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1、宁德师范学院电力系统稳态课程设计题目名称 ：电力系统潮流计算系别：物理与电气工程系专业：电气工程及其自动化学号：姓名：指导老师：日期：电力系统稳态课程设计任务书主要内容：110kV 系统结构结线图如下图所示，图中，发电厂 A 装有发电机一台，满载运行时发出的功率为24+j16MVA ，除供应发电机电压负荷10+j6MVA ，余下均通过两台7SF -10000/110 型变压器输入系统。变压器变比为121/6.3kV。变电所装设两台7SF -16000/110型变压器，变比为115.5/11kV，有如下实验数据 :kP =86kW；kU %=10.5；0P =23.5kW；0I %=0.9。变电
2、所装设一台7SF -10000/110型变压器，变比为 110/11kV，有如下实验数据：kP =59kW；kU %=10.50P =23.5kW；0I %=1.0。发电厂A 装设的两台7SF -10000/110 型变压器的实验数据与变电所的相同。各变电所负荷、线路长度和选用导线均已示于图中，设图中与等值系统连接处母线电压为116kV，试求各变电所和发电厂低压母线电压。图 1 系统结线图基本要求：1.按学校规定的格式编写设计论文。2.论文主要内容有：课题名称。设计任务和要求。手算潮流和PWS 的应用以及仿真结果。收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。主要参考资料：1 何仰赞、温增银 .电力
3、系统分析 M . 北京：华中科技大学出版社2010.3 2 西安交通大学等 .电力系统计算 M. 北京：水利电力出版社， 1993.12 3 陈 衍.电力系统稳态分析 M. 北京：水利电力出版社， 2004.1 4 李光琦.电力系统暂态分析 M. 北京： 水利电力出版社， 2002.5 5 于永源，杨绮雯 . 电力系统分析M. 北京：中国电力出版社， 2014.4 LGJ-70/1020kmLGJ-70/1075kmLGJ-70/1010km8+j3MVA10+j6MVA116kv21+j14MVAA16MVA24+j16MVA123457GS6 7Mvar目录1 任务和要求 1 1.1 课程
4、设计目的 1 1.2 任务和要求 1 2 课程设计题目 1 3 PWS软件介绍及应用 . 1 3.1 PWS简介 1 3.2 PWS应用 2 4 手工计算 4 4.1 计算变压器、线路参数 4 4.2 计算各变电所和发电厂的运算负荷和运算功率 6 4.3 设全网都为额定值，计算功率损耗 7 4.4 各线段中的电压降落 8 4.5 计算变压器中的电压降落 8 4.6 计算低压母线实际电压 9 5 设计分析 9 5.1 各节点电压分析 9 5.2 线路功率分析 9 6 心得体会 . 10 参考文献 11 附录 12 1 实例初始图 . 12 2 实例运行图 . 12 3 实例信息图 . 12 4
5、潮流列表 . 13 电力系统稳态课程设计（报告）1 1 任务和要求1.1 课程设计目的1）掌握电力系统潮流计算的基本原理；2）掌握并能熟练运用PWS 仿真软件；3）采用 PWS 软件，做出系统接线图的潮流计算仿真结果。1.2 任务和要求1）按学校规定的格式编写设计论文。2）论文主要内容有：课题名称。设计任务和要求。手算潮流和PWS 的应用以及仿真结果。收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。3）手工计算与仿真计算的节点电压、功率误差不高于5%。2 课程设计题目110kV 系统结构结线图如下图所示，图中，发电厂 A 装有发电机一台，满载运行时发出的功率为24+j16MVA ，除供应发电机电压负荷
6、10+j6MVA ，余下均通过两台7SF -10000/110 型变压器输入系统。变压器变比为121/6.3kV。变电所装设两台7SF -16000/110型变压器，变比为115.5/11kV，有如下实验数据 :kP =86kW；kU %=10.5；0P =23.5kW；0I %=0.9。变电所装设一台7SF -10000/110型变压器，变比为 110/11kV，有如下实验数据：kP =59kW；kU %=10.50P =23.5kW；0I %=1.0。发电厂A 装设的两台7SF -10000/110 型变压器的实验数据与变电所的相同。各变电所负荷、线路长度和选用导线均已示于图中，设图中与等
7、值系统连接处母线电压为116kV，试求各变电所和发电厂低压母线电压。图 1 系统结线图3 PWS 软件介绍及应用3.1 PWS简介LGJ-70/1020kmLGJ-70/1075kmLGJ-70/1010km8+j3MVA10+j6MVA116kv21+j14MVAA16MVA24+j16MVA123457GS6 7Mvar电力系统稳态课程设计（报告）2 PowerWorld Simulator(仿真器 )程序是一个大型的电力系统可视化规划、分析与运行控制程序，其设计界面友好，并有高度的交互性。该程序能够进行专业性的大型工程实践分析，并且由于其良好的交互性和可视化功能，它还可以用于向非专业人员
8、生动逼真地解释电力系统运行的基本原理和操作过程。该仿真器是一个集成的产品，其核心是一个全面、强大的潮流计算程序。它能够有效地计算高达10,0000个节点的电力网络，因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时，性非常实用。与其它商业潮流计算软件包不同，该软件可以让用户通过生动详细的全景图来观察电力系统。此外，系统模型可以通过使用仿真软件的图形编辑工具很容易地进行修改，用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。仿真器广泛地使用了图形和动画功能，大大地增强了用户对系统特性、问题和约束的理解，以便于用户对系统进行维护。它基本的工具包就包含了经济调度、区域功率
