电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析

1、燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书燕山大学课 程 设 计 说 明 书 题目： 电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（六）学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 电力二班 学 号： 130103030096学生姓名： 秦智指导教师： 王珺 钟嘉庆 教师职称： 讲师 副教授 第 25 页 共 25 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：王珺学号130103030096学生姓名秦智（专业）班级电力2班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

2、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2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105。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，2004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

3、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。指导教师签字基层教学单位主任签字电气工程学院 教务科目 录第一章 设计说明 1 1.1 设计技术参数 1 1.2 设计要求 2 1.3 设计思路 2第二章 设计原理及分析 3 2.1 设计原理 3 2.2 应用Power World设计原理图 3第三章 静态安全分析 4第四章 系统潮流分布及

4、网络损耗 5 4.1 支路参数 5 4.2 节点状态 6 4.3 网络损耗（支路状态） 7第五章 短路分析 8 5.1 节点短路 8 5.2 线路短路 15 5.5 短路分析总结 24第六章 暂态稳定性分析 24 6.1 系统接入故障后稳定性分析 24 6.2 临界切除故障时间 34心得体会 35参考文献 36燕山大学课程设计评审意见表 37电力系统分析课程设计题目：电力系统潮流、短路计算和暂态稳定性分析（六）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2所示。各

5、节点之间已建线路参数和可扩建的线路参数如表1所示。基准功率选为100MW，基准电压选为110kV。 图1 原网络结构 图2 新增发电厂和节点负荷表1 各节点之间已有线路和可扩建线路参数支 路交流电阻（p.u.）交流电抗（p.u.）原有线路数（回）可扩建线路数（回）交流容量（MW）长 度 （km）120.120.42139040130.10.340410038140.120.63138060150.060.251310020160.180.62047068230.060.26139020240.110.491310040250.090.340410031260.070.32049030340.1

6、50.53048259350.060.261310020360.130.470410048450.150.61047563460.0980.38049030560.120.62047861表2 发电机组参数发电机型号额定容量(MW)电抗(标幺值)惯性时间常数H(s)阻尼系数QFS-200-22000.24611.104.80QFS-125-21250.25711.933.60QFS-50-2500.39314.152.32QFS-25-2250.19611.391.571.2 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

7、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105。最后将最终结果列表在报告中。1.3 设计思路（1）选择平衡节点：由1.1设计参数得：网络结构中原有5个节点，新增加节点6，并且与其他节点相比，节点6的容量最大，在设计新的网络结构时，可以考虑选择节点6为平衡节点。（2）线路选择：由1.1设计参数得：线路选择时，应该注意每条线路都有自己最大的交流容量，避免超过其最大容量，同时节点与节点之间的线路数量是有限的（本网络结构中一个节点与另一个节点之间最多有4条线路）；为保证在某一线路出现故障时，其他线路及负荷仍能正常工作，采用环形结构。（3）预期网络结构：连接线

8、路时，要保证正常情况下，各负荷能够正常工作，同时线路无越限。网络结构连接设计好后，应用Power World软件实际设计原理图，同时调整线路连接情况，应该使线路的有功损耗和无功损耗较低。最后进行相关的静态安全分析、潮流计算、暂态稳定性分析等。第2章 设计原理及分析2.1 设计原理由1.2设计要求得：设计的网络结构应该保证任意一条线路出现故障时，各个负荷不断电，能够正常工作，所以必须保证每个节点处同时至少连接两条线路，网络结构采用环网结构。又由1.1设计参数得：新增节点6处容量较大，可选择该节点为平衡节点，对整个电网的功率进行平衡。2.2 应用Power World软件设计原理图第3章 静态安全

9、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。运用power world软件静态安全分析功能，插入事故：单个线路或变压器事故(共27个)后，开始运行，得到结果如下表3表3 静态安全分析结果标签跳过已处理已求解电气岛负荷电气岛发电机有功自动绘制QV曲线?越限L_000011-000022C1NOYESYESNO0L_000011-000022C2NOYESYESNO0L_000011-000044C1NOYESYESNO0L_000011-000044C2NOYESYESNO

10、0L_000011-000055C1NOYESYESNO0L_000011-000055C2NOYESYESNO0L_000033-000022C2NOYESYESNO0L_000033-000022C3NOYESYESNO0L_000022-000044C2NOYESYESNO0L_000022-000044C1NOYESYESNO0L_000022-000066C1NOYESYESNO0L_000022-000066C2NOYESYESNO0L_000022-000066C3NOYESYESNO0L_000022-000066C4NOYESYESNO0L_000055-000033C1NO

11、YESYESNO0L_000055-000033C2NOYESYESNO0L_000055-000033C3NOYESYESNO0L_000044-000066C1NOYESYESNO0L_000044-000066C2NOYESYESNO0L_000044-000066C3NOYESYESNO0L_000055-000033C4NOYESYESNO0L_000022-000066C5NOYESYESNO0L_000033-000022C5NOYESYESNO0L_000033-000022C6NOYESYESNO0L_000033-000022C4NOYESYESNO0由上表可以得到系统运行

