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
辽宁工程技术大学
电力系统分析课程设计
设计题目9节点电力网络潮流计算
指导教师
院(系、部)电气与控制工程学院
专业班级
学号
姓名
日期
电气工程系课程设计标准评分模板
课程设计成绩评定表
学期
姓名
专业
电气工程及其自动化
班级
课程名称
电力系统分析
设计题目
9节点电力网络潮流计算
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、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,否则评定为良好,以此类推。
最终成绩:
评定教师签字:
目录
1电力系统分析课程设计任务书-1-
2PSASP软件简介及牛顿拉夫逊潮流计算简介-4-
2.1PSASP软件简介-4-
2.2牛顿-拉夫逊潮流计算简介-4-
3单线图及元件数据-5-
3.1单线图-5-
3.2元件数据-5-
3.2.1母线数据报表-5-
3.2.2节点数据报表-6-
3.2.3交流线数据报表-6-
3.2.4两绕组变压器数据表-6-
3.2.5发电机数据报表-7-
3.2.6负荷数据报表-7-
4潮流计算结果-8-
4.1潮流计算结果图-8-
4.2潮流计算结果报表-8-
4.2.1潮流计算摘要信息报表-8-
4.2.2物理母线-9-
4.2.3结果综述报表-9-
4.2.4发电机-10-
4.2.5负荷结果报表-10-
4.2.6交流线结果报表-10-
4.2.7两绕组变压器结果报表-11-
5结论-12-
6参考文献-13-
1电力系统分析课程设计任务书
9节点系统单线图如下:
基本数据如下:
表1母线数据
母线名
基准电压
区域号
电压上限
电压下限
发电1
16.5000
2
18.1500
14.8500
发电2
18.000
1
19.800
16.2000
发电3
13.8000
1
15.1800
12.4200
GEN1-230
230.000
2
0.0000
0.0000
GEN2-230
230.000
1
0.0000
0.0000
GEN3-230
230.000
1
0.0000
0.0000
STNA-230
230.000
2
0.0000
0.0000
STNB-230
230.000
2
0.0000
0.0000
STNC-230
230.000
1
0.0000
0.0000
表2交流线数据
数据组
I侧母线
J侧母线
编号
所属区域
单位
正序电阻
正序电抗
正序充电电纳的1/2
常规
GEN1-230
STNA-230
1
I侧
标么
0.010000
0.085000
0.088000
常规
STNA-230
GEN2-230
2
I侧
标么
0.032000
0.161000
0.153000
常规
GEN2-230
STNC-230
3
I侧
标么
0.008500
0.072000
0.074500
常规
STNC-230
GEN3-230
4
I侧
标么
0.011900
0.100800
0.104500
常规
GEN3-230
STNB-230
5
I侧
标么
0.039000
0.170000
0.179000
常规
STNB-230
GEN1-230
6
I侧
标么
0.017000
0.092000
0.079000
表3双绕组变压器数据
数据组
I侧线母线
J侧母线
编号
连接方式
单位
正序电阻
正序电抗
常规
发电1
GEN1-230
7
三角形/星形接地
标么
0.000
0.05760
常规
发电2
GEN2-230
8
三角形/星形接地
标么
0.000
0.06250
常规
发电3
GEN3-230
9
三角形/星形接地
标么
0.000
0.05860
双绕组变压器数据(续表)
激磁
电导
激磁
电纳
变比
I侧主抽头电压
J侧主抽头电压
J侧抽头级差
J侧抽头位置
J侧最大抽头电压
J侧最小抽头电压
0.000
0.000
1.00
16.5
230.0
1.25
9
253.00
207.00
0.000
0.000
1.00
18.0
230.0
2.5
3
241.50
218.50
0.000
0.000
1.00
13.8
230.0
2.5
3
241.50
218.50
表4发电机数据
数据组
母线名
母线
