201
0.2153
0.9263
Δn
5
6
4
4
表1-8闭合KA4，各负载端参数
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
U
225.7629
226.9038
223.5941
225.1453
221.0977
0
I
0.6129
0.9215
0.3907
0.6852
0.8830
0
P
0.1383
0.2091
0.0864
0.1546
0.1938
0
Q
0.0007
0.0006
0.0007
0.0009
0.1939
0
cosφ
0.9995
0.9999
0.9891
0.9999
0.0305
1
记录数据后，恢复原始负载。
3.2.1实验二
负荷分布对系统潮流的影响：
在相同的网络，运行条件下，投入的总负载为一定，然后改变各条线路的负载（注意保持总负载为定量），观察并记录系统中运行参数的变化并将结果加以分析比较。
注意要记录各种负载分布的各机端和线路的U、P、I、Q、cos￠以作比较。
计算系统潮流，分析比较负荷分布对系统潮流的影响。
3.2.2操作步骤
1．按所选的系统网络接好线路图，记录下网络的各个参数，填至表2-1、2-2。
2．改变线路FC1、FC3接口负载，取FC1=350W，FC3=250W，保持总负载不变。
记录发电机和负载的各个参数，填至表2-3、2-4。
再恢复原始状态。
3．改变线路FC2、FC4接口负载，取FC2=400W，FC4=300W,保持总负载不变。
记录发电机和负载的各个参数，填至表2-5、2-6。
再恢复原始状态。
4．改变线路FC5、FC6=0接口负载，取FC5=250Var，FC6=200Var,保持总负载不变。
记录发电机和负载的各个参数，填至表2-7、2-8。
再恢复原始状态。
3.2.3程序计算
分别采用PowerWorld和Matlab对其进行程序仿真计算。
3.2.4数据记录及处理结论
步骤1:
原始网络的数据记录
表2-1网络变化前发电机参数
G-1
G-2
G-3
G-4
U
229.3455
228.6683
231.7171
230.5062
I
0.7469
1.4195
0.9941
0.5606
n
1508
1515
1470
1518
f
50
50
50.125
50.0625
P
0.1684
0.2745
0.0492
0.1230
Q
-0.0451
-0.1700
0.2232
0.0104
cosφ
0.9675
0.8525
0.2377
0.9998
表2-2网络变化前，各负载端参数
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
U
229.6412
230.6690
228.3838
229.3195
0
0
I
0.6237
0.9345
0.3991
0.7073
0
0
P
0.1431
0.2155
0.0901
0.1598
0
0
Q
0.0007
0.0008
0.0007
0.0010
0
0
cosφ
0.9995
0.9999
0.9891
0.9999
1
1
步骤2：
改FC1=350W，FC3=250W,保持总负载不变。
表2-3改变线路FC1、FC3接口负载，各发电机参数
G-1
G-2
G-3
G-4
U
228.6727
227.7618
230.0939
228.7881
I
0.7464
1.3644
0.8687
0.5115
n
1503
1519
1474
1526
f
49.625
49.3125
49.25
49.625
P
0.1680
0.2650
0.0490
0.1249
Q
-0.0441
-0.1622
0.2201
-0.0002
cosφ
0.9700
0.8527
0.3138
0.9999
Δn
7
6
6
8
表2-4改变线路FC1、FC3接口负载，各负载端参数
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
U
229.584
230.574
227.793
228.5211
0
0
I
0.4007
0.9356
0.6188
0.6934
0
0
P
0.0910
0.2148
0.1409
0.1584
0
0
Q
0.0138
0.0007
0.0056
0.0009
0
0
cosφ
0.9892
0.9999
0.9994
0.9999
1
1
记录数据后，恢复原始负载。
步骤3：
改FC2=400W，FC4=300W,保持总负载不变。
表2-5改变线路FC2、FC3接口负载，发电机参数
G-1
G-2
G-3
G-4
U
228.0462
227.8690
230.7702
228.9191
I
0.7932
1.3556
0.8714
0.5285
n
1503
1518
1474
1522
f
49.5625
49.5625
49.625
49.6875
P
0.1684
0.2621
0.0542
0.1262
Q
-0.0424
-0.1633
0.1936
0.0039
cosφ
0.9720
0.8487
0.2699
0.9994
Δn
7
5
6
6
表2-6改变线路FC2、FC3接口负载，各负载端参数
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
U
228.4760
229.5297
227.7789
228.7425
0
0
I
0.6209
0.7076
0.3981
0.9290
0
0
P
0.1418
0.1601
0.0896
0.2125
0
0
Q
0.0053
0.0014
0.0007
0.0004
0
0
cosφ
0.9995
0.9999
0.9891
0.9999
1
1
记录数据后，恢复原始负载。
步骤4：
改FC5=250Var，FC6=200Var,保持总负载不变。
表2-7改变线路FC5、FC6接口负载，发电机参数
G-1
G-2
G-3
G-4
U
224.7180
223.9578
227.7605
226.0932
I
0.7713
