电力系统运行方式及潮流分析试验结题报告试验一

1、Beiji ng Jiaot ong Un iversity电力系统运行方式及潮流分析实验结题报告姓名：TYP班级：电气0906学号：09291183指导老师：徐丽杰完成日期：2012320一、实验目的1、掌握电力系统主接线电路的建立方法；2、掌握辐射形网络的潮流计算方法；3、比较计算机潮流计算与手算潮流的差异;4、掌握不同运行方式下潮流分布的特点。二、实验内容1、辐射形网络的潮流计算；2、不同运行方式下潮流分布的比较分析。三、实验步骤1、熟悉仿真环境及主接线系统的搭建打开仿真软件，根据教程熟练软件里各项工具的使用，并最终搭 建起辐射形网络主接线系统。系统中各个模块的参数设定如下:(1) 升压

2、变压器B1根据变比=18/110 ,Uk% =14.3 %, Pk=230KWP0=150K,0/ln=1 % 等数据设定参数，此处应将绕组2额定电压设为1.1倍的2测网络额 定电压。具体参数设定如下图:（2）线路 L1，L2根据长度：80km 电阻：0.21 Q/km，电抗：0.416 Q/km,电纳：2.74 x 10-6S/km等数据设定参数，其中需将线路额定电压设为110kV, 以保证仿真成功。同时要通过电纳的数值换算出正序电容的数值， 具体公式为b=2n fNC,算出正序电容为8.721690881 nF/km。具体参数设定如下图：(3) 降压变压器B2, B3根据 Un=15MVA

3、变比=110/11 KV , Uk% =10.5 %, Pk=128KV， P0=40.5KVy 10/ln二3.5 %等数据设定参数。其中2测网络额定电压须 设为10kV,绕组2额定电压设为11kV,因为国家电网规定的线路电 压标准中只有10kV,而没有11kV。具体参数设定如下图：变压品接法：零序阻抗输入方式:RO/R.1 :X0/X1 :醍组2相位乘:4/Y0-11二|RO/Ri 和 X0/X1 亍 1>11!'度分接头分按头设宜：尻-現绕组鉅器参数谓和参数I戏绕担喪压眾名称-同蹶塑SDOkV默认参数|J2akVSU参数|眾定姜数 啟定礬星弘!|36CMVA绕蛆1领定电医：

4、710kV1侧网晦颤定电压：710kY绕鉅2颤定电压：HW2侧网络輙定电压：iokv短銘电抗叱：705%短路插程Fk ；回ktf夸载插耗理；丽* kff渤磴电流iu/hi:Ts%确走 I 取i(4) 负载 F1, F2根据F1: 20+j15MVA F2 : 30+j12MVA等数据设定两个负载的参数。具体参数设定如下图：(5) 同步发电机G1根据G1: 300+j180MVA(平衡节点)等数据设定参数。具体参数设定如下图:同步发电机基本歩数 电机参数 饱和竝数I揑筲愫统 轴系奪质块参数I发电机名称：離定有功功車.頤是吐压：鞭定功障因数：顾定如率：靛定司步转速：靛定频率：汽轮机钛认参数|So删

5、iekvCL 35|ci96B '|3COOrpm|50Hi7K轮癥认参毅模拟曲机起动过程：盾丁机握姜數转动虞量输入：|慣性时间常数9 惯性时间常遨TT；s定子翅組电阻"(0.03 p. u. 定子瓮组漏菰苫匹；”了厂PU-确定(6) 输出量的选择为了让仿真能够顺利进行，需选择输出量。本次试验选择了两个 三相断路器的电流和状态，和三项CVT的一次测参数作为输出量。具 体输出量选择和仿真结果如以下四幅图所示：选择图页输岀量逐备选输出量:匡发电机4电动机-三相断路器-三相断跻器3&断賂器蛀目电流P断賂器B相电流断瑶務廿目电流B断路器财目状态B断路器B相状态 断路器C相状态

