电力系统潮流短路计算和暂态稳定性分析.docx

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电力系统潮流短路计算和暂态稳定性分析

目录

第1章设计说明1

1.1设计要求1

1.2设计原理1

第2章电力网络结构图2

第3章静态安全分析3

第4章系统潮流分布及网络损耗3

第5章短路电流计算4

5.1节点短路5

5.2线路短路8

5.3不同短路类型对比分析12

第6章暂态稳定性分析13

6.1系统接入故障后稳定性分析14

6.2临界切除故障时间19

第7章心得体会21

参考文献22

设计题目：

电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（三）

第1章设计说明

1.1设计要求

1、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。

2、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。

3、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

4、计算容许误差为10－5。

最后将最终结果列表在报告中

1.2设计原理

电网要求在不改变原网络的基础上将新节点加进去并且在任一条线路发生故障时各负荷均不断电，因此在设计电网时只要保证每个负荷至少接两个发电机或变压器就能保证在任一条线路发生故障时使负荷均不断电，在调节各节点的位置是潮流计算误差稳定在允许范围内。

在设计时采用环网结构，根据各负荷的功率分布，让发电机自动调整对负荷提供有功和无功功率。

其中，有一个发电机处于平根据设计要求，需保证衡节点，对整个电网的功率进行平衡。

在满足负荷要求下选择合适的位置进行两个负荷以及发电机的插入点。

考虑能满足负荷以及线路尽量短的原则，通过对电路的静态安全分析来对插入点进行修正，以保证所在插入点位最优方案，并对传输功率小的电路用细导线传输，同时在某一条线路出现故障时，其他线路及负荷仍能正常工作。

第2章电力网络结构图

应用powerworld软件设计的原理图

 图1电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析原理图

第3章静态安全分析

表3-1静态安全分析结果表

标签

跳过

已处理

已求解

自动绘制QV曲线?