9、经济分配分析、功率传输分配因子计算 (PTDF)、短路分析以及事故分析等功能的工具。PowerWorld Simulator(仿真器 )程序有 2种操作模式：编辑模式和运行模式。编辑模式用来创建新模型或修改己存在的工程；而运行模式则用来模拟演示实际系统。通过点击程序栏的编辑MODE（编辑模式）和 RUN MODE （运行模式）按钮，可在两者之间随意切换。3.2 PWS应用1)流程图用 PWS 进行仿真的主要流程如图所示图 2 PWS 仿真流程图电力系统稳态课程设计（报告）3 2)实例初始图根据 PWS 课程的学习，画出实例电气初始图如图所示：图 3 实例电气初始图3)实例运行图实例运行后各节点
10、初始功率及潮流如下：图 4 实例运行图4)实例信息运行实例后，各节点的基准电压值、实际电压值、相角、有功，无功负荷值如下图所示图 5 实例信息图电力系统稳态课程设计（报告）4 5)潮流列表运行实例后，实例的潮流列表如下图所示图 6 潮流列表图4 手工计算4.1 计算变压器、线路参数1)LGJ-70/10 型导线线路mD=4.0m 1r=0.422/ km；1x=0.429/ km；1g=0；1b=2.66 610S/km 2)7SF -16000/110型变压器以 115.5kv 计算TR=221000kNNPUS=（ 862115.5）/(1000216)=4.48；TX=2%100kNNU
11、US=(10.5 2115.5)/(10016)=87.55 电力系统稳态课程设计（报告）5 TG=0 21000NPU= 23.5/（10002115.5）=1.76610S TB=0 2%100NNISU=(0.916)/(1002115.5) =1.079510S 额定负荷下的损耗zTP=2NNSUTR=216 115.54.48=0.086MW zTQ=2NNSUTX=216 115.587.55=1.68Mvar yTP=TG2 NU=1.766102115.5=0.0235MW yTQ=TB2 NU=1.085102115.5=0.144Mvar 3)7SF -10000/110型
12、变压器以 121kV 计算TR=221000kNNPU S=（ 592121） /(1000210)=8.64；TX=2% 100kNNUU S=(10.5 2121)/(10010)=153.7 TG=0 21000NPU= 16.5/（10002121）=1.127610S TB=0 2%100NNISU=(1.010)/(1002121) =6.83610S 额定负荷下的损耗zTP=2NNSUTR=210121 8.64=0.059MW zTQ=2NNSUTX=210121 153.73=1.05Mvar yTP=TG2 NU=1.1276102121=0.0165MW yTQ=TB2
13、NU=6.836102121=0.1Mvar 7SF-10000/110 型变压器（以 110kV计算）TR=221000kNNPUS=（ 592110） /(1000210)=7.14；TX=2%100kNNUUS=(10.5 2110)/(10010)=127.1TG=0 21000NP U= 16.5/（10002110）=1.364610S TB=0 2%100NNISU=(1.010)/(1002110) =8.26610S 电力系统稳态课程设计（报告）6 额定负荷下的负荷zTP=2NNSUTR=210 110 7.14=0.059MW zTQ=2NNSUTX=210110127.1
14、=1.05Mvar yTP=TG2 NU=1.366102110=0.0165MW yTQ=TB2 NU=8.266102110=0.1Mvar 4.2 计算各变电所和发电厂的运算负荷和运算功率1)变电所 两台变压器中的功率损耗TS=yTS+zTS=2（yTP+jyTQ）+2222222zTzTNNSSPjQ SS=2(0.0235+j0.144)+2222222211421140.0861.68 2 162 16j=(0.047+j0.288)+(0.107+j2.090)=0.154+j2.378(MVA) 变电所母线上所联线路电纳中无功功率的一半lyS=-jylQ=-j12(275+20
15、)1b2 NU=-j852.666102110=-j2.736 （Mvar）则运算负荷为1S=（21+j14）+（0.154+j2.378）-j2.736=21.154+j13.642 （Mvar ）2)变电所 变压器中的功率损耗TS=yTS+zTS=（yTP+jyTQ）+（2S/2 NS）zTP+j（2S/2 NS）zTQ =（0.0165+j0.10）+（ （2283）/2100.059+j （2283）/2101.05）=（0.0165+j0.10）+（0.0431+j0.7665 ） =0.0596+j0.8665MV A lyS=-jylQ=-j12101b2 NU=-j52.666
16、102110=-j0.161 (Mvar) 则运算负荷为 S=（8+j3）+（0.0596+j0.8665）-j0.161=8.060+j3.706(Mvar ）3)发电厂 A 变压器发出的功率为24+j16MV A ，所以通过变压器阻抗支路低压端的功率为S=电力系统稳态课程设计（报告）7 （24+j16）-（10+j6）-2（yTP+jyTQ）=（24+j16）-（10+j6）-2 (0.0165+j0.10)=13.967+j9.800(MV A) 变压器阻抗中的功率损耗为zTS=2 22SSPjQ SS=222222213.979.8013.979.800.0591.05(210)(210)j=0.086+j1.529 （MVA） 变电厂母线上所联线路中电纳中无功功率的一半ylS=-