6、半三相断銘盟4单相越路器三相故陣单相故障F测量仪表E互感器E变压器串补元件、绘曲135匚痂：嘶逐备选输出量:匡发电机亠电动机&三相断路器 单相斷路器 三相故障 单相故陣E测量仪表1-互懋器-三相CVT-三相CVTM区一次侧从目电压 冈一次侧B相电压 回一次侧C相电压 呵一次侧3U0 二次侧財目电压 二次侧B相电压 二次侧C相电压 二次侧3U0 isrirri 9嘶2、辐射形网络的潮流计算(1) 利用仿真软件进行潮流计算。通过不断调整发电机的标幺值参数(最终调整为 0.97784)，将升压变压器后面的母线电压调成117kV。监控图页上的潮流计算结果如下图所示：项目DDRT潮流计算结果变压

7、器B2输入功率10.01+j7.55( MW变压器B2输出功率10.01+j7.51( MW变压器B3输入功率10.01+j7.55( MW变压器B3输出功率10.01+j7.51( MW线路L1输入功率26.11+j12.91( MW线路L1输出功率25.02+j13.56( MW线路L2输入功率26.11+j12.91( MW线路L2输出功率25.02+j13.56( MW(2) 手算潮流:变压器B2 (B3)潮流计算：两台变压器并联运行的组合电阻、电抗及励磁功率分别为2 2Rt1 牛1033.4 Xt1 込10 42.4T2 Sn2丁2 氏P。1 j Q。1 2( P0 j10%) 0.

8、08 j1.05(MVA)100变压器的励磁功率也作为变压器一次侧的一种负荷，所以变压器一次 侧的总负荷SB 30j120.08j1.05j2.6530.08j10.4( MVA)节点C的功率即使负荷功率Sc (20 j15)MVA.变压器输入负荷变压器功率损耗2021 52St2(3.4 j42.4) 0.18 2.19( MVA)1102输入负荷ScSCSr 20.18 j17.19( MVA)输出负荷:即是节点C负荷功率Sc (20 j15)MVA线路L1( L2)潮流计算：计算等值参数 输电线路的等值电阻、电抗和电纳分别为11K- 80 0.21 8.4XL 80 0.416 16.6

9、2264BC 2 80 2.74 104.38 10 S由于线路电压未知，可用线路额定电压计算线路产生的充电功率，并将其等分成两部分，得：1Qb- 4.38 10 4 11022.65(Mvar)先按电力网额定电压，逆着功率传输的方向计算功率损耗和首端功率由等值电路可知2 1SlSC Sb 50.26 j 27.59( MVA)线路中的功率损耗为Sl50.26227.5921102(8.4j16.6)2.28j4.51(MVA)于是可得SL S2Sl 52.54 j 32.1(MVA)母线A输出的功率为Sa sL j Qb 52.54 j 29.45(MVA)利用计算得到的首端功率和已知的首端

10、电压，顺着功率传输的方向，计算各节点电压：线路中电压降落的纵横分量分别为1 1Vl先严遊他pLxl qJRl5.149KVVa可得B点电压为Vb VaVl 2Vl 2 108.806KV变压器中电压降落的纵、横分量分别为VT巳Rt QcXt 7.329KVVbXt QcRt 7.327KVVb归算到高压侧的C点电压为I122Vc ； Vb V V101.741KV变压器低压侧母线C电压为VcVc1工 10.174KV110（3）计算比较误差分析经比较，手算结果与计算机仿真结果相差不大。产生误差原因：手算 时是已知首端电压、末端功率的潮流计算，计算过程中要将输电线路 对地电容吸收的功率以及变压器