越限

最低电压

L_000022-000055C1

NO

YES

YES

NO

1

0.854

L_000022-000066C1

NO

YES

YES

NO

0

L_000022-000077C1

NO

YES

YES

NO

0

L_000055-000044C1

NO

YES

YES

NO

0

L_000066-000044C1

NO

YES

YES

NO

0

L_000077-000066C1

NO

YES

YES

NO

0

L_000088-000066C1

NO

YES

YES

NO

0

L_000077-000099C1

NO

YES

YES

NO

0

L_000099-000088C1

NO

YES

YES

NO

0

由静态安全分析可知线路2-5为薄弱环节，当发生短路故障时，母线5的电压会降到最低电压以下，与没发生故障时相比电压偏差最大。

第4章系统潮流分布及网络损耗

运用powerworld软件运行实例，查看实例信息等到如下表的节点状态、发电机和支路状态，见表4-1表4-2，表4-3

表4-1各个节点的状态表

编号

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

4.81

59.21

2.49

2

110

0.99967

109.963

4.3

8

1

3

110

0.98877

108.765

3.57

30

5

4

110

0.98729

108.602

3.04

18

3

5

110

0.9669

106.359

1.78

35

5

6

110

0.98455

108.3

2.96

40

5

7

110

0.99422

109.364

3.78

20

3

8

110

1.00248

110.272

4.25

15

2

9

110

1.0391

114.3

7.04

50

3

表4-2各个发电机的状态表

编号节点

有功出力

无功出力

AGC

AVR

最小有功

最大有功

最小无功

最大无功

1

59.21

2.49

NO

YES

0

1000

-9900

9900

3

30

5

NO

NO

0

1000

-9900

9900

9

50

3

NO

NO

0

1000

-9900

9900

表4-3各支路的状态表

首端节点编号

末端节点名称

有功首端节点

无功首端节点

视在功率首端节点

视在功率极限

%视在功率极限（最大值）

有功损耗

无功损耗

1

2

59.2

2.5

59.3

100

59.3

0

0.53

2

6

16.7

-0.3

16.7

100

16.7

0.25

-0.85

2

7

8.5

-0.6

8.5

100

8.5

0.05

-0.86

2

5

26

1.9

26.1

100

26.1

0.76

-0.32

4

3

-30

-4.7

30.4

100

30.4

0

0.28

5

4

-9.7

-2.8

10.1

100

10.1

0.16

-1.85

6

4

-2.1

-1.7

2.7

100

2.7

0

-0.91

7

9

-23.4

-2.6

23.5

100

24.4

0.93

-0.99

7

6

11.8

-0.1

11.8

100

11.8

0.11

-0.9

8

6

9.9

0

9.9

100

9.9

0.15

-1.93

9

8

25.7

1.3

25.7

100

25.7

0.82

-0.68

第5章短路电流计算

5.1节点短路：

选择节点4短路

1.单相短路

表5-1-1节点情况

编号

相电压A

相电压B

相电压C

相角A

相角B

相角C

1

0.29875

1.12324

0.90871

6.25

-107

136.45

2

0.28882

1.12444

0.90621

4.24

-107.42

135.98

3

0.03153

1.14316

0.9513

26.02

-111.86

138.79

4

0

1.14659

0.94763

0

-112.36

138.54

5

0.15843

1.1161

0.89184

-2.68

-111.5

135.95

6

0.19226

1.12317

0.90837

1.96

-110.05

136.22

7

0.27841

1.12028

0.90478

3.75

-108.19

135.72

8

0.32791

1.11896

0.90994

4.99

-107.32

135.38

9

0.45601

1.13158

0.93368

8.52

-103.19

135.86

表5-1-2线路情况

首端节点编号

末端节点名称

相电流A首端节点

相电流B首端节点

相电流C首端节点

相电流A末端节点

相电流B末端节点

相电流C末端节点

2

7

0.06256

0.09471

0.0624

0.0637

0.09238

0.06381

8

6

0.33252

0.0743

0.10453

0.33694

0.07492

0.11319

5

4

0.36988

0.1063

0.0765

0.37138

0.1122

0.06348

9

8

0.38259

0.21781

0.23144

0.3876

0.21602

0.23758

2

6

0.40802

0.15503

0.15238

0.41026

0.15299

0.15575

7

6

0.41745

0.0971

0.12098

0.41945

0.0962

0.12443

7

9

0.42705

0.19608

0.23579

0.42093

0.19742

0.22727

2

5

0.45992

0.23726

0.23742

0.46228

0.2354

0.24307

1

2

0.95408

0.5615

0.52023

0.95408

0.5615

0.52023

4

3

1.05114

0.35108

0.18352

1.05114

0.35108

0.18352

6

4

1.06603

0.06829

0.04435

1.0668

0.07452

0.04409

表5-1-3发电机情况

编号节点

相电流A

相电流B

相电流C

相角A

相角B

相角C

1

0.95408

0.5615

0.52023

-38.71

-99.04

117.57

3

1.05114

0.35108

0.18352

-63.98

-93.12

96.81

9

0.80329

0.4152

0.45865

-36.56

-98.26

116.08

2.相间短路

表5-1-4节点情况

编号

相电压A

相电压B

相电压C

相角A

相角B

相角C

1

1

0.53528

0.54888

10.99

-145.98

168.56

2

0.99966

0.53662

0.53951

10.48

-147.73

168.81

3

0.98872

0.4874

0.50269

9.75

-167.17

-173.24

4

0.98724

0.49361

0.49361

9.22

-170.78

-170.78

5

0.96687

0.49458

0.49833

7.96

-158.84

174.86

6

0.9845

0.50893

0.51216

9.14

-155.42

173.8

7

0.99418

0.53238

0.53537

9.96

-148.58

168.63

8

1.00236

0.55167

0.55205

10.44

-144.8

165.7

9

1.03901

0.61457

0.60324

13.23

-135.66

161.46

表5-1-5线路情况

首端节点编号

末端节点名称

相电流A首端节点

相电流B首端节点

相电流C首端节点

相电流A末端节点

相电流B末端节点

相电流C末端节点

6

4

0.02743

1.08428

1.09289

0.02285

1.08224

1.09593

2

7

0.08492

0.07267

0.0345

0.08472

0.07228

0.03742

8

6

0.09845

0.36928

0.28784

0.10066

0.36748

0.29801

5

4

0.10456

0.35679

0.42418

0.10053

0.35106

0.43036

7

6

0.11869

0.45817

0.35995

0.119

0.457

0.36487

2

6

0.16737

0.45523

0.31832

0.16749

0.45398

0.32424

7

9

0.23666

0.49087

0.32237

0.23448

0.49082

0.30934

9

8

0.24762

