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1、word电力系统运行方式分析和计算设计报告专 业： 电气工程与其自动化 班 级：11级电气1班学 号：6 6 姓 名：玉豪 鸣 华南理工大学电力学院2015-01-050、课程设计题目A3：电力系统运行方式分析和计算： 指导教师：一、 一个220kV分网结构和参数如下：500kV站#1的220kV母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV。图中，各变电站参数如下表：编号类型220kV最大负荷，MVA#1500kV站平衡节点#2220kV站230+j40#3220kV站210+j25#4220kV站300+j85#5220kV站410+j110#6220kV站220+j30各变电站负荷曲线根本一致
2、。日负荷曲线主要参数为：各线路长度如下列图。所有线路型号均为LGJ-2*300，根本电气参数为：/km, C = 0.0116 F/km；零序参数： r0/km, x0/km, C0 = 0.0078 F/km；40C长期运行允许的最大电流：1190A。燃煤发电厂G有三台机组，均采用单元接线。电厂220kV侧采用双母接线。发电机组主要参数如下表在PowerWorld中选择GENTRA模型：机组台数单台容 量MW额定电压EV功率因数升压变容量MVAXdXdXqTd0TJ=2Hai,2t/(MW2h)ai,1t/(MWh)ai,0t/hPmax(MW)Pmin(MW)130010.53508730
3、0120130010.535087300120125030076250100升压变参数均为Vs%=10.5%，变比10.5kV/242kV。不计阻和空载损耗。稳定仿真中发电机采用无阻尼绕组的凸极机模型。不考虑调速器和原动机模型。不考虑电力系统稳定器模型。励磁系统模型为：该模型在PowerWorld中为BPA_EG模型，主要参数如下：KA=40 TA=0.1 TA1=0.1 KF=0.05 TF=0.7 VRmax=3.7 VRmin=0.0 N。考虑两种有功出力安排方式： 满发方式： 开机三台，所有发电机保存10%的功率裕度； 轻载方式： 仅开250MW机组，且保存10%的功率裕度； 发电厂厂
4、用电均按出力的7%考虑。二、 设计的主要容：1、根据负荷变化和机组出力变化，拟定至少两种典型运行方式；完成2、进展参数计算和标幺化，形成两种典型运行方式的潮流计算参数；完成3、用Matlab编制潮流计算程序，可任选一种潮流计算方法；完成4、用所编制的潮流程序完成典型运行方式的潮流计算，进展电压和网损分析；完成5、用PowerWorld软件进展潮流计算并与自己编制的软件计算结果进展校核和分析；完成6、用所编制的潮流程序完成大方式的“N-1潮流校核，进展线路载流能力和电压水平分析；完成7、用Matlab编制三相短路的短路容量计算程序；完成8、对主要220kV母线进展三相短路容量测算，并与Power
5、World的计算结果进展校核；完成9、自行选择2-3种故障方案，用PowerWorld进展稳定计算，给出摇摆曲线，并计算故障的极限切除时间。10、假定电网公司下发给燃煤发电厂G的日发电计划曲线如如下图，按照等微增率准如此对三台机组进展经济负荷分配，同时采用matlab中的quadprog函数对三台机组进展负荷优化分配，并对两种分配结果进展分析比拟。要求给出三台机组的日发电计划曲线。11、编制课程设计报告三、 设计要求和设计成果：1、每两位同学为一组，自行分工，但任务不能重复；2、每位同学对自己的设计任务编写课程设计说明书一份；3、一组同学共同完成一份完整的设计报告；4、设计说明和报告应包含：
6、以上设计任务每一局部的计算过程和结果分析； 所编制的潮流、短路和机组经济负荷分配源程序主要语句应加注释； 潮流计算结果潮流图 稳定计算的功角曲线等； / 1、电力系统参数计算与其标幺化1.1 电力系统等效电路图型等效电路1.2 运行方式拟定1满载发电负荷最大运行方式：发电厂：满发。取发电机容量的10%为裕量，再按保存出力的7%作为厂用电，即发出功率为总容量的83.7%。负荷：采用最大负荷计算。2满载发电负荷最小运行方式：发电厂：满发。取发电机容量的10%为裕量，再按保存出力的7%作为厂用电，即发出功率为总容量的83.7%。负荷：将最大负荷与日最小负荷系数相乘，得负荷最小值。1.3 线路参数计算
