最新成都理工大学电力系统分析文档格式.docx

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实验地点6C901

实验成绩

二〇一五年月二〇一五年月

电力系统分析实验报告

摘要

电力系统分析是电气工程专业的主干基础课程，是学生进入电力系统专业的主要向导和桥梁。

而MATLAB仿真中的Simulink建模是对电力系统进行建模分析的一个重要工具。

关键词：

电力系统；

MATALB；

建模

实验一电力系统分析计算

一、实验目的

1.掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法.

2.通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模型。

3.掌握多级电力网络的等值电路计算方法。

4.理解有名制和标幺制。

二、实验内容

1．电力线路建模

有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。

试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。

电阻

（欧）

电抗

电纳

（S）

60km

200km

500km

模型1

15.75欧

22.8欧

1.8e-4欧

52.5欧

76欧

6e-4欧

131.25欧

190欧

1.5e-3欧

2．多级电力网络的等值电路计算

部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。

图1-1多级电力网络结线图

线路

额定电压

（欧/km）

（S/km）

线路长度

（km）

L1（架空线）

220kv

0.08

0.406

2.81*10-6

200

L2（架空线）

110kV

0.105

0.383

60

L3（架空线）

10kV

0.17

0.38

忽略

15

变压器

额定容量

Pk（kw）

Uk%

Io%

Po（kW）

T1

180MVA

893

13

0.5

175

T2

63MVA

280

10.5

0.61

2．作出等值电路仿真模型，线路采用中等长度模型，用字母标出相应的参数

以220KV为基本级，SB=100MVA按精确求解要求，求出有名制和标幺制表示的各参数值。

（注意有些量要归算）。

按下表填入计算数据。

用下标标示相应的线路和变压器。

参数名称

Z1

Y1

Z2

Y2

Z3

有名制

16+j81.2Ω

j5.62e-4S

25.2+j91.2Ω

j0.4215e-4S

1234.2+j2758.8Ω

标幺制

0.033+j0.1677

j2.72e-1

0.052+j0.188

2.04e-2

2.55+j5.7

ZT1

YT1

ZT2

YT2

1.3+j34.95Ω

3.6e-6+j1.8e-5S

3.4+j80.66Ω

1.2e-6+j7.9e-6S

2.6e-3+j0.072

1.742e-3+j8.712e-3

7.024e-3+j0.1667

5.808e-4+j3.823e-3

3、回答思考题

三、思考题

1．比较计算数据，讨论模型的适用条件。

答：

一，对于长度不超过100KM的架空电力线路，线路额定电压为60KV以下者；

以及不长的电缆电力线路，电纳的影响不大时，可认为是短电力线路。

只能应用短电力线路模型。

二，线路电压为110到220KV，架空电力线路长为100-300km，电缆电力线路长度不超过100km的电力线路，可以认为中等长度的电力线路。

三，一般长度超过300km的架空电力线路和长度超过100km的电缆电力线路称为长线路，对于这种电力线路，需要考虑他们的分布参数特性。

2．什么是有名制？

什么是标幺制？

电力系统元件的有名值和标幺值有什么关系？

有名制：

采用有单位的阻抗，导纳，电压，电流，功率等进行计算的。

标幺制：

采用没有单位的阻抗，导纳，电压，电流，功率等的相对值来进行计算的。

标幺值=有名值/相应的基准值。

实验二电力系统简单电网潮流计算

1.学习Matlab仿真方法。

2.初步掌握电力系统时域分析工具。

3.电力系统简单电网潮流计算仿真分析。

在如图2-1所示的电力系统中，已知条件如下：

变压器T：

SFT-40000/110，，

线路AC段：

；

线路BC段：

线路AB段：

各段线路的导纳均可略去不计；

负荷功率：

母线D的额定电压为10kV。

节点A为平衡节点，其余为PQ节点。

计算系统的潮流分布。

图2-1简单电力系统

三、实验原理及步骤

参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第四章

四、实验设备

1.PC一台

2.Matlab软件

五、实验过程

图2-2负载1参数

图2-3负载2参数

图2-4线路参数

图2-5线路1参数

图2-6线路2参数

图2-7同步发电机参数

图2-8仿真系统

图2-9仿真电流结果

图2-10仿真电流结果

六、思考题

1、为什么会有线损？

线损的构成主要有哪些成分？

线路有阻抗、导纳。

电阻、电导会消耗有功，电抗、电纳会消耗无功

实验三、复杂电力系统的潮流计算

2.掌握电力系统时域分析工具。

3.电力系统复杂电网潮流计算仿真分析。

如图3-1所示的电力系统中，变压器两侧电压等级分别为10kV和110kV，各元件参数标幺值示于图中。

（SB=100MVA，VB=Vav），计算系统的潮流分布。

图3-1复杂电力系统网络图

五、实验报告要求

1、Simulink仿真模型如下。

2、说明建模步骤和仿真过程

3、系统的潮流分析

分析系统各节点电压大小是否满足系统要求，若不满足如何进行调整？

4、保持负荷有功功率不变，改变无功负荷，观察记录各母线电压。

保持无功负荷不变，改变有功负荷，观察记录各发电机母线功角。

保持负荷不变，改变变压器变比，观察记录各母线电压。

5、回答思考题

1、谈谈你对线路损耗的认识。

线损是电能通过输电线路传输而产生的能量损耗产生的。

电力网络中除输送电能的线路外，还有变压器等其他输变电设备，也会产生电能的损耗，这些电能损耗的总和称为网损。

线损是由电力传输中有功功率的损耗造成的，主要由以下3个部分组成。

=1\*GB3①于电流流经有电阻的导线，造成的有功功率的损耗，它是线损的最主要部分②由于线路有电压，而线间和线对接之间的绝缘有漏电，造成的有功功率损耗③电晕损耗：

架空输电线路带电部分的电晕放电造成的有功功率损耗。

在一般正常情况下，后两部分只占极小的份量。

2、如果各110kV线路承担的输送功率长期满负荷运行，有何方法可较好地解决线损过高问题？

为了降低网络功率损耗,可以采取改变系统运行方式,调整运行参数和负荷率等措施使网络的功率分布接近经济分布,使网络运行更经济,功率损耗为最小。

在有功功率合理分配的同时,还应做到无功功率的合理分布。

按照就近的原则安排补偿,减少无功远距离

输送。

增设无功补偿装置,并合理配置,以提高负荷的功率因数,改变无功潮流分布,可以减少有功损耗和电压损耗,可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率,使线损大为降低,而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力。

实验四电力系统三相短路故障仿真分析

3.对三相接地短路故障进行仿真分析。

设某部分电力线路的简化等值电路如图所示。

用Matlab仿真工具建立模型，并仿真线路出现三相接地短路时短路点的电流电压的变化情况。

图4-1简单三相接地短路电路图模型

1.交流电压源元件参数

电压峰值/V

相位/rad

频率/Hz

采样时间/S

测量值

110

50

2.串联RLC参数

电阻R/欧姆

电感L/H

电容C/F

RLC1

5

35e-3

1e-6

Branchcurrent

RLC

105e-3

3.仿真参数

Starttime

Stoptime

Type

Relativetolerance

其它

0.1

Variable-step,ode15s（stiff/NDF）

1e-3

auto

4.三相电路短路故障发生器（有对地故障）

Ron

Transtatus

Trantimes

Rp

Cp

Rg

0.001

[10]

[0.020.05]

none

1e6

inf

参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第五章

五、实验步骤

图4-2三相交流电压源参数

图4-3电力线路参数

图4-4电力线路1参数