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1、电力系统分析课程设计指导书（理工类）成都理工大学电气系负责老师：电气1班 负责老师：顾民老师（报告上写顾民老师、张晴老师、荆海莲老师、 陈天祥老师）电气2班 负责老师：刘伟老师（报告上写刘伟老师、李琳琳老师、王洪辉老 师）电气3班负责老师：杨小峰老师（报告上写杨小峰老师、黄洪全老师、任家富老 师）电气4班负责老师：康东老师（报告上写康东老师、蒋开明老师、罗耀耀老师）地点6C902-2或自带笔记本电脑教室使用：第一天1班。第二天2班，第三天3班，第四天4班，最后一天答辩。其他时间同学用自己电脑在图书馆等场所电力系统分析课程设计指导书一、课程设计的目的与任务：该课程设计为电气工程及其自动化专业的主
2、要专业课设计之一，是学习电力 系统分析基础课程后的一个重要的实践性教学环节。其目的在于巩固和加深对电 力系统潮流和短路电流计算基本原理的理解，学习和掌握应用计算机进行电力系 统设计和计算的方法，培养学生独立分析和解决问题的能力。二、课程设计的基本要求:掌握电力系统等值模型和参数计算，以及潮流和短路计算的基本原理，学会 应用计算机计算系统潮流分布和短路电流的方法。三、课程设计选题原则：该课程设计是根据电力系统分析基础课程内容，结合实际工程和科研的电力 系统网络进行系统的潮流和短路电流计算。四、课程设计内容：1、课程设计地点：602-2实验室和教室2、设计内容（1）电力系统潮流计算（2）电力系统短
3、路电流计算；具体内容包括：1）系统等值模型和参数计算。2）手工电力系统潮流和短路计算3）利用Matlab中Matpower进行电力系统潮流和利用Simulink进行短路计算。4）计算结果分析。5）编写说明书。五、时间安排1、手工电力系统潮流和短路计算（1.5天）2、Matpower进行电力系统潮流和Simulink进行短路计算（1.5天）3、计算结果整理和分析（1天）4、编写说明书（1天）5、成绩考核（1天）六、课程设计主要参考资料：1、李光琦.电力系统暂态分析.北京：水利电力出版社.第二版2、陈珩.电力系统稳态分析.北京：水利电力出版社.第二版3、孟祥萍.基于MATLAB的电力系统设计与计算
4、.长春：吉林人民出版社4、孟祥萍.电力系统分析.北京：高等教育出版社5、Matlab/Simulink电力系统建模与仿真于群、曹娜编著七、课程设计成绩考核：根据学生的平时表现，说明书，以及设计完成后的口试成绩等进行综合评定。 课程结束时，要求学生有课程设计说明书。课程设计成绩以平时成绩（占50%）、 设计说明书（占50%）进行综合评定。3个同学一个题目，一个班题目不能选重 复。第一部分电力系统潮流计算潮流计算是进行电力系统稳态分析的主要方法。潮流计算的结果可以给出电 力系统稳态运行方式下各节点电压相量和各支路功率分布。通过调整系统运行方 式的给定条件，进行必要的潮流计算，可以研究并从中选择经济
5、上合理、技术上 可行、安全可靠的正常方式，及时发现电力网元件如变压器和线路过负荷、母线 电压越限等异常工况并做出适当处理。潮流计算还给出电力网的功率损耗，便于 进行网损分析，并进一步制定降低网损的措施。潮流计算还可用于电力系统事故 预想，通过模拟发电厂、线路、变压器等元件的开断，分析其引起潮流分布的相 应改变，确定事故影响的程度和防止事故扩大的措施。潮流计算也用于输电线路 工频过电压研究和调相、调压分析，为确定超高压线路并联补偿容量、变压器可 调分接头设置、发电机额定功率因数等系统规划设计的主要参数以及线路绝缘水 平提供部分依据。潮流计算还是考虑负荷电流的短路电流计算和稳定计算的基础， 为这些
6、计算提供初始运行方式。一、目的和要求目的：通过课程设计，使同学们掌握电力系统P-Q分解法潮流计算（包括理论 分析计算和数值计算）的基本原理和数值计算仿真的基本过程（包括算法的确定）， 同时也有助于计算机操作能力的提高。要求：手工计算和计算机仿真出给定系统的潮流分布（包括节点电压和支路功 率计算）；开发工具：matlab的Matpower软件二、内容1、复习高斯法、PQ分解法等潮流计算方法，弄清基本原理。2、选择一种方法手工计算潮流结果。3、学习matlab的Matpower软件使用方法；4、确定合适的数值计算方法，编程上机调试，连调。5、计算分析给定系统潮流分布并与手工计算结果作比较分析。6、
7、用Matpower软件进行电力系统潮流计算，在此网络上分别a. 选用不同的算法计算潮流，比较迭代次数b. 加大线路电阻，选用不同的算法计算潮流，比较迭代次数c. 调变压器变比d. 调PQ节点有功e. 调PQ节点无功f. 调PV节点无功限值分别观察其对发电机有功、无功出力，网络有功、无功潮流，网络各节点电压幅值和相角的影响，思考原因。6、书写该课程设计说明书三、课程设计说明书1、严格按照成都理工大学课程设计格式规范进行书写；2、页数不得少于20页；3、具体应包括：1）.原始资料；2）手工计算的过程及结果。3）.所选用的分解法（如P-Q分解法）的原理、特点及适用场合，潮流数学模型 的建立。4）利用
