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1、电力系统分析与设计例 子：电力系统可视化仿真介绍EXAMPLE1-1：题 目：双总线电力系统初始条件：总线1电压为16kV，总线2为15.75KV，负载功率为5MW，发电机功率为5.1MW。总线1与总线2之间由一条传输线连接。实验步骤：保持其他参数不变，依次调节负载功率参数，观察其他参数的变化。实验现象：当负载功率为5MW时，发电机的输出功率为5.1MW。 当负载功率调整为6MW时，发电机的输出功率为6.1MW。 当负载功率调整为4MW 时，发电机的输出功率为4.0MW。实验结论：在双总线电力系统中，当其他线路装置参数不变时，负载功率增大时，发电机的输出功率相应增大，负载功率减小时，发电机的输
2、出功率相应减小。EXAMPLE1-2：题 目：植入新的总线初始条件：在上图中保持其他条件不变，植入新的总线”Bus3”。实验步骤：在powerworld选择edit mode，在Draw中选择Network-bus，将”Bus”放置图中，双击”Bus”，将对话框中的名称改为”Bus3”，电压改为16kV。实验结果：如下图所示EXAMPLE1-3：题 目：三总线电力系统初始条件：在EXAMPLE2的基础上，通过传输线路将Bus1和Bus2与Bus3连接在一起。实验步骤： 在edit mode下，选择draw选项，选择Network中的transmission line，单击Bus1，然后将线路连
3、接到Bus3，双击完成连接。并调节字体大小和线路的颜色。在Network中选择load选项，选择load的大小。最后把系统名字改为Three Bus Powr system。实验结果：如下图所示对新系统进行调节参数实验：实验步骤：调节新总线Bus3下负载参数，观察对其它参数的影响：当负载功率为11MW时，如图当负载功率为9MW时，如图实验结论：当Bus3下负载功率增大时，Bus2和Bus3上的电压降低，发电机的输出功率增大；当Bus3下负载功率减小时，Bus2和Bus3上的电压增大，发电机的输出功率变小。调节线路上断路器的开关状态，观察其对电力系统的影响关断连接Bus1和Bus2的断路器，如图
4、关断连接Bus1和Bus3的断路器，如图关断连接Bus2和Bus3的断路器，如图实验结论：当关断其中某一路的断路器时，发电机输出功率增大。 当关断连接Bus1和Bus2的断路器时，Bus2和Bus3上的电压降低。 当关断连接Bus1和Bus3的断路器时，Bus2和Bus3上的电压降低。 当关断连接Bus1和Bus3的断路器时, Bus2电压升高，Bus3电压降低。EXAMPLE2-3：题 目：有功功率，无功功率以及并联电容对电力系统的影响初始条件：利用powerworld中2-3给出的电路。探究并联电容及负载对整个电力系统的影响。实验步骤：(1)保持负载功率不变，仅改变并联电容数值，观察电力系
5、统的变化 (2)保持并联电容不变，仅改变负载数值，观察电力系统的变化实验现象：(1)当电容上的无功功率为0kvar时，如图当电容上无功功率为60kvar时，如图当电容上的无功功率为100kvar时，如图(2)当负载有功功率为100kW时，如图 当负载有功功率为200kW时，如图当负载有功功率为50kW时，如图实验结论：(1)当负载功率恒定时，并联电容的无功功率增大，则发电机发出的无功功率减小，当增大到一定值时，线路上无功功率方向改变，此时发电机开始吸收无功功率。 (2)当并联电容恒定时，负载上的有功功率增大，则发电机发出的有功功率也随之增大；当负载上的有功功率减小，则发电机发出的有功功率也随之
6、减小。 (3)无论是并联电容上产生的无功还是发电机产生的无功，对线路上的有功功率都没有影响。电力系统分析与设计EXAMPLE3-12：题 目：三相可调分接头变比变压器：正序网络标幺值初始条件：发电机有功为500MW,无功为127Mvar，升压变压器为13.8/500kV。负载有功功率为500MW,无功功率为100Mvar。实验步骤：依次调节变压器变比，观察对电力系统的影响。实验现象：当变压器变比增大到1.00625时，如图 当变压器变比减小到0.99375时，如图实验结论：当变压器分接头变比增大时，下一级母线上的电压增大；当变压器分接头分接头变比减小时，下一级母线上的电压减小。初始条件：与上题
7、一样实验步骤：依次调节负载功率，观察对电力系统的影响实验现象：当负载有功功率增大到600MW时，如图 当负载有功功率减小到400MW时，如图实验结论：当负载有功功率增大时，临近母线电压降低；发电机有功和无功都增大。 当负载有功功率减小时，临近母线电压升高；发电机有功和无功都减小。EXAMPLE3-13题 目：电压调节和移相三相变压器初始条件：发电机有功为500MW，无功为164Mvar，移相变压器分接头起始变比为1.05000，负载有功为500MW，有功为100Mvar。实验步骤：调节度场大小，观察整个电力系统的变化实验现象：当deg增大到2.0时，如图 当deg减小到-2时，如图实验结论：当
