电力系统课程设计.docx

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电力系统课程设计

电力系统课程设计

专业：

电气工程及其自动化

设计题目：

电力系统课程设计

一、课程设计任务书

1.课程题目

电力系统课程设计

2.设计内容

双端供电网络设计

1）设计具体内容、计算参数、总负荷容量等设计数据已给出；

1）完成电力网络电能分配设计；

2）完成电力网络功率补偿；

3）完成电力网络各节点短路故障的计算；

4）撰写课程设计报告；

5）完成课程设计答辩。

3.课程设计报告要求

课程设计报告应包括以下内容：

A、本次设计的主要内容、设计题目、设计目录、供配电网图、补偿结果、短路数据，使用设备清单、设备选择公式、计算过程、选择依据。

B、课程设计总结。

包括本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等。

C、全文不少于3000字。

如出现报告雷同，经查实后抄袭学生成绩按不及格处理。

4.参考资料

1.电力系统分析。

2.powerworld使用说明书。

5.设计进度（2011年12月1`日至12月15日）

时间

设计内容

第1-2天

查阅资料，方案比较、设计与论证，理论分析与计算

第3-6天

完成电力网络规划

第7-11天

系统负荷计算、短路计算、功率因素补偿

第12-15天

绘制图纸、书写报告、答辩

6.答疑地点

新实验楼305

目录

第一章绪论4

第二章PowerWorld软件6

2.1PowerWorld的介绍6

2.2PowerWorld功能7

2.2.1PowerWorld的主要功能7

2.2.2PowerWorld的基本功能7

2.2.3PowerWorld的高级功能8

第三章实例及及PowerWorld下仿真9

3.1实例题及其计算过程9

3.2PowerWorld下的仿真13

第四章课设心得18

参考文献：

20

二、评语及成绩21

第一章绪论

随着科学技术的快速发展，出现了各种各样的软件，他们对我们的发展科技起着重要的作用。

众所周知，电力是一个国家永远关注的话题。

 同时也是每个国家必不可少的。

电在我们生活中起着特别重要的作用，他给我们带来了光明，没有了电力我们的世界就是一片的黑暗。

我们的生活处处需要用到电，如日光灯的照明，电话的使用，电脑的应用，发电机，电动机等的使用，都是离不开电的，如果没有了电，我们将无法生存，我们的科技将要落后，这样是多么的可怕啊。

就像是我们的生活中缺少了水资源一样，我们是无法生存的。

因此，我们一定要认识到电力的作用，并且保护它。

所以我们要知道电力系统的重要性，电力系统是产生和分配消耗电能的，

电力系统——是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷组成的。

是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。

电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。

动力系统——在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。

总装机容量——指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。

年发电量——指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。

 最大负荷——指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。

 额定频率——按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。

最高电压等级——是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压 火电：

锅炉－汽轮机－发电机　水电：

水库－水轮机－发电机　核电：

核反应堆－汽轮机－发电机　其它：

如风能、地热能、太阳能、潮汐等。

随着电力系统的发展，我们需要电力系统和计算机相互结合，在计算机功能软件上实现电力系统图的绘画，参数的确定，总负荷容量等设计，电力网络各节点短路故障的计算，实现电力系统图形的仿真等，PowerWorld是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序，PowerWorld可视化程序确切地说是多个产品的集成。

它的核心是一个综合的、强大的潮流计算的软件，它可以有效地求解多达100,000个节点的大型复杂电力系统。

这使得PowerWorld作为一个独立的潮流分析软件包十分有用。

与其他同类商业应用软件不同的是：

PowerWorld允许用户通过可缩放的彩色动画单线图来模拟一个系统。

在PowerWorld可视化分析程序中，输电线路的投切、负荷调整、发电机的投退及其各种功能切换以及联络线的建立等等，这一切只需点击鼠标就可完成。

此外，图形和动画演示的广泛使用增加了用户对系统特性、存在的问题和限制条件的理解.并且知道如何采取补救措施。

PowerWorld提供了极为方便的模拟电力系统时间特性的工具。

同样它可以可视化地显示负荷、发电量和联络线功率随时间的变化，以及因此产生的系统运行状况的变化。

这项功能在解释例如电网扩建引起网络结构变化等问题上十分有用。

第二章PowerWorld软件

2.1PowerWorld的介绍

PowerWorld仿真器是美国伊利诺伊大学电气及计算机工程系开发的个基于潮流计算的可视化仿真软件,其强大的对电力系统分析能力及其可视化环境,以及良好的交互性,交互能力和图形化法等特点,使它在胜任严谨的工程分析的同时,适用于向非专业人员演示杂的电力系统运行并计算。

PowerWorld是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序，其设计特点是用户界面友好以及优异的交互性能。

交互能力和可视化方法使它在胜任严谨的电网运行分析的同时，还可以用来向非专业人员阐明电力系统的运行原理和进行专业培训。

V11.0版的PowerWorld集电力系统潮流计算、灵敏度分析、静态安全分析、短路电流计算、经济调度EDC/AGC，最优潮流OPF、无功优化，GIS等。

2.2PowerWorld功能

2.2.1PowerWorld的主要功能

潮流计算、故障分析、电压稳定性分析、最优潮流、事故分析、线性分析、可用传输容量分析等。

2.2.2PowerWorld的基本功能

PowerWorld有两种重要的操作模式，编辑模式和运行模式。

编辑模式用来创建新模型，绘画样列或修改己存在的工程示例；而运行模式则用来模拟演示实际系统，使用程序具有的各种先进的工具对所建立的电力系统模型进行各种可视化分析。

通过点击程序栏的编辑模式和运行模式按钮，可在两者之间随意切换。

每种模式下菜单中的命令不同。

（1）编辑模式下绘制个图形的图形

（2）运行模式下的菜单图形

2.2.3PowerWorld的高级功能

PowerWorld可视化分析程序还提供方便快捷的局部菜单，主要有限值监视设定、越限后文本区自动改变颜色、可视化显示内容和参数设定、全屏切换显示和分屏耦合显示、快速查找和定位、鹰眼漫游、负荷预测可视化、考虑气候变化的系统运行状态分析、用户自定义界面、新的插入模板、母线颜色自动选择、动画率可调、饼图和线路颜色的协调等功能。