类型
单位
额定容量(MVA)
额定功率(MW)
有功发电
无功发电
母线电压幅值
母线电压相角
常规
发电1
Vθ
标么
100.0
222.75
0.000
0.00
1.0400
0.00
常规
发电2
PV
标么
100.0
172.8
1.630
1.00
1.0250
0.00
常规
发电3
PV
标么
100.0
115.2
0.850
1.00
1.0250
0.00
负荷数据
数据组
母线名
编号
母线类型
单位
有功负荷
无功负荷
常规
STNA-230
300
PQ
标么
1.250
0.500
常规
STNB-230
301
PQ
标么
0.900
0.300
常规
STNC-230
302
PQ
标么
1.000
0.350
表5区域数据
区域名
区域号
区域-1
1
区域-2
2
设计要求:
利用PSASP电力系统分析综合程序建立单线图程序,完成潮流分析计算,给出设计结果。
设计说明书内容:
1、任务书
2、PSASP软件简介及牛顿拉夫逊潮流计算简介
3、给出单线图及元件数据(从程序中导出)
4、给出潮流计算结果
5、结论
电气11-5班数据
序号
GEN2与STNC母线之间线路
GEN3与STNC母线之间线路
GEN2与STNA母线之间线路
GEN3与STNB母线之间线路
GEN1与STNA母线之间线路
GEN1与STNB母线之间线路
1
双回线路
2
双回线路
3
双回线路
4
双回线路
双回线路
5
双回线路
双回线路
6
双回线路
7
双回线路
8
双回线路
9
双回线路
双回线路
10
双回线路
双回线路
11
双回线路
双回线路
12
双回线路
双回线路
13
双回线路
14
双回线路
15
双回线路
双回线路
16
双回线路
双回线路
17
双回线路
双回线路
18
双回线路
双回线路
19
双回线路
双回线路
20
双回线路
双回线路
21
双回线路
双回线路
22
双回线路
双回线路
23
双回线路
双回线路
24
双回线路
双回线路
25
双回线路
双回线路
26
双回线路
双回线路
27
双回线路
双回线路
双回线路
28
双回线路
双回线路
双回线路
29
双回线路
双回线路
双回线路
2PSASP软件简介及牛顿拉夫逊潮流计算简介
2.1PSASP软件简介
PSASP是电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可行的规划设计方案的重要工具;是运行调度人员确定系统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施的有效手段;是科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题的得力助手;是高等院校用于教学和研究的软件设施。
基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持,PSASP可进行电力系统(输电、供电和配电系统)的各种计算分析。
包括:
稳态分析的潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等;故障分析的短路计算、复杂故障计算以及继电保护整定计算等;机电暂态分析的暂态稳定计算、直接法暂态稳定计算、电压稳定计算、小干扰稳定计算、动态等值、马达起动、控制系统参数优化与协调以及电磁-机电暂态分析的次同步谐振计算等。
2.2牛顿-拉夫逊潮流计算简介
电力系统潮流计算是电力系统运行和规划中最基本和最经常的计算,一般来说,各个母线所供负荷的功率是已知的,各个节点电压是未知的(平衡节点除外),可以根据网络结构形成节点导纳矩阵,然后由节点导纳矩阵和网络拓扑结构列写功率方程,由于功率方程里功率是已知的,电压的幅值和相角是未知的,这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。
为了便于用迭代法解方程组,需要将上述功率方程改写成功率平衡方程,并对功率平衡方程求偏导,得出对应的雅可比矩阵,给未知节点赋电压初值,一般为额定电压,将初值带入功率平衡方程,得到功率不平衡量,这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量(未知的)构成了误差方程,解误差方程,得到节点电压不平衡量,节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值,将新的初值带入原来的功率平衡方程,并重新形成雅可比矩阵,然后计算新的电压不平衡量,这样不断迭代,不断修正,一般迭代三到五次就能收敛。
