电力系统课设.docx
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电力系统课设
燕山大学
课程设计说明书
题目：
电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析
（一）
学院（系）：
电气工程学院
年级专业：
10级电力系统及其自动化
学号：
100103030114
学生姓名：
王动亮
指导教师：
董杰董海燕
教师职称：
讲师讲师
电气工程学院《课程设计》任务书
课程名称：
《电力系统分析》
基层教学单位：
电力工程系指导教师：
董杰董海燕
学号
100103030114
学生姓名
王动亮
（专业）班级
10电力3班
设计题目
电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析
（一）
设
计
技
术
参
数
某系统由三个发电厂和三个负荷点组成，如图所示。
输电系统电压等级为110kV，负荷额定功率标示如图。
节点2-4距离为50km，2-6为80km，2-7为35km，2-8为60km，2-9为30km，4-6为30km，4-7为40km，4-8为30km，4-9为55km，6-7为50km，6-8为30km，6-9为20km，7-8为45km，7-9为50km，8-9为65km。
可选导线型号和单位长度导线参数如表所示。
变压器电抗为标么值，基准功率为100MW，基准电压为110kV。
设
计
要
求
设计的供电网络应保证当系统中任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。
运用PowerWorld软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。
计算容许误差为10－5。
最后将最终结果列表在报告中。
参
考
资
料
夏道止，《电力系统分析》，中国电力出版社，2004年
陈珩，《电力系统稳态分析》，中国电力出版社，1995年
李光琦，《电力系统暂态分析》，中国电力出版社，1995年
周次
第一周
应
完
成
内
容
设计系统的接线形式，选择线路参数。
对设计的电网结构进行静态安全分析，判断系统运行的薄弱环节。
计算系统潮流分布，分析网络损耗。
计算某一母线和线路不同短路类型情况下的短路电流，对比分析不同类型短路情况下对母线电压、线路电流和发电机的影响。
进行暂态稳定性分析，确定系统在较严重事故情况下的临界切除故障时间，撰写课程设计报告、答辩。
指导教
师签字
基层教学单位主任签字
说明：
任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院
目录
第1章设计说明
1.1设计技术参数
1.2设计要求
第2章设计原理及分析
2.1设计原理
2.2应用PowerWorld设计的原理图
第3章静态安全分析
第4章系统潮流分布及网络损耗
4.1负荷节点和线路参数
4.2发电机支路状态变压器控制参数
第5章短路电流及短路故障
5.1节点短路
5.1.1单相接地
5.1.2两相接地
5.1.3三相对称
5.1.4相间短路
5.2线路短路
5.2.1单相接地
5.2.2两相接地
5.2.3三相对称
5.2.4相间短路
第6章暂态稳定性分析
6.1系统接入故障后稳定性分析
第7章心得体会
参考文献
第1章设计说明
1.1设计技术参数
发电机参数：
G1：
SN=150MVA，
，H=9.36s，D=10.0
G2：
SN=80MVA，
，H=5.24s，D=3.8
G3：
SN=100MVA，
，H=7.33s，D=4.5
导线型号
r1（Ω/km）
x1（Ω/km）
b1×10-6（S/km）
LGJ-150
0.210
0.416
2.74
1.2设计要求
设计的供电网络应保证当系统中任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。
运用PowerWorld软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。
计算容许误差为10－5。
最后将最终结果列表在报告中。
第2章设计原理及分析
2.1设计原理
根据设计要求，需保证任意一条线路出现故障时，每个负荷均不断电，因此必须保证每个节点处同时至少连接两条线路，当一条线路断开时发电机可过另一条线路给负荷供电，设计如下图。
2.2应用POWERWORLD软件设计的原理图
电路图
第3章静态安全分
安全分析，是用预想事故的分析方法来预知系统是否存在安全隐患，以便及早采取相应的措施防止系统发生大的事故。
静态安全分析可判断发生预想事故后系统是否会过负荷或电压越限。
标签
跳过
已处理
已求解
电气负荷
发电机有功
绘制QV曲线
越限
最大支路越限
T_000011
NO
YES
YES
NO
1
128.1