0.45049

0.26231

0.24892

0.45081

0.27313

2

5

0.26125

0.52261

0.32626

0.26249

0.52127

0.33388

4

3

0.30761

1.05099

0.77465

0.30761

1.05099

0.77465

1

2

0.59298

1.09239

0.64414

0.59298

1.09239

0.64414

表5-1-6发电机情况

编号节点

相电流A

相电流B

相电流C

相角A

相角B

相角C

1

0.59299

1.09239

0.64414

8.54

-142.18

64.58

3

0.30761

1.05099

0.77465

0.29

-157.62

30.97

9

0.48209

0.94131

0.57105

9.79

-141.02

63.29

3.三相对称

表5-1-7节点情况

编号

相电压A

相电压B

相电压C

相角A

相角B

相角C

1

0.24194

0.24194

0.24194

3.19

-116.81

123.19

2

0.23004

0.23004

0.23004

1.11

-118.89

121.11

3

0.03153

0.03153

0.03153

16.21

-103.79

136.21

4

0

0

0

0

0

0

5

0.13045

0.13045

0.13045

-0.88

-120.88

119.12

6

0.15644

0.15644

0.15644

0.03

-119.97

120.03

7

0.22488

0.22488

0.22488

0.62

-119.38

120.62

8

0.26678

0.26678

0.26678

0.67

-119.33

120.67

9

0.36681

0.36681

0.36681

2.21

-117.79

122.21

表5-1-8线路情况

首端节点编号

末端节点名称

相电流A首端节点

相电流B首端节点

相电流C首端节点

相电流A末端节点

相电流B末端节点

相电流C末端节点

1

2

0.97721

0.97721

0.97721

0.97721

0.97721

0.97721

2

5

0.47989

0.47989

0.47989

0.48218

0.48218

0.48218

2

6

0.44314

0.44314

0.44314

0.44513

0.44513

0.44513

2

7

0.04371

0.04371

0.04371

0.04499

0.04499

0.04499

4

3

1.05114

1.05114

1.05114

1.05114

1.05114

1.05114

5

4

0.44853

0.44853

0.44853

0.44974

0.44974

0.44974

6

4

1.2569

1.2569

1.2569

1.25752

1.25752

1.25752

7

6

0.47077

0.47077

0.47077

0.47251

0.47251

0.47251

8

6

0.37804

0.37804

0.37804

0.38191

0.38191

0.38191

7

9

0.45962

0.45962

0.45962

0.45395

0.45395

0.45395

9

8

0.40091

0.40091

0.40091

0.40567

0.40567

0.40567

表5-1-9发电机情况

编号节点

相电流A

相电流B

相电流C

相角A

相角B

相角C

1

0.97721

0.97721

0.97721

-52.13

-172.13

67.87

3

1.05114

1.05114

1.05114

-73.79

166.21

46.21

9

0.85478

0.85478

0.85478

-51.7

-171.7

68.3

4.两相接地

表5-1-10节点情况

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

1.04244

0.23978

0.29716

7.2

-130.71

127.21

2

2

1.04188

0.23047

0.28547

6.8

-133.66

125.76

3

3

1.0978

0.03153

0.03153

4.85

-103.79

136.21

4

4

1.09891

0

0

4.52

0

0

5

5

1.04475

0.11753

0.16663

4.37

-136.58

119.43

6

6

1.05227

0.15168

0.19386

5.24

-134.26

123.14

7

7

1.0407

0.22347

0.27647

6.2

-133.38

124.78

8

8

1.03778

0.26924

0.32226

6.53

-132.27

125.36

9

9

1.04115

0.38463

0.4367

9.08

-130.19

128.65

表5-1-11线路情况

首端节点编号

末端节点名称

相电流A首端节点

相电流B首端节点

相电流C首端节点

相电流A末端节点

相电流B末端节点

相电流C末端节点

1

2

0.48311

1.01841

0.92064

0.48311

1.01841

0.92064

2

5

0.2088

0.49649

0.44828

0.21156

0.49809

0.45126

2

6

0.13856

0.42977

0.42674

0.13978

0.4312

0.42941

2

7

0.07474

0.05625

0.05249

0.07344

0.0575

0.05354

4

3

0.21622

1.05114

1.05114

0.21622

1.05114

1.05114

5

4

0.07247

0.34755

0.47703

0.07284

0.34829

0.47876

6

4

0.03764

1.06662

1.27851

0.04764

1.06705

1.27937

7

6

0.09717

0.44263

0.45397

0.09987

0.44386

0.45632

8

6

0.07753

0.36074

0.35792

0.08612

0.36354

0.36311

7

9

0.18992

0.47633

0.41774

0.18381

0.47206

0.4104

9

8

0.19611

0.42714

0.36163

0.19966

0.43077

0.36767

表5-1-12发电机情况

编号节点

相电流A

相电流B

相电流C

相角A

相角B

相角C

1

0.48311

1.01841

0.92065

2.52

-169.76

68.73

3

0.21622

1.05114

1.05114

14.52

166.21

46.21

9

0.37976

0.89918

0.77168

-1.4

-167.11

68.29

5.2线路短路：

选择4~5线路（短路位置在50%）

1.单相短路

表5-2-1节点情况

编号

相电压A

相电压B

相电压C

相角A

相角B

相角C

1

0.39782

1.10705

0.93237

-4.39

-117.76

126.23

2

0.38948

1.10815

0.93029

-5.91

-118.21

125.77

3

0.29553

1.1085

0.93767

-7.81

-120.24

126.39

4

0.27505

1.11064

0.93382

-10.57

-120.72

126.05

5

0.15215

1.11385

0.94401

-11.11

-124.14

127.2

6

0.36249

1.09852

0.91698

-8.69

-119.78

124.95

7

0.40713

1.10055

0.92216

-6.7

-118.51

125.06

8

0.46657

1.09817

0.92446

-5.67

-117.42

124.57

9

0.56945

0.44745

0.55451

0

180

180

10

0

0.66614

0.63009

0

180

180

表5-2-2线路情况

首端节点编号

末端节点名称

相电流A首端节点

相电流B首端节点

相电流C首端节点

相电流A末端节点

相电流B末端节点

相电流C末端节点

1

2

0.89124

0.57764

0.51926

0.89124

0.57764

0.51926

2

5

0.79286

0.24511

0.23286

0.79609

0.24287

0.23846

2

6

0.16539

0.16259

0.15153

0.16664

0.1610