3单线图及元件数据
3.1单线图
3.2元件数据
3.2.1母线数据报表
母线名
实时库存放位置
所属分区
厂站名
基准电压
电压上限
电压下限
发电2
0
1
区域1
18
19.8
16.2
GEN2-230
0
1
区域1
230
0
0
STNC-230
0
1
区域1
230
0
0
GEN3-230
0
1
区域1
230
0
0
发电3
0
1
区域1
13.8
15.18
12.42
STNA-230
0
2
区域2
230
0
0
STNB-230
0
2
区域2
230
0
0
GEN1-230
0
2
区域2
230
0
0
发电1
0
2
区域2
16.5
18.15
14.85
3.2.2节点数据报表
母线名
节点名
实时库存放位置
物理母线标记
基准电压
厂站名
节点类型
发电2
发电2
0
1
18
区域1
0
GEN2-230
GEN2-230
0
1
230
区域1
0
STNC-230
STNC-230
0
1
230
区域1
0
GEN3-230
GEN3-230
0
1
230
区域1
0
发电3
发电3
0
1
13.8
区域1
0
STNA-230
STNA-230
0
1
230
区域2
0
STNB-230
STNB-230
0
1
230
区域2
0
GEN1-230
GEN1-230
0
1
230
区域2
0
发电1
发电1
0
1
16.5
区域2
0
3.2.3交流线数据报表
数据组
线路名称
实时库存放位置
有效标记
I侧节点名
J侧节点名
编号
I侧开关状态
J侧开关状态
BASIC
AC_1
0
1
GEN2-230
STNC-230
3
1
1
BASIC
AC_2
0
1
STNC-230
GEN3-230
4
1
1
BASIC
AC_3
0
1
STNA-230
GEN2-230
2
1
1
BASIC
AC_4
0
1
STNA-230
GEN2-230
11
1
1
BASIC
AC_5
0
1
GEN3-230
STNB-230
5
1
1
BASIC
AC_6
0
1
STNB-230
GEN1-230
6
1
1
BASIC
AC_7
0
1
GEN1-230
STNA-230
1
1
1
BASIC
AC_8
0
1
GEN1-230
STNA-230
10
1
1
单位
R1
X1
B1/2
R0
X0
B0/2
所属区域
额定容量(kA)
1
0.0085
0.072
0.0745
99999
99999
0
1
0
1
0.0119
0.1008
0.1045
99999
99999
0
1
0
1
0.032
0.161
0.153
99999
99999
0
1
0
1
0.032
0.161
0.153
99999
99999
0
1
0
1
0.039
0.17
0.179
99999
99999
0
1
0
1
0.017
0.092
0.079
99999
99999
0
1
0
1
0.01
0.085
0.088
99999
99999
0
1
0
1
0.01
0.085
0.088
99999
99999
0
1
0
3.2.4两绕组变压器数据表
数据组
变压器的名称
实时库存放位置
有效标记
I侧节点名
J侧节点名
编号
BASIC
T2w_1
0
1
发电2
GEN2-230
8
BASIC
T2w_2
0
1
发电3
GEN3-230
9
BASIC
T2w_3
0
1
发电1
GEN1-230
7
BASIC
T2w_4
0
1
发电2
GEN2-230
12
I侧连接方式
J侧连接方式
单位
R1
X1
Gm
Bm
Tk
D
Y
1
0
0.0625
0
0
1
D
Y
1
0
0.0586
0
0
1
D
Y
1
0
0.0576
0
0
1
D
Y
1
0
0.0625
0
0
1
Vi0(kV)
Vipos
Vjstep
Vj0(kV)
Vjpos
零序连接方式
R0
X0
物理参数组号
18
0
2.5
230
3
NO
99999
99999
0
13.8
0
2.5
230
3
NO
99999
99999
0
16.5
0
1.25
230
9
NO
99999
99999