11、励磁回路吸收的功率归算到运算负 荷中，并且在每一轮的潮流计算中都用上一轮的电压或功率的值（第一轮电压用额定电压）。而且很多元器件的功率损耗用的都是额定电 压，显然这和实际情况会有出入。但是这种算法产生的误差比较小， 这也是这种算法在工程计算中得以应用的原因。3、不同运行方式下潮流比较分析(1)将L2线路的断路器设为“断开”，并将发电机的标幺值重新调整(最终调整为0.98061)，使第一条母线电压仍为117kV。具体 参数设定如下图:潮流运行方式双回线运行单回线运行变压器B2输入功率10.01+j7.55( MW9.99+j7.55( MW之后进行单回线运行的潮流计算。监控图页上的潮流计算结果如

12、下图所示:变压器B2输出功率10.01+j7.51(MW9.99+j7.49(MW变压器B3输入功率10.01+j7.55(MW9.99+j7.55(M)变压器B3输出功率10.01+j7.51(MW9.99+j7.49(MW线路L1输入功率26.11+j12.91(M)55.10+j32.46 (MW线路L1输出功率25.02+j13.56 (M)49.96+j24.87 (MW线路L2输入功率26.11+j12.91(M)O.OO+jO.O1(MW线路L2输出功率25.02+j13.56 (M)-0.00+j2.21(M)母线A电压116.999kV117kV母线B电压109.282kV1

13、00.012kV母线C电压10.9038kV9.97455kV(2)两种运行方式下线路损耗、母线电压情况的差异双回线运行方式下，一条线路的损耗为：&入-SL1出 = 1.09-j0.65MVA , 则总的线路损耗为 Sl= &+ &=2.18-j1.30MVA。单回线运行方式下，线路损耗厶 Sl' =6.14+j7.59MVA。由此可以看出单回线运行方式下线路的损耗要 比双回线运行方式下大。单回线运行时母线A,B,C上的电压相比于双 回线运行方式都有所下降。综上所述，双回线运行方式在减小线路损 耗和稳定母线电压上均优于单回线运行方式。四、思考题1、辐射型网络的潮

14、流计算的步骤是什么？答：第一步， 从与叶节点联接的支路开始，该支路的末端功率即 等于叶节点功率，利用这个功率和对应的节点电压计算支路功率损 耗，求得支路的首端功率。 当以某节点为始节点的各支路都计算完毕 后，便想象将这些支路拆去，使该节点成为新的叶节点，其节点功率 等于原有的负荷功率与以该节点为始节点的各支路首端功率之和， 将 该计算延续，直到全部支路计算完毕。第二步，利用第一步所得的支 路首端功率和本步周刚算出的本支路始节点电压， 从电源点开始逐条 支路进行计算，求得各支路终节点的电压。2、试分析比较手动潮流计算方法与计算机潮流计算方法的误差，并 分析其根源。答： (1) 手动潮流计算中没有

15、考虑电压互感器和电流互感器对系 统的影响，造成了手算潮流和计算机算潮流的误差。(2) 在进行手算潮流的时候只进行了一次计算，没有多次迭 代计算，所以也会存在一定误差。3、电力系统的节点类型有那些？试比较分析其特点。答：电力系统的节点类型有三类：PQ节点、PV节点、平衡节点PQ节点：这类节点的有功功率 P和无功功率Q是给定的，节点电压 是待求量。通常变电所都是这类节点。PV节点：这类节点的有功功率 P和电压幅值V是给定的，节点的无 功功率Q和电压的相位是待求量。这类节点必须有足够的可调无功容 量，用以维持给定的电压幅值，又称之为电压控制节点。平衡节点： 在潮流分布计算出以前网络中的功率损失是未知的， 因此 网络中至少有一个节点的有功功率 P不能给定，这个节点承担了系统 的有功功率平衡，称之为平衡节点。另外必须选一个节点，指定其电 压相位为零， 作为计算各节点电压相位的参考， 这个节点成为基准节 点，其电压幅值也是给定的。 为计算方便将平衡节点和基准节点选为 同一节点称之为平衡节点， 它的电压幅值和相位已给定， 有功功率和 无功功率是待求量。4、对潮流进行控制一般都有哪些措施？答：在环网中引入环路电动势使产生循环功率， 是对环网进行潮 流控制和改