8、deg增大时，下一级母线电压降低，移相变压器两端的有功和无功增大。 当deg减小时，下一级母线电压升高，移相变压器两端的有功和无功减小。实验步骤：当分接头变比发生变化时，观察整个电力系统的变化。实验现象：当分接头变比增大到1.05625时，如图 当分接头变比减小到1.04375时，如图实验结论：当变压器分接头变比增大时，下一级母线电压增大，变压器两侧有功功率减小，无功功率增大。 当变压器分接头变比减小时，下一级母线电压减小，变压器两侧有功功率增大，无功功率减小。EXAMPLE3-60题 目：电压调节和移相三相变压器初始条件：与上题基本一致，3.13基础上变压器每相电阻增加0.06，传输线每相增
9、加0.05，抽头变比固定值为1.05，移相角范围在-1010间实验步骤：调节移相角，观察有功功率损失值最小时的移相角实验现象：（1）当deg=-10时，如图（2）当deg=0时，如图（3）当deg=10时，如图实验结论：当移相角为0时有功功率损失值最小EXAMPLE5-4题 目：理想状态下长途输电线稳态稳定极限值初始条件：线电压值稳定，线路无功损耗为零实验步骤：改变负载功率，观察负载电压以及线路无功功率的损耗实验现象：（1）当负载有功增加到2249MW时，如图（2）当负载有功减小到2149MW时，如图（3）当负载无功增加到50MVar时，如图（4）当负载无功减小到-50MVar时，如图实验结论
10、：（1）增加负载有功功率，负载端总线电压增加，线路无功损耗增加减小负载有功功率，负载端总线电压减小，线路无功损耗减小。EXAMPLE5-8题 目：中间变电站对电力传输所需线路数量的影响初始条件：忽略线路损耗，每个线段表示无损耗的线模型，每个线段的饼图显示线荷载的百分比，假设容量为3500 MVA。实验步骤：调节负载有功功率的大小。 实验现象：将负载有功增加到10000MW时，如图将负载有功增加到11000MW时，如图实验结论：负载有功功率增大，各个母线上电压减小。EXAMPLE5-10题 目：串联电容补偿提高传输线载荷能力初始条件：两个母线电压为765kV，发电机有功为2200MW,无功为0实
11、验步骤：调节负载有功无功，观察对电力系统的影响实验现象：（1）当负载有功增加时，如图（2）当负载有功减小时，如图（3）当负载无功增大时，如图（4）当负载无功减小时，如图实验结论：（1）当负载有功增加（减小）时，线路中单相差增大（减小）；（2）当负载无功增加（减小）时，线路中单相差增大（减小）。电力系统分析与设计Designcase 1初始条件：在初始系统功率流的情况下，将断开的KWW发电机及其互连总线情况几个假设：1.在实际设计中，通常是多个不同的操作点/负载水平必须考虑。2.你应该考虑所有发电机的实际输出功率，包括新一代的范围，为固定值。在变化由于在系统总发电200兆瓦的添加范围在系统损失的
12、产生和任何变化都是被挑选的由系统松弛。3.你不应该修改电容器或变压器的状态调节。4你应该假设系统损耗保持不五年期，你只需考虑冲击和新设计有关于基本情况的损失。可以承担损失的价格为50美元/兆瓦时。5您不需要考虑涉及新的传输的突发事件线路和可能的任何变压器，你可以加入。6. 虽然一个适当的控制响应可能是一个意外减少范围风电场输出（通过改变音高上风力涡轮机叶片），你的主管已经明确要求你不考虑这种可能性。因此KWW发电机应总是假定有一个200兆瓦的输出。实验现象：Designcase2初始条件：找到所有的行流和在他们的范围内总线电压的大小几个假设：1你只需要考虑设计的基本情况下装载水平2在实际的设计
13、中，通常是一些二不同操作点/负载水平必须考虑。3.你应该考虑发电机输出为固定值；在损失的变化总是由系统松弛的。4.你不应该修改电容器或变压器的状态5.你应该假设系统损耗保持不变五年期，只需考虑冲击和新设计有关于基本情况的损失。损失的代价可以被假定为50美元/兆瓦时。实验现象：EXAMPLE 6.9题 目：功率流输入数据和Y总线初始条件：如图实验步骤：按下图输入数据实验现象：如下图所示EXAMPLE 6.10 题 目：通过高斯-塞德尔方法解决功率流问题初始条件：母线2是负载总线，输入数据观察现象实验步骤：输入数据观察现象实验现象：实验结果：利用模拟器继续迭代，直到所有总线不匹配MVA的耐受性。在
14、每次迭代下，查看总线的情况。EXAMPLE 6-11题 目：雅克比矩阵和功率流的牛顿迭代解初始条件：假定初始相位角，初始电压范围实验步骤：输入实验数据实验现象：实验结果：通常选择牛顿-拉夫逊迭代，EXAMPLE 6-12 题 目：功率流程序-发电机的改变初始条件：变压器T1之间母线1和5，加载的最大无功极限68% MVA，而变压器T2，总线之间的3和4，最大的负载为53%实验步骤:使用牛顿-拉夫逊方法，解决功率流问题实验现象：实验结果：从母线1到母线5上的变压器的负载增大。总线1到5个变压器应达到69%。EXAMPLE 6-13题 目：功率流程序：37母线系统初始条件：这种情况下模型的37路母线，9号发电机含两三个不同电压等级的电力系统（345 kV、138 kV，和69千伏）57传输线和变压器。实验步骤：调整图中箭头观察变化实验现象：如图实验结果：因为现在有几个总线和违规线，电力系统不再是在安全的工作点。控制行动和设计改进是必要的纠正这些问题。