0
18
0
2.5
230
3
NO
99999
99999
0
3.2.5发电机数据报表
数据组
发电机名称
实时库存放位置
有效标记
发电机节点
节点类型
单位
BASIC
Gen_1
0
1
发电2
-1
1
BASIC
Gen_2
0
1
发电3
-1
1
BASIC
Gen_3
0
1
发电1
0
1
P
Q
电压幅值
电压相角
Qmax
Qmin
Pmax
Pmin
1.63
1
1.025
0
0
0
0
0
0.85
1
1.025
0
0
0
0
0
0
0
1.04
0
0
0
0
0
Sn(MVA)
Pn(MW)
Xd'
Xd''
X2
Tj
100
172.8
0
0
0
0
100
115.2
0
0
0
0
100
222.75
0
0
0
0
3.2.6负荷数据报表
数据组
负荷名称
实时库存放位置
有效标记
负荷节点名
负荷编号
节点类型
单位
BASIC
Load_1
0
1
STNC-230
302
1
1
BASIC
Load_2
0
1
STNB-230
301
1
1
BASIC
Load_3
0
1
STNA-230
300
1
1
P
Q
电压幅值
电压相角
Qmax
Qmin
Pmax
Pmin
1
0.35
1
0
0
0
0
0
0.9
0.3
1
0
0
0
0
0
1.25
0.5
1
0
0
0
0
0
4潮流计算结果
4.1潮流计算结果图
4.2潮流计算结果报表
4.2.1潮流计算摘要信息报表
PSASP(LoadFlow)EPRI,China
潮流计算日期:
2014/06/21时间:
19:
26:
05
作业名:
作业_1
作业描述:
计算方法:
Newton(PowerEquation)(牛顿法(功率式))
基准容量:
100.0000
允许误差:
0.000100
本系统
上限
母线:
9
5000
发电机:
3
1500
负荷:
3
3000
交流线:
9
6000
直流线:
0
20
两绕组变压器:
4
6000
三绕组变压器:
0
2000
UD模型调用次数:
0
200
UP调用个数:
0
10
4.2.2物理母线
作业名:
作业_1计算日期:
2014/06/21时间:
19:
26:
05
单位:
p.u.
区域
分区
厂站
区域-1
区域-1
Gen_2
母线名称
电压幅值
电压相角
GEN2-230
1.03836
1.6805
STNC-230
1.02606
-0.8763
发电2
1.02504
4.4254
区域
分区
厂站
区域-1
区域-1
Gen_3
母线名称
电压幅值
电压相角
GEN3-230
1.03823
0.8646
发电3
1.02503
3.5492
区域
分区
厂站
区域-2
区域-2
Gen_1
母线名称
电压幅值
电压相角
GEN1-230
1.04549
-2.1304
STNA-230
1.04074
-2.5649
STNB-230
1.02881
-3.9516
发电1
1.04
0
4.2.3结果综述报表
作业名:
作业_1计算日期:
2014/06/21时间:
19:
26:
05
单位:
p.u.
厂站
总有功发电
总无功发电
cosθg
总有功负荷
总无功负荷
cosθl
总有功损耗
总无功损耗
Gen_1
0.702
-0.086
0.993
2.15
0.8
0.937
0.017
0.027
Gen_2
1.630
-0.398
0.971
1
0.35
0.944
0.005
0.084
Gen_3
0.85
-0.211
0.971
0
0
0
0.01
0.043
4.2.4发电机
作业名:
作业_1计算日期:
2014/06/21时间:
19:
26:
05
单位:
p.u.
区域
分区
厂站
区域-2
区域-2
Gen_1
发电机名称
母线名
类型
有功发电
无功发电
功率因数
Gen_1
发电1
Vθ
0.7017
-0.086
0.99257
区域
分区
厂站
区域-1
区域-1
Gen_2
发电机名称
母线名
类型
有功发电
无功发电
功率因数
Gen_2
发电2
PV
1.63
-0.3978
0.97149
区域
分区
厂站
区域-1
区域-1
Gen_3
发电机名称
母线名
类型
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- 关 键 词:
- 电力系统 分析 课程设计