电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析.doc

1、 燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目： 电力系统潮流、短路计算 和暂态稳定分析（六） 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 10 级电力系统及其自动化 3 班 学 号： 100103030157 学生姓名： 指导教师： 董杰 董海燕 教师职称： 讲师 讲师 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 2 页 共 48 页 电气工程学院课程设计任务书 课程名称： 电力系统分析 基层教 学单位：电力工程系 指导教师：董杰 董海燕 学号 100103030157 学生姓名 （专业）班级 10 级电力系统及其自动化 设计题目 电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（六） 设 计 技 术

2、参 数 某系统原始网络是一个 5 节点系统，网架结构和各节点功率如图 1所示。未来的电源配置和负荷数据如图 2 所示。 6 号节点为新建的孤立节点。发电机参数如表 1 所示。各节点之间已建线路参数和可扩建的线路参数如表 2 所示。基准功率选为 100MW，基准电压选为 110kV。 设 计 要 求 设计的供电网络应保证当系统中任一条线路发生故障时，各负荷均不断电。运用 Power World 软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。计算容许误差为 10 5。最后将最终结果列表在报告中。 参 考 资 料 夏道止，电力系统分析，中国电力出版社， 20

3、04 年 陈珩，电力系统稳态分析，中国电力出版社， 1995 年 李光琦，电力系统暂态分析，中国电力出版社， 1995 年 周次 第一周 应 完 成 内 容 设计系统的接线形式，选 择线路参数。对设计的电网结构进行静态安全分析，判断系统运行的薄弱环节。计算系统潮流分布，分析网络损耗。计算某一母线和线路不同短路类型情况下的短路电流，对比分析不同类型短路情况下对母线电压、线路电流和发电机的影响。进行暂态稳定性分析，确定系统在较严重事故情况下的临界切除故障时间，撰写课程设计报告、答辩。 指导教 师签字 董杰 董海燕 基层教学单位主任签字 电气工程学院 教务科 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明

4、书 第 3 页 共 48 页 目 录 第一章 设计说明 4 1.1 设计技术 参数 4 1.2 设计要求 5 第二章 设计原理及分析 6 2. 1 设计原则 6 2.2 设计原理 6 2.3 系统网络结构图 7 第三章 静态安全 分析 8 第四章 系统潮流分布及网络损耗 9 4.1 负荷信息 9 4.2 支路参数 9 4.3 电机信息 10 4.4 节点信息 10 4.5 网络损耗 11 第五章 短路分析 11 5.1 节点短路 11 5.2 线路短路 18 5.5 不同短路类型对比分析 24 第六章 暂态稳定性分析 25 6.1 系统受到干扰后稳定 性分析 25 6.2 临界故障切除时间 4

5、0 第七章 心得体会 47 参考文献 48 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 4 页 共 48 页 第一章 设计说明 1.1 设计技术参数 某系统原始网络是一个 5 节点系统，网架结构和各节点功率如图 2 所示。未来的电源配置和负荷数据如图 1 所示。 6 号节点为新建的孤立节点。 表 1 发电机组参数 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 5 页 共 48 页 表 2 各节点之间已有线路和可扩建线路参数 1 负荷额定功率分别为： 节点 1： 80MW， 0MVar； 节点 2： 240MW， 15MVar； 节点 3:40MW， 10MVar; 节点 4： 160MW

6、， 40Mvar； 节点 5： 240MW， 30MVar。 2. 基准功率为 100MW，基准电压为 110kV。 1.2 设计要求 1. 按照任务书要求首先设计出网络结构单线图； 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 6 页 共 48 页 2. 用 Powerworld Simulator 画出单线图，并作静态安全稳定性分析，分析出所设计网络的薄弱环节，修改网络结构； 3. 潮流和短路计算结果以表格形式给出； 4. 短路计算任一故障点，并分别对三相和各种不对称短路进行计算。 5. 暂态稳定性分析应画出各发电机的功角曲线，并找出暂态稳定性的边界。 设计的供电网络应保证当系统中任一条

7、线路发生故障时，各负荷均不断电。运用Power World 软件计算出系统潮流分布和各母线短路时不同短路类型情况下的短路电流，并进行暂态稳定性分析。计算容许误差为 10 5。最后将最终结果列表在报告中。 第二章 设计原理及分析 2.1 设计原则 电力系统中对于运行的基本要求可以概括为安全、优质和经济三个方面。因此 ，要在保证安全和电能质量的前提下使运行最为经济。 安全可靠原则：为了保证对负载的持续供电，一定要保证有足够的电源容量和合理的布局；其次，电网的结构也必须合理，使得在某线路或者变压器因故障或者检修退出运行后仍然能对用户继续供电，故在设计系统是采用环形网络和双回线路供电。 运行经济原则：

8、为了降低系统的成本和提高运行的经济性，应尽量在实现系统功能的前提下减少接线的数量。 2.2 设计原理 根据设计题目，将一个新的节点加入网络，为各个节点提供功率。在接线的时候，要满足每个母线可提供的或者所需的有功无功，以及线路能够 传送的最大容量。而且需保证任意一条线路出现故障时，每个负荷均不断电，因此必须保证每个节点处同时至少燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 7 页 共 48 页 连接两条线路，设计采用环网结构，根据各负荷的功率分布，让发电机自动调整对负荷提供有功和无功功率。其中，有一个发电机处于平衡节点，对整个电网的功率进行平衡。 2.3 系统网络结构图 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 8 页 共 48 页 第三章 静态安全分析 安全分析，是用预想事故的分析方法来预知系统是否存在安全隐患，以便及早采取相应的措施防止系统发生大的事故。静态安全分析可判断发生预想事故后系统是否会过负荷或电压越限。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 9 页 共 48 页 第四章 系统潮流分布及网络损耗 4.1 负荷信息 4.2 支路参数 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 10 页 共 48 页 4 3 电机信息 4.4 节点信息