L_000022
NO
YES
YES
NO
0
L_000033
NO
YES
YES
NO
0
L_000022
NO
YES
YES
NO
0
L_000022
NO
YES
YES
NO
0
L_000022
NO
YES
YES
NO
0
T_000033
NO
YES
YES
40
NO
0
L_000044
NO
YES
YES
NO
0
L_000044
NO
YES
YES
NO
0
L_000044
NO
YES
YES
NO
0
L_000044
NO
YES
YES
NO
0
T_000055
NO
YES
YES
50
NO
0
L_000066
NO
YES
YES
NO
0
L_000066
NO
YES
YES
NO
0
L_000066
NO
YES
YES
NO
0
L_000077
NO
YES
YES
NO
0
B_000011
NO
YES
YES
NO
1
128.1
B_000022
NO
YES
YES
3
NO
1
125.9
B_000033
NO
YES
YES
40
NO
0
B_000044
NO
YES
YES
5
40
NO
0
B_000055
NO
YES
YES
50
NO
0
B_000066
NO
YES
YES
1.5
50
NO
0
B_000077
NO
YES
YES
50
NO
0
B_000088
NO
YES
YES
45
NO
0
B_000099
NO
YES
YES
70
NO
0
静态安全分析结果：
完成3个越限和0不可求解事故.恢复初始状态。
第4章系统潮流计算
4.1.负荷参数
编号
名称节点
状态
有功
无功
视在功率
恒功率有功负荷
恒功率无功负荷
2
2
Closed
3
0.5
3.04
3
0.5
4
4
Closed
5
1
5.1
5
1
6
6
Closed
1.5
0.3
1.53
1.5
0.3
7
7
Closed
50
5
50.25
50
5
8
8
Closed
45
5
45.28
45
5
9
9
Closed
70
7
70.35
70
7
节点
名称
基准电压
标幺电压
实际电压
相角（度）
有功负荷
无功负荷
发电机有功
发电机无功
1
110
1
110
20.78
86.85
1.52
2
110
0.95309
104.84
17.35
3
0.5
3
110
1
110
17.99
40
5.94
4
110
0.94905
104.395
16.5
5
1
5
110
1
110
18.25
50
7.38
6
110
0.94844
104.328
16.44
1.5
0.3
7
110
0.93666
103.033
15.38
50
5
8
110
0.93793
103.172
15.47
45
5
9
110
0.93496
102.845
15.28
70
7
4.2发电机参数
节点
状态
有功出力
无功出力
AGC
AVR
最大有功
最大无功
1
Closed
86.79
1.53
YES
YES
1000
9900
3
Closed
40.05
5.92
NO
NO
1000
9900
5
Closed
50
7.38
YES
YES
1000
9900
支路参数
首端节点
末端节点
状态
R
X
B
极限AMVA
极限BMVA
极限CMVA
1
2
Closed
0
0.0625
0
0
100
0
2
4
Closed
0.08669
0.17184
0.0166
100
0
0
2
6
Closed
0.13851
0.27479
0.0265
100
0
0
2
7
Closed
0.06072
0.12031
0.0116
100
0
0
2
8
Closed
0.10399
0.20618
0.0199
100
0
0
2
9
Closed
0.05205
0.10313
0.0099
100
0
0
3
4
Closed
0
0.0586
0
0
100
0
4
6
Closed
0.05205
0.10313
0.01
100
0
0
4
7
Closed
0.06938
0.13749
0.0133
100
0
0
4
8
Closed
0.05205
0.10313
0.01
100
0
0
4
9
Closed
0.09534
0.18901
0.0183
100
0
0
5
6
Closed
0
0.057
0
0
100
0
6
7
Closed
0.08669
0.17184
0.0166
100
0
0
6
8
Closed
0.05206
0.10313
0.0101
100
0
0
6
9
Closed
0.03471
0.06876
0.0067
100
0
0
7
8
Closed
0.07804
0.15467
0.015
100
0
0
支路状态
首端
末端
状态
有功首端
无功首端
视在功率首端
视在功率极限
视在功率极限
有功损耗