1.2683
1.0596
0.5649
n
1499
1517
1473
1520
f
49.8125
49.75
50.125
49.9375
P
0.1729
0.2628
0.0509
0.1243
Q
0.0118
-0.1076
0.2358
0.0440
cosφ
0.9976
0.9288
0.1572
0.9121
Δn
3
4
5
4
表2-8改变线路FC5、FC6接口负载，各负载端参数
FC1
FC2
FC3
FC4
FC5
FC6
U
224.8608
226.3652
224.1454
225.8958
0
0
I
0.6112
0.9210
0.3913
0.6852
0
0
P
0.1380
0.2087
0.0867
0.1547
0
0
Q
0.0055
0.0007
0.0006
0.0009
0
0
cosφ
0.9995
0.9999
0.9891
0.9999
1
1
记录数据后，恢复原始负载。
实验后，将所有并网的发电机组同时脱网，且马上调节转速按钮，使机组转速降至为零。
4、程序计算部分
4.1powersimulater仿真实验
实验一
图5-1网络变化前潮流仿真图
图5-2打开KA2时潮流仿真图
图5-3闭合KA3，潮流仿真图
图5-4闭合KA4，潮流仿真图
实验二
图5-5改变FC1=350W，FC3=250W,潮流仿真图
图5-6改FC2=400W，FC4=300W,潮流仿真图
图5-7改FC5=0Var，FC6=560Var,潮流仿真图
4.2matlab仿真实验
实验一初始状态
NodeV_kV=
410411408412417407
Nodea_deg=
00.00980.6290-0.3135-0.45620.3617
ans=
（2,1）0.4879
（3,1）2.0882
（4,1）1.4074
（1,2）0.4879
（5,2）2.7423
（6,2）2.5027
（1,3）2.0882
（4,3）1.6749
（6,3）0.9223
（1,4）1.4074
（3,4）1.6749
（5,4）2.2513
（2,5）2.7423
（4,5）2.2513
（2,6）2.5027
（3,6）0.9223
打开KA2后
NodeV_kV=
410411408412417407
Nodea_deg=
00.00980.6290-0.3135-0.45620.3617
ans=
（2,1）0.4879
（3,1）2.0882
（4,1）1.4074
（1,2）0.4879
（5,2）2.7423
（6,2）2.5027
（1,3）2.0882
（4,3）1.6749
（6,3）0.9223
（1,4）1.4074
（3,4）1.6749
（5,4）2.2513
（2,5）2.7423
（4,5）2.2513
（2,6）2.5027
（3,6）0.9223
闭合KA3后
NodeV_kV=
410411408412417407
Nodea_deg=
00.00980.6290-0.3135-0.45620.3617
ans=
（2,1）0.4879
（3,1）2.0882
（4,1）1.4074
（1,2）0.4879
（5,2）2.7423
（6,2）2.5027
（1,3）2.0882
（4,3）1.6749
（6,3）0.9223
（1,4）1.4074
（3,4）1.6749
（5,4）2.2513
（2,5）2.7423
（4,5）2.2513
（2,6）2.5027
（3,6）0.9223
闭合KA4后
NodeV_kV=
410411408412417407
Nodea_deg=
00.00980.6290-0.3135-0.45620.3617
ans=
（2,1）0.4879
（3,1）2.0882
（4,1）1.4074
（1,2）0.4879
（5,2）2.7423
（6,2）2.5027
（1,3）2.0882
（4,3）1.6749
（6,3）0.9223
（1,4）1.4074
（3,4）1.6749
（5,4）2.2513
（2,5）2.7423
（4,5）2.2513
（2,6）2.5027
（3,6）0.9223
实验二初始状态
NodeV_kV=
410410409411413408
Nodea_deg=
00.11130.4235-0.2617-0.3059-0.0481
ans=
（2,1）0.3820
（3,1）1.4982
（5,1）1.5497
（1,2）0.3820
（3,2）0.4823
（6,2）0.6553
（1,3）1.4982
（2,3）0.4823
（4,3）2.2802
（3,4）2.2802
（5,4）1.0892
（1,5）1.5497
（4,5）1.0892
（6,5）2.3970
（2,6）0.6553
（5,6）2.3970
互换负载1、3后
NodeV_kV=
410410409411413408
Nodea_deg=
00.11130.4235-0.2617-0.3059-0.0481
ans=
（2,1）0.3820
（3,1）1.4982
（5,1）1.5497
（1,2）0.3820
（3,2）0.4823
（6,2）0.6553
（1,3）1.4982
（2,3）0.4823
（4,3）2.2802
（3,4）2.2802
（5,4）1.0892
（1,5）1.5497
（4,5）1.0892
（6,5）2.3970
（2,6）0.6553
（5,6）2.3970
互换负载2、4后
NodeV_kV=
410410409411413408
Nodea_deg=
00.11130.4235-0.2617-0.3059-0.0481
ans=
（2,1）0.3820
（3,1）1.4982
（5,1）1.5497
（1,2）0.3820
（3,2）0.4823
（6,2）0.6553
（1,3）1.4982
（2,3）0.4823
（4,3）2.2802
（3,4）2.2802
（5,4）1.0892
（1,5）1.549
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