电力系统分析李明哲.docx

1、电力系统分析李明哲辽宁工程技术大学 电力系统分析 课程设计 设 计 题 目 城市供电网规划设计 指 导 教 师 刘健辰 院（系、部） 电气与控制工程学院 专 业 班 级 电气工程及其自动化13级2班 学 号 1305040210 姓 名 李明哲 日 期 2016.07.04 课程设计标准评分模板课程设计成绩评定表学期2015/2016第2学期姓名李明哲专业电气工程及其自动化班级13级2班课程名称电力系统课设设计设计题目城市供电网规划设计 成绩 评分项目优良中及格不及格设计表现1.设计态度非常认真认真较认真一般不认真2.设计纪律严格遵守遵守基本遵守少量违反严重违反3.独立工作能力强较强能独立设计

2、完成基本独立设计完成不能独立设计完成4.上交设计时间提早或按时按时迟交半天迟交一天迟交一天以上设计说明书5.设计内容设计思路清晰，结构方案良好，设计参数选择正确，条理清楚，内容完整，结果正确设计思路清晰，结构方案合理，设计参数选择正确，条理清楚，内容较完整，极少量错误设计思路较清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有少量错误设计思路基本清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，调理清楚，内容基本完整，有些错误设计思路不清晰，结构方案不合理，关键设计参数选择有错误，调理清楚，内容不完整，有明显错误6.设计书写、字体、排版规范、整洁、有条理，排版很好较规范、整洁

3、、有条理，个别排版有问题基本规范、整洁、有条理，个别排版有问题基本规范、整洁、有条理，排版有问题较多不规范、不整洁、无条理，排版有问题很大7.封面、目录、参考文献完整较完整基本完整缺项较多不完整图纸8.绘图效果很出色较出色一般较差很差9.布局合理、美观较合理基本合理有些混乱布局混乱10.绘图工程标准符合标准较符合标准基本符合标准个别不符合标准完全不符合标准评定说明：不及格标准：设计内容一项否决制，即5为不及格，整个设计不及格，其他4项否决；优、良、中、及格标准：以设计内容为主体，其他项超过三分之一为评定标准，否则评定为下一等级；如优秀评定，设计内容要符合5，其余九项要有4项符合才能评定为优，否

4、则评定为良好，以此类推。最终成绩： 评定教师签字：电力系统分析课程设计 任务书本次课程设计的目的在于通过对于一个复杂的城市供电网进行规划设计，巩固和运用潮流计算理论知识，掌握静态安全性分析的一般原则和方法，熟悉潮流计算软件的使用方法，尝试进行详细的经济性分析，培养学生分析和解决实际复杂问题的能力。城市供电网单线图如下：设计目标和要求：设计目标为在城市东部新建一所变电站（AMA69），要求：（1） 总投资最小。总投资为建设成本加上未来五年内新增网损的费用（如果新增网损为负值，则减去未来五年内新增网损的费用）。（2） 确保变电站投入运行后，整个电网在正常状态和事故时都能安全运行。（3） 详细分析每

5、一种可能方案的计算结果，讨论原因，最终提出最佳方案。设计说明书内容：1、任务书2、对未加入AMA69前的系统，进行潮流计算，根据计算结果，分析系统中线路潮流和节点电压是否均在正常范围内。 3、针对单条线路或单个变压器退出运行的情况，进行事故下潮流计算（即N-1安全性分析）。根据计算结果，分析可能出现的越限原因。4、选择线路方案，将变电站AMA69接入系统。根据潮流计算和安全性分析结果，比较不同设计方案的优劣，最终提出最优方案。5、结论计算用数据：1、 可用输电走廊输电走廊长度/mileAMA到JO4.5AMA到LYNN5AMA到ROGEN8AMA到WOLEN11AMA到SHIMKO4BOB到S

6、HIMKO6.2WOLEN到SHIMKO12SAVOY到SHIMKO62、 输电线路成本(69KV和138KV)新增线路成本包括固定成本和变动成本两部分。固定成本包括购买和安装断路器、继电器和改变变电站母线结构的费用。138KV输电线的固定成本大约为10万元，69KV输电线的固定成本大约为5万元。变动成本由输电线路的型号和长度决定。线路参数见班级列表。导线类型电阻/mile电抗/mile并联电纳/mile额定电流A138KV 线路万元/mile69KV线路万元/mileRook见班级列表77018123、 变压器成本(138KV /69KV)变压器成本包括与之相连的断路器、继电保护以及安装费用