无功损耗
1
2
Closed
86.8
1.5
86.8
0
0
0
5.19
2
4
Closed
7.1
-2
7.4
100
7.4
0.05
-1.4
2
6
Closed
4.8
-2
5.2
100
5.2
0.04
-2.32
2
7
Closed
25.8
-0.1
25.8
100
25.8
0.44
-0.16
2
8
Closed
14.3
-0.9
14.3
100
14.3
0.23
-1.32
2
9
Closed
31.8
0.8
31.8
100
31.8
0.58
0.27
3
4
Closed
40.1
5.9
40.5
0
0
0
1.06
4
6
Closed
1
-0.4
1.1
100
1.1
0
-0.9
4
7
Closed
13.6
1.2
13.7
100
13.7
0.15
-0.89
4
8
Closed
16.6
1.5
16.7
100
16.7
0.16
-0.57
4
9
Closed
10.9
0.9
10.9
100
11
0.13
-1.37
5
6
Closed
50
7.4
50.5
0
0
0
1.61
6
7
Closed
10.3
0.6
10.3
100
10.4
0.1
-1.27
6
8
Closed
15.6
1.4
15.7
100
15.7
0.14
-0.61
6
9
Closed
28.4
4.2
28.7
100
28.7
0.32
0.04
变压器控制
首端节点
末端节点
变比
调节误差
最小调节量
最大调节量
最小变比
最大变比
档距
1
2
1.05
-0.51
0.51
1.5
0.51
1.5
0.00625
3
4
1.05
-0.51
0.51
1.5
0.51
1.5
0.00625
5
6
1.05
-0.51
0.51
1.5
0.51
1.5
0.00625
第5章短路分析及短路电流（选取7号节点）
5.1节点短路计算
5.1.1单相接地
5.1.1.1节点参数
编号
名称
相电压A
相电压B
相电压C
相角A
相角B
相角C
1
1
0.24513
1.16946
0.91015
10.72
-119.1
128.71
2
2
0.17888
1.12441
0.85332
-3.38
-121.96
125.6
3
3
0.23778
1.16903
0.90232
-0.72
-121.47
125.69
4
4
0.17649
1.11982
0.84691
-7.98
-122.65
124.69
5
5
0.2429
1.16968
0.90168
0.46
-121.19
125.97
6
6
0.18207
1.1194
0.84496
-7.92
-122.64
124.61
7
7
0
1.13976
0.87301
0
-126.42
126.91
8
8
0.1385
1.1198
0.84135
-10.47
-124.2
124.73
9
9
0.17543
1.11253
0.82881
-10.98
-123.76
124.01
5.1.1.2发电机参数
编号
节点
名称
节点
相电流A
相电流B
相电流C
相角A
相角B
相角C
1
1
1.12961
0.86371
0.73942
-43.27
-109.72
111.02
3
3
0.91028
0.38955
0.31537
-67.27
-106.44
85.32
5
5
0.96359
0.4824
0.40957
-62.13
-111.09
91.1
5.1.1.3负荷参数
编号
节点
名称节点
ID
相电流A
相电流B
相电流C
2
2
1
0.01639
0.03051
0.02703
4
4
1
0.02735
0.05117
0.04567
6
6
1
0.00826
0.01537
0.01371
7
7
1
0.23307
0.50871
0.4473
8
8
1
0.23906
0.45976
0.40834
9
9
1
0.38534
0.71786
0.63887
5.1.1.2线路参数
首端节点
末端节点
相电流A首端
相电流B首端
相电流C首端
相电流A末端
相电流B末端
相电流C末端
1
2
1.12961
0.86371
0.73942
1.18609
0.9069
0.77639
2
4
0.07577
0.07807
0.07637
0.07498
0.07512
0.0759
2
6
0.04745
0.05629
0.0497
0.04495
0.05062
0.05005
2
7
0.89717
0.26702
0.22529
0.89807
0.26404
0.22889
2
8
0.1499
0.1501
0.12586
0.15137
0.14584
0.13085
2
9
0.20644
0.3276
0.28549
0.20594
0.32588
0.28829
3
4
