长沙理工大学电力系统稳态分析课程设计

1 绪论

电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站（或称发电厂）中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电的可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。

电力系统有两种基本的运行状态，即稳态与暂态。电力系统稳态运行时，发电厂中原动机的输入功率同输出功率相平衡，系统的频率和电压都是稳定的。然而，这种运动中的稳态，并不是绝对不变的。当系统受到某种干扰时，上述功率的平衡即被打破，运动状态也将随之而变。由于系统中包含有许多惯性元件，运动状态的变化不能瞬时完成，而必须经历一个过渡状态，这种过渡状态称为暂态。

由于实际的干扰总是有大有小，因此电力系统在经受干扰以后，其过渡的结局便有两种可能性：一种情况是，系统从原来的稳态过渡到另一种新的稳态，其运行参数（电压和频率）相对于正常值的偏差能够保持在一定的允许

1 绪论

电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站（或称发电厂）中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电的可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。

电力系统有两种基本的运行状态，即稳态与暂态。电力系统稳态运行时，发电厂中原动机的输入功率同输出功率相平衡，系统的频率和电压都是稳定的。然而，这种运动中的稳态，并不是绝对不变的。当系统受到某种干扰时，上述功率的平衡即被打破，运动状态也将随之而变。由于系统中包含有许多惯性元件，运动状态的变化不能瞬时完成，而必须经历一个过渡状态，这种过渡状态称为暂态。

由于实际的干扰总是有大有小，因此电力系统在经受干扰以后，其过渡的结局便有两种可能性：一种情况是，系统从原来的稳态过渡到另一种新的稳态，其运行参数（电压和频率）相对于正常值的偏差能够保持在一定的允许

设计内容：

结合《电力系统分析》课程，进一步学习并理解电力系统潮流计算的物理及数学模型，利用PQ分解方法对某电力系统进行潮流计算，根据潮流计算结果进行电压调整分析。

网络接线图及计算数据如下：

1G1T123T24G2106571189

线路数据：

L1、L2和L3型号均为LGJQ4×400，长度分别为340km、280km和300km；L4和L5型号分别为LGJ240和LGJ185，长度分别为80km和8km。 变压器数据：

自行选择变压器型号。母线2、10、6、11、8的电压等级分别为：500kV、35kV、220kV、110kV和10kV。变压器标幺值变比取1.0。 节点类型：

节点1、4分别为平衡节点和PV节点，其余为PQ节点。 发电机组数据：

等值发电机G2有功出力700MW，等值发电机G1有功最大出力700MW。 负荷数据：

节点2：450+j100MVA；节点3：300+j120MVA； 节点5：350+j130MVA；节点7：120+j80MVA； 节点9：2.5+j0.9MVA；节点10：30+j10MVA。。

任务要求：

（1） 查设计手册，确定变压器、线路等的电气参数；

（2） 选择线

本科生实验报告

实验课程 电力系统分析

学院名称 核技术与自动化工程学院

专业名称 电气工程及其自动化

学生姓名

学生学号

指导教师 顾民

实验地点 6C901

实验成绩

二〇一五年 月 二〇一五年 月

1

电力系统分析实验报告

摘要

电力系统分析是电气工程专业的主干基础课程，是学生进入电力系统专业的主要向导和桥梁。而MATLAB仿真中的Simulink建模是对电力系统进行建模分析的一个重要工具。

关键词：电力系统；MATALB；建模

实验一 电力系统分析计算

一、

《电网规划课程设计》指导书

长沙理工大学电气与信息工程学院

孙春顺

一:设计要求及原始材料

1 设计任务

本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计： 1.1 确定供电电压等级；

1.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案； 1.3 发电厂、变电所主变压器选择； 1.4 电力网接线方案的技术、经济比较； 1.5 输电线路导线截面选择； 1.6 调压计算。

2 原始资料

2.1 发电厂、变电所相对地理位置及距离

2.2 发电厂技术参数

装机台数、容量：4×75（MW） 额定电压（kV）：10.5KV 额定功率因数cos?e?0.8

1 / 28

无穷大系统 S 52 65 A 55 40 4 55 55 40 1 45 35 3 70 2

2.3 负荷数据及有关要求

厂 项 站 A 目 最大负荷（MW） 最小负荷（MW） 功率因数cos? 25 15 0.85 5000 10 5 30 15 0.9 5000 10 2～5 50 30 0.9 5500 10 2～5 40 30 0.9 6000 10 2～5 80 50

摘要

随着科技的发展，电力已经和人们的生活密切相关，而建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。电力系统稳态分析包括潮流分析和静态安全分析。潮流计算针对电力系统稳定的运行方式，而静态安全分析则要研究各种运行方式下个别系统元件退出运行后系统的状况。牛顿-拉夫逊法是数学中解决非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。解决电力系统潮流计算问题是以导纳矩阵为基础的，因此，只要在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿法潮流程序的放率。本设计采用电力系统仿真软件pscad，可以直观地看出电力系统运行时的潮流分布，从而完成课程设计的要求。

关键词：潮流计算；稳态分析；pscad

目录

摘要 ……………………………………………………………………………I 1 课题内容要求及目的………………………………………………………1 1.1课题要求………………………………………………………………………1 1.2课题内容……………………………

一、填空题 （每空1.5分，共30分）

1、电力系统运行的三个基本要求是 ， ， 和 。

2、架空电力线路的电晕现象是 ，在电力线路的等值电路中用 表示，它消耗 功率，晴天不计。

3、电力系统标幺制中选择基准值的要求是 ，首先选择 。

4、电力系统的一次调频由 完成，二次调频由 完成。 5、电力系统是由生产、变换、 、 和消耗电能的电气设备（如发电机、 、 以及各种用电设备等）联系在一起组成的统一整体。

6、按照频率调整的要求，主调频厂应具备以下条件： ; ;调整输出功率时符合安全及经济原则。此外，调整频率时，还要考虑引起的 上功率的波动和某些中枢点的 是否超出允许范围。

7、电压调整的措施有发电机调压、 、 和线路串联补偿器调压。

本科生实验报告

实验课程 电力系统分析实验

学院名称 核技术与自动化工程学院

专业名称 电气工程及其自动化

学生姓名 袁礼

学生学号 3201206050506

指导教师 顾 民

实验地点 6C903

实验成绩

二〇一五年十一月 —— 二〇一五年十二月

1

目录

实验一 电力系统分析计算............................................. 5

一、实验目的.................................................... 5

一: 填空题

1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。

2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的（数值）的差。

3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。

5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。

6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。

7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。

10、电力系统的调压措施有（改

一: 填空题

1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。

2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的（数值）的差。

3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。

5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。

6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。

7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。

10、电力系统的调压措施有（改