7、。101MVA 87万元187MVA 115万元假定任何新增变压器在基准容量100MVA下的标幺电阻为0.0025，标幺电抗为0.04。4、 母线组成本新建69KV 变电站 25万元新建138KV/69KV 变电站 40万元69KV变电站改建为138KV变电站 20万元其他说明：（1） 现有的69KV变电站可以容纳138KV/69KV变压器。（2） AMA负荷侧电压等级为69KV，新建变电站站址面积满足138KV/69KV变压器安装要求。（3） 发电机、并联电容器、变压器分接头等不允许改变。（4） 五年内系统网损保持不变。电价为55元/MW.h。电气13-2班数据（mile）组号姓名电阻/mi

8、le电抗/mile并联容抗/mile1李明哲0.1700.4191.6851120.1680.4161.6822230.1660.4121.6813340.1640.4131.6834450.1620.4151.68655目录1、分析未加入AMA69前的系统11.1节点电压情况11.2潮流分析情况21.2.1变压器运行情况分析41.2.2线路运行情况分析52、静态安全分析63、选择AMA69接入方案74、结论 24摘要 电力系统规划作为电力人最基本的任务，对电网的可靠性，经济性和安全性都有着决定性的影响。对电力系统进行科学的分析规划并结合实际加以优化，是目前电力发展研究的热门问题之一。城市供电

9、方案设计的质量直接影响到城市供电的可靠性和经济型。城市电网规划设计许多方面也涉及很多问题，首先需要对电网进行运行分析，找出存在的隐患和问题，提出需要完善的内容，并在后续改造中逐步实施。其次，对未来需要加入或撤出的变电站进行安全可靠经济性分析，并考虑未来几年内的可变因素。进行科学高效的分析。提出应对方案，对未来系统的改建等提前做出准备。本设计要求对原有系统进行分析，并加入AMA69变电站，选择方案并分析，选择最好的方案关键词：城市供电网；规划改造；AMA69；可靠性；安全性；经济性；一、对未加入AMA69前的系统，进行潮流计算，根据计算结果，分析系统中线路潮流和节点电压是否均在正常范围内。潮流计

10、算，作为电力系统稳态分析中最基本、最常用的计算，现在已经发展成为电力系统规划设计、发电调度以及安全性和可靠性分析的基础，同时也是各种电磁暂态和机电暂态分析的基础和出发点。潮流计算后的系统运行图1.1 节点电压情况正常运行下，节点电压信息如下名称基准电压标幺电压实际电压相角名称基准电压标幺电压实际电压相角TIM3453451.02525353.71-15.84HALE69691.003369.227-23MORO1381381.00571138.787-20.05HISKY69691.0053169.367-23.11HOMER69691.008969.614-23.55JO3453451.03

11、355.35-12.8RAY69691.0196670.357-20.06JO1381381.0245141.381-15.39TIM69691.0173270.195-21.43BUCKY1381381.00796139.098-19.04FERNA69691.0043969.303-21.79SLACK3453451.03355.35-14.78WEBER69691.0088169.608-22.89SAVOY1381381.01056139.458-18.57UIUC69691.0065269.45-22.72SAVOY69691.0132469.914-20.1PETE69691.00

12、35769.246-23.25PATTEN69691.0048369.333-23.01PAI69691.0094669.653-22.15SLACK1381381.02542141.508-16.1HANNAH69691.0058669.404-24.3AMANDA69691.0044869.309-24.34GROSS69691.0099269.685-21.77RAY3453451.02519353.692-15.76SHIMKO69691.008469.58-22.41RAY1381381.01605140.215-18.11WOLEN69691.0027869.192-23.81TI

13、M1381381.00881139.215-19.82LAUF1381381.00375138.517-20.04BLT1381381.00013138.018-20.71LAUF69691.0270.38-22.16BLT69691.0169.69-22.65BOB1381380.99673137.548-20.7DEMAR69691.0010369.071-22.68BOB69691.0151570.045-23.05LYNN1381381.02363141.261-15.92ROGER69691.0270.38-20.96AMA6969000根据电力系统电压质量和无功电力管理规定第五条（

14、一）35KV及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%（二）10KV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的7%（三）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%第六条（1）发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1.500（330）KV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。2.发电厂220KV母线和500（330）KV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%+10%。3.发电厂和22

15、0kV变电站的110kV35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%+7%；事故运行方式时为系统额定电压的10%。4.带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）KV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%+7%。（二）特殊运行方式下的电压允许偏差值由调度部门确定。根据以上规定，345KV母线正常运行为1.01.1之间，即345379.5KV，138KV正常工作时1.01.1，即138151.8KV，69KV正常运行时为0.971.07，即66.9373.83KV所以，各电压等级（345KV、138KV、69KV）电压都维持在0.9961.026之间，不仅合

16、格率是百分之百，电压波动也并不大。1.2潮流分析情况正常运行方式下，系统有功损耗为9.7899MVA，该城市供电系统网负荷为808.7220MVA。此时，有功网损率为1.21%，可以看出，该城市网损较低。线路和变压器运行情况如下首端节点名称末端节点名称回路状态是否变压器有功 首端无功 首端视在首端视在极限%视在极限max有功损耗无功损耗TIM345TIM1381ClosedYes115.829.2119.425047.80.148.45TIM345SLACK3451ClosedNo-115.8-29.2119.4597200.15-16.99MORO138TIM1381ClosedNo-12.