另外还包括潮流计算收敛性加速算法设定、缺省绘图值功能、过滤选项、常用表达的定义、移相器建模、直流线路建模、在线帮助、系统数据导入导出、自动插入和外挂用户自编程序扩展标准接口等高级功能。

第三章实例及及PowerWorld下仿真

3.1实例题及其计算过程

如图所示110kV闭式电网，A点为某发电厂的高压母线，其运行电压为117kV。

网络各组件参数为：

线路Ⅰ、Ⅱ（每公里）：

r0=0.27Ω，x0=0.423Ω，b0=2.69×10-6S

线路Ⅲ（每公里）：

r0=0.45Ω，x0=0.44Ω，b0=2.58×10-6S

线路Ⅰ长度60km，线路Ⅱ长度50km，线路Ⅲ长度40km

变电所b，，，

变电所c，，，

负荷功率，

试求电力网络的功率分布及最大电压损耗。

110kV闭式电网

计算过程：

解

（1）计算网络参数及制定等值电路。

线路Ⅰ：

线路Ⅱ：

线路Ⅱ：

变电所b：

变电所b：

等值电路如图所示

（2）计算节点b和c的运算负荷。

（3）计算闭式网络的功率分布。

可见，计算结果误差很小，无需重算。

取继续进行计算。

由此得到功率初分布，如图所示。

（4）计算电压损耗。

由于线路Ⅰ和Ⅲ的功率均流向节点b，故节点b为功率分点，且有功功率分点和无功功率分点都在b点，因此这点的电压最低。

为了计算线路Ⅰ的电压损耗，要用A点的电压和功率。

变电所b高压母线的实际电压为

3.2PowerWorld下的仿真

（1）图形的绘画

绘画节点并选择节点的相关信息，绘画发电机并选择发电机的有功出力和无功出力，设计发电机的参数，绘画线路，并根据题意计算线路的电阻电抗电纳等的相关信息，绘画变压器及确定变压器的相关参数，绘画负荷及负荷的相关信息。

绘制好的图形如下:

（2）运行下的图形

绘制图形之后，在运行模式下运行，运行图如下：

（3）调出日志信息

运行终止后调出日志信息如图：

（4）节点短路，相间短路计算如图

（5）各节点信息如图：

（6）负荷信息如图：

（7）支路支路参数如图：

（8）支路状态如图：

（9）潮流列表如图：

第四章课设心得

通过学习了课程设计，使我明白了很多，懂得了很多，明白了不只应该学更应该习，我们应该把我们学到的知识用出去，而且要讲明白用明白，要不学到了，不会用，那就是学了没有习，那用就没戏，也没有用。

通过这次课程设计，我明白了自己动手、脑的重要性，在课程设计中，自己按照题来画图，自己动手动脑，虽然出了很多错误，但是最终查出来错误，一遍又一遍的修改，正所谓失败乃成功之母，经过一系列的失败最终成功，那种心情真的很好，所以，我明白了生活中我们应该面带微笑的面对失败与挫折，我们一个个战胜他们，那样我们的人生才会有激情，不会平平淡淡，庸庸碌碌。

开始课程设计的时候，我便自行学习了PowerWorld软件的功能及其操作方法，在参阅资料的时候，我遇到不解和困惑，在这其中，我既要自己动手操作软件还要理解软件功能的介绍。

在此之前我从没有接触过PowerWorld软件，我学起来自然是很吃力的。

但经过我和同学的研究探讨，我终于利的完成了课设内容。

在此次课程设计过程中，我不仅要掌握用PowerWorld软件进行系统仿真电路的连接，还要掌握该系统的运行模式，在运行模式中可以进行潮流计算、故障分析、电压稳定性分析、最优潮流、事故分析、线性分析、可用传输容量分析等。

这样可以直接计算出想要得到的结果，方便于我们以后在工作中的计算及系统的设计。

虽然我在这两周的课程设计所学到的东西只是皮毛，只是对它有了一个初步的了解，但是在以后的日子中会把所有内容都掌握了解的。

通过这次课程设计，我也明白了实践的重要性，实践出真知，纵观古今，所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。

没有足够的动手能力，在未来的社会中是无法立足的我们不应该只学习理论，更应该实践，达到理论实践相结合，那样才能更好的利用我们学到的知识，空有理论是不行的，正如赵括的纸上谈兵，这就是个很好的例子，所以我希望以后能有更多的像这样实践的机会，一是能学习到新的知识，二是也能把我们所学的理论应用出去，三是也能让我们亲自检验书本上的知识为什么就那样是对的，正如实践是检验真理的唯一标准，所以希望能有更多实践的机会。

那样才能更加适应社会，才能不被社会淘汰，才能更好的发挥我们应有的光彩，为祖国贡献我们的力量。

综上，在这次课程设计中我明白、了解、懂了很多很多，感触很深，所以以