0.91028
0.38955
0.31537
0.95579
0.40902
0.33114
4
6
0.03514
0.01566
0.00402
0.03359
0.0094
0.01115
4
7
0.76326
0.13939
0.11276
0.7643
0.13553
0.11984
4
8
0.22868
0.16986
0.14065
0.22985
0.16749
0.14532
4
9
0.04447
0.11108
0.09183
0.04348
0.10797
0.10053
5
6
0.96359
0.4824
0.40957
1.01177
0.50652
0.43005
6
7
0.63083
0.10593
0.08503
0.63217
0.10163
0.09361
6
8
0.26246
0.15927
0.1344
0.26369
0.15724
0.13893
6
9
0.14204
0.28525
0.25283
0.1421
0.28433
0.25592
7
8
0.53163
0.00892
0.01636
0.5307
0.01642
0.00431
5.1.2相间短路
5.1.2.1节电参数
编号
名称
相电压A
相电压B
相电压C
相角A
相角B
相角C
1
1
1
0.47271
0.58374
0.01
-159
163.15
2
2
0.95308
0.47322
0.5067
-3.42
-169.5
163.6
3
3
0.99999
0.50305
0.55024
-2.77
-163.6
159.75
4
4
0.94905
0.48076
0.49389
-4.26
-170.92
162.75
5
5
1
0.49901
0.5567
-2.52
-162.73
159.82
6
6
0.94843
0.47969
0.4963
-4.33
-170.44
162.26
7
7
0.93666
0.46833
0.46833
-5.39
174.61
174.61
8
8
0.93793
0.46949
0.48498
-5.3
-174.44
164.19
9
9
0.93495
0.47015
0.49133
-5.48
-171.69
161.33
5.1.2.2线路参数
首端
节点
末端
节点
相电流A首端
相电流B首端
相电流C首端
相电流A末端
相电流B末端
相电流C末端
1
2
0.86807
1.3335
0.75303
0.91147
1.40018
0.79068
2
4
0.07772
0.07623
0.07466
0.07479
0.06942
0.0792
2
6
0.05476
0.03882
0.04957
0.05064
0.02729
0.05294
2
7
0.27035
0.96731
0.74736
0.27035
0.96505
0.75162
2
8
0.15005
0.17831
0.09171
0.14979
0.17487
0.1013
2
9
0.33383
0.15901
0.21658
0.33403
0.15764
0.21752
3
4
0.40486
0.99616
0.65426
0.42511
1.04597
0.68697
4
6
0.01127
0.03433
0.04436
0.01178
0.03752
0.04024
4
7
0.14409
0.78116
0.66377
0.14561
0.77893
0.66797
4
8
0.17603
0.27108
0.12892
0.17706
0.27062
0.13328
4
9
0.11485
0.0563
0.06048
0.11733
0.06092
0.05815
5
6
0.50542
1.07512
0.67401
0.53069
1.12887
0.70771
6
7
0.10878
0.64444
0.55507
0.11072
0.64159
0.56039
6
8
0.16552
0.30028
0.17093
0.16659
0.29947
0.17528
6
9
0.3023
0.18229
0.12281
0.30324
0.18316
0.12309
7
8
0.01455
0.51476
0.51082
0.01156
0.51784
0.50646
5.1.2.3发电机参数
编号
节点
名称
节点
相电流A
相电流B
相电流C
相角A
相角B
相角C
1
1
0.86807
1.3335
0.75303
-1
-149.06
68.51
3
3
0.40486
0.99616
0.65426
-11.18
-165.7
29.73
5
5
0.50542
1.07512
0.67401
-10.92
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