17、3-7.814.62336.20.01-1.77MORO138LAUF1381ClosedNo02.82.82331.80-1.36HOMER69HANNAH691ClosedNo16.3-2.616.510216.20.080.05HOMER69LAUF691ClosedNo-30.3-0.630.3102300.310.58RAY69FERNA691ClosedNo40.62.940.78249.70.541.14RAY69RAY1381ClosedYes-88.7-2.988.8186.747.70.083.46RAY69GROSS691ClosedNo31.3-2.531.47243.

18、60.380.69TIM69HISKY691ClosedNo41.45.441.811238.10.25-5.8TIM69TIM1382ClosedYes-70.7-77118738.20.052.45TIM69TIM1381ClosedYes-70.7-77118738.20.052.45TIM69PAI691ClosedNo20.35.2218225.60.090.1TIM69HANNAH691ClosedNo56.7-356.710653.50.852.58FERNA69DEMAR691ClosedNo17.1-0.417.190190.060.09WEBER69LAUF691Close

19、dNo-17.4-6.918.78123.10.13-4.61WEBER69PATTEN691ClosedNo5.24.16.6729.20.01-0.09UIUC69BLT693ClosedNo-37.3-7.4387749.40.12-2.11UIUC69BLT692ClosedNo-37.5-7.538.27749.60.12-2.1UIUC69BLT691ClosedNo-37.9-7.538.67750.10.12-2.07UIUC69HALE691ClosedNo17.6-1.117.77423.90.06-2.14UIUC69PETE691ClosedNo36.7-0.136.7

20、9339.50.1-1.74PETE69HISKY691ClosedNo-21.2-9.723.311220.80.02-4.58PAI69GROSS691ClosedNo-12.68.114.95030.10.06-0.12HANNAH69AMANDA692ClosedNo13.5-113.668200.02-2.55HANNAH69AMANDA691ClosedNo13.5-113.668200.02-2.55SHIMKO69ROGER691ClosedNo-32.93.433.18240.80.460.73SHIMKO69BOB691OpenNo00082000SHIMKO69PATTE

21、N691ClosedNo17.6-1.117.77224.50.070.07WOLEN69BOB692ClosedNo-37.2-13.439.57255.20.28-0.14WOLEN69BOB691ClosedNo-37.2-13.439.67255.30.28-0.11HALE69LAUF691ClosedNo-18.7-9.320.98225.80.170.23JO345JO1382ClosedYes9411.694.722043.10.074.31JO345JO1381ClosedYes9411.694.722043.10.074.31JO138LAUF1381ClosedNo67.

22、57.76819135.60.831.92BUCKY138LAUF1381ClosedNo40.52.640.619121.30.12-0.53BUCKY138SAVOY1381ClosedNo-63.9-8.864.519133.80.090.14SLACK345RAY3451ClosedNo16829170.559728.80.21-9.32SLACK345JO3451ClosedNo-111.7-9112.160019.10.27-33.26SAVOY138JO1381ClosedNo-101.6-4.4101.719153.91.044.06SAVOY69ROGER691ClosedN

23、o9.6-11.6158218.30.11-0.04SAVOY69SAVOY1381ClosedYes-37.65.63810137.60.041.02SLACK138LYNN1381ClosedNo-3.61.94.11005.30-2SLACK138RAY1381ClosedNo51.45.951.728817.90.260.02SLACK138SLACK3451ClosedYes-47.7-7.848.422022.10.021.14RAY138BOB1381ClosedNo91.225.194.623340.60.683.01RAY138TIM1381ClosedNo38.4338.5

24、23316.50.17-1.14RAY138RAY3452ClosedYes-83.6-14.384.822438.40.074.87RAY138RAY3451ClosedYes-83.8-14.38522438.50.074.9LAUF69LAUF1382ClosedYes-54.6-454.810154.60.072.67LAUF69LAUF1381ClosedYes-52.2-3.952.410152.20.072.43BOB138BLT1381ClosedNo-12.3-53.454.818529.60.05-15.81BOB69BLT691ClosedNo-12.215.719.9105250.08-7.44BOB69BOB1381ClosedYes-102.6-68.8123.518768.20.176.77BLT69DEMAR691ClosedNo5.76.78.85017.50.050.03BLT69BLT1381ClosedYes-68.12371.8187