7、线路参数给定如下：/km C = 0.0116 F/km；零序参数： r0/km x0/km C0 = 0.0078 F/km；线路长度：L12:30km; L23:20km; L24:11km; L36:9km; L45:11km;L6G:16km; L5G:25km;1.线路参数有名值计算：按照双回路线路参数考虑，应用如下公式进展有名值计算：R=0.5rl X=0.5xl 0.5B=cl正序参数：线路L12L23L24L36L45L6GL5GR/X/零序参数：线路L12L23L24L36L45L6GL5GR/X/2.线路参数标幺值计算：所选基准电压：230KV；基准容量：100MW。即：应
8、用如下公式进展标幺值计算：正序参数：线路L12L23L24L36L45L6GL5GRX零序参数：线路L12L23L24L36L45L6GL5GRX1.4 发电机参数计算采用10.5KV作为发电机端的基准电压，230kV为系统侧的基准电压。将三台机组分别赋予编号，两个300MW机组为1、2号，剩余一台250MW机组为3号。PG1=PG2=30083.7%=251.1MW，PG3=25083.7%QG1=QG2= =155.617803 MVarQG3=相应的标幺值：VG=10.5kV, 取基准电压10.5kV，VG*=1应用如下公式进展归算：机组发电容量Xd*Xd*Xq*1300MW2300MW
9、3250MW1.5 变压器参数计算分别将与1、2、3号机组相连的变压器分别编号为1、2、3号。根据题目计算XT，相关计算公式为：；k*变压器容量/MVA变比k*XT/XT*1350235033001.6 负荷参数计算的日负荷率0.85和日最小负荷系数0.64，可得到以下数据：负荷有名值：节点类型Pmax/MWQmax/MWPmin/MWQmin/MW#1平衡节点-#2PQ23040#3PQ2102516#4PQ30085192#5PQ410110#6PQ22030#7PQ0000#8PV300#9PV300#10PV250负荷标幺值：节点类型电压Pmax/MWQmax/MWPmin/MWQmi
10、n/MW#1平衡节点1-#2PQ1#3PQ1#4PQ13#5PQ1#6PQ1#7PQ10000#8PV3#9PV3#10PV2、潮流计算的Matlab编程与PowerWorld仿真牛顿拉夫逊法是计算潮流时常见的方法，该方法具有广泛的应用。该方法是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法。多数方程不存在求根公式，因此求准确根非常困难，甚至不可能，从而寻找方程的近似根就显得特别重要。方法使用函数f(x)的泰勒级数的前面几项来寻找方程f(x) = 0的根。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、
11、复根。相应程序详见附件1.2.1.1 满发满载运行方式下计算在这种运行方式下，三台机组全部开启，各自保存10%作为功率裕度，重用负荷占发电量7%，负荷为最大负荷。此方式下，节点1为平衡节点，节点2、3、4、5、6、7为PQ节点，节点8、9、10为PV节点。经过Matlab的运算，我们得到如下结果：2.1.2 满发轻载运行方式下计算经Matlab运算，我们得到：2.2 PowerWorld仿真电路图2.2.1 满发满载方式运行下电力系统的潮流计算满发满载方式运行下，发电厂三台机组均满载，取发电机容量10%为裕量，并保存出力的7%作厂用电，即发出功率为总容量的83.7%，负荷采用最大负荷计算。满发
12、满载电路图：N。为了反映这一特性，#1应接一台容量无穷大的发电机。具体参数设置如图3所示机组出力暂不确定，可填为100MW。 接在平衡节点处的发电机参数设置#7为PV节点，P=711.45MW，V=1.05VN，正常运行时各机组发出的有功功率P1=P2 =251.1MW，P3=209.25MW。具体参数设置如图4、图5所示。 接在#7处的发电机#8、#9参数设置 接在#7处的发电机#10参数设置其余节点为PQ节点，将基准电压设置为230kV，带上相应大小的负荷。最后，用输电线路将各节点连接起来。潮流仿真结果如下：各节点电压节点编号基准电压kV标幺电压实际电压(kV)相角 (度)123002230-1.703230-1.884230-2.025230-2.0867230230-1.80各发电机运行状态节点编号发