8、Matpower软件进行计算的详细过程（必须包含内容第6点中的6个调整过程）；5）未调整时计算结果及结果分析，并与手工计算结果比较。6）分析6个调整过程对发电机有功、无功出力，网络有功、无功潮流，网络各节点电压幅值和相角的影响7）详细写出在小组分工中承担的任务。四、题目题目一在如图所示的简单电力系统中，网络各元件参数的标幺值如下：Z12=0.01+j0.40Y120=Y210习0.01528Z13习0.3k=1.1Z14=0.12+j0.50Y140=Y410=j0.01920Z24=0.08+j0.40Y240=Y420=j0.01413系统中节点1，2为PQ节点，节点3为PV节点，节点4为
9、平衡节点，已给定 P1+jQ1=-0.30-j0.18 ；P2+jQ2=-0.55-j0.13 ； P3=0.5； V3=1.10；V4=1.05（相角为 0）容许误差e=10-5图1电力系统图题目二在如图所示的简单电力系统中，2机5节点系统，参数标注在图上。图2电力系统图题目三如图所示的简单电力系统中，网络各元件参数的有名值如下：z12 = 12.1 + j48.4Q ；y12O = y21O = j0.000126ST： S=100MVA； Vs% = 24.79 ； K=110kV/11kVz14 = 14.52 + j60.5Q；y140 = y410 = j0.000159Sz24
10、= 9.68 + j48.4Q；y240 = y420 = j0.000117S系统中节点1,2为PQ节点，节点3为PV节点，节点4为平衡 节点，已给定P1 + jQ1 = -30 - j18 MVAP2 + jQ2 = -55 - j13 MVAP3 = 50 MW； V3 = 11kV V4 = 115.5/0。kV容许误差 = 10-5图3电力系统图题目四系统参数表1.线路参数表线路编号线路型号线路长度（km）线路电阻Q/km线路正序电抗Q/km线路容纳之半S/km4-5LGJ-240/301040.0470.41.78x10 -64-6LGJ-120/701100.0741.47x10
11、 -65-7LGJ-120/25980.0791.60x10 -66-9LGJ-95/551630.0921.80x10 -67-8LGJ-240/30880.0471.78x10 -68-9LGJ-240/301220.0471.78x10-6说明：线路零序电抗为正序电抗3倍。表2.变压器参数表线路编号变压器型号变压器变比（kV）短路电压百分数（%）2-7SSPL-2200002423x2.5%/20103-9SSPL-1200002423x2.5%/1561-4SSPL-2400002423x2.5%/17.511说明：变压器零序电抗与正序电抗相等，且均为A/Y0接法。表3.发电机参数表1
12、发电机额定功率MW额定电压 kV额定功率因数120016.50.852180180.85310013.80.85表4.发电机参数表2发电机母线名X d QXdQT0（S）乂勺QX，Q丁勺。（S）TJ（S）110.14600.06088.960.09690.0969047.28220.89580.11986.000.86450.19690.53512.80331.31250.18138.591.25780.25000.6006.02表5,负荷数据表节点号有功负荷（MW）无功负荷（MVA）51255069030810035图4电力系统图题目五系统参数Table I Line Data of the
13、 6-Bus System on 100 MVA BaseLineNumberBusFromNumberToRXTapRatio1120.0000.3001.0252140.0970.4073160.1230.5184250.2820.6405350.7231.0506430.0000.1331.1007460.0800.370题目六如图7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）图6电力系统图第二部分电力系统短路计算在电力系统中可能发生的各种故障中，危害最大且发生概率较高的首推短路 故障。产生短路故障的主要
14、原因是电力设备绝缘损坏。短路故障分为三相短路、 两相短路、单相接地短路及两相接地短路。其中三相短路时三相电流仍然对称， 其余三类短路统成为不对称短路。短路故障大多数发生在架空输电线路。电力系 统设计与运行时，要采取适当的措施降低短路故障的发生概率。短路计算可以为 设备的选择提供原始数据。一、目的和要求目的：通过课程设计，巩固学生电力系统中有关二相短路计算的基本原理与方 法，掌握短路电流的数值求解方法（三角分解法等），开发系统三相短路电流的 计算程序。同时，通过软件开发，也有助于计算机操作能力和软件开发能力的提 高。要求手工计算和计算机仿真出给定系统三相短路后的短路电流和节点电压。要求：手工计算和计算机仿真出给定系统的短路，手工计算三相短路，计算机 仿真计算四种短路，开发