12、无越限和事故不可求解。第四章 系统潮流分布及网络损耗4.1支路参数运用power world软件运行实例，查看实例信息等到如下表支路参数，见下表4表4支路参数首端节点编号末端节点名称回路RXB极限A MVA极限B MVA极限C MVA1210.120.42090001220.120.42090001410.120.63080001420.120.63080001510.060.250100001520.060.250100003260.060.26090003250.060.26090003240.060.26090003230.060.26090002410.110.490100002420

13、.110.490100002610.070.32090002620.070.32090002630.070.32090002640.070.32090005330.060.260100005310.060.260100005320.060.260100005340.060.260100004610.0980.38090004620.0980.38090004630.0980.38090004.2 节点状态 运用power world软件运行实例，查看实例信息等到如下表节点状态，见下表5表5 节点状态编号名称基准电压标幺电压实际电压相角(度)有功负荷无功负荷发电机有功发电机无功111101110

14、29.2780013.4-7.18221101.04152114.56835.0924015331101.08526119.37935.694010310154441100.99111109.02234.4416040551101.014111.5428.2624030661101.09189120.10846.2470904.3网络损耗运用power world软件运行实例，查看实例信息等到如下表支路参数，见下表6表6 网络损耗首端节点编号末端节点名称回路有功 首端节点无功 首端节点视在功率 首端节点视在功率极限%视在功率极限(最大值)有功损耗无功损耗121-26-1.325.69029.6

15、0.782.75122-26-1.325.69029.60.782.75141-134.614.18017.60.241.25142-134.614.18017.60.241.251515.5-6.98.81008.90.050.191525.5-6.98.81008.90.050.193268.316.418.39020.40.170.743258.316.418.39020.40.170.743248.316.418.39020.40.170.743238.316.418.39020.40.170.742414.69.710.710010.70.120.522424.69.710.7100

16、10.70.120.52261-67567.69078.72.9513.47262-67567.69078.72.9513.47263-67567.69078.72.9513.47264-67567.69078.72.9513.47533-57-1158.310062.41.988.6531-57-1158.310062.41.988.6532-57-1158.310062.41.988.6534-57-1158.310062.41.988.6461-59-559.69072.93.5413.73462-59-559.69072.93.5413.73463-59-559.69072.93.54

17、13.734.4发电机状态运用power world软件运行实例，查看实例信息等到如下表节点状态，见下表7 表7 发电机状态编号 节点名称 节点有功出力无功出力设定电压AGCAVR最小有功最大有功最小无功最大无功113.35-1.81NOYES01000-99009900113.35-1.81NOYES01000-99009900113.35-1.81NOYES01000-99009900113.35-1.81NOYES01000-990099003345221NONO01000-9900990033110551NONO01000-990099003345221NONO01000-990099

18、0033110551NONO01000-9900990066110101NONO01000-9900990066180401NONO01000-9900990066180401NONO01000-99009900由上表6可得线路中的无功损耗较大，从而也使得线路损耗较大，若在线路末端提供足够的电容无功补偿，使线路减少或免去输送的无功电流，则线路通过电流降低，线损耗、电压损耗也就随着降低了。第5章 短路分析5.1节点短路选择节点3短路1、 单相接地 短路电流：10.1124A（标幺值） 相角：-38.08度表8 节点情况（母线电压）编号名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C11

19、0.442931.114310.8875626.42-87.25153.37220.275531.221750.9588944.47-84.64164.293301.303381.045570-86.68167.54440.407761.148930.8909242.98-83.86162.12550.15231.2250.920056.91-91.41159.49660.559861.221781.0089761.26-72.55171.83表9发电机情况编号 节点名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C110.542520.134610.10127-54.8513.

20、9742.1110.542520.134610.10127-54.8513.9742.1110.542520.134610.10127-54.8513.9742.1110.542520.134610.10127-54.8513.9742.1331.607360.780080.65038-27.94-94.49115.84331.607360.780080.65038-27.94-94.49115.84331.607360.780080.65038-27.94-94.49115.84331.607360.780080.65038-27.94-94.49115.84661.531311.41575

21、1.3841813.56-79.68151.02661.531311.415751.3841813.56-79.68151.02661.531311.415751.3841813.56-79.68151.02表10 线路情况（电流情况）首端节点编号末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1210.350360.289930.267960.350360.289930.267961220.350360.289930.267960.350360.289930.267961410.19590.136150.

22、181130.19590.136150.181131420.19590.136150.181130.19590.136150.181131510.76510.150370.044380.76510.150370.044381520.76510.150370.044380.76510.150370.044383260.690780.134620.158190.690780.134620.158193250.690780.134620.158190.690780.134620.158193240.690780.134620.158190.690780.134620.158193230.690780

23、.134620.158190.690780.134620.158192410.16310.096830.086240.16310.096830.086242420.16310.096830.086240.16310.096830.086242610.770480.618050.62740.770480.618050.62742620.770480.618050.62740.770480.618050.62742630.770480.618050.62740.770480.618050.62742640.770480.618050.62740.770480.618050.62745330.420

24、010.56820.494480.420010.56820.494485310.420010.56820.494480.420010.56820.494485320.420010.56820.494480.420010.56820.494485340.420010.56820.494480.420010.56820.494484610.52310.594850.551990.52310.594850.551994620.52310.594850.551990.52310.594850.551994630.52310.594850.551990.52310.594850.551992、 相间接地

25、短路电流：10.078A（标幺值） 相角：-118.26度表11 节点情况（母线电压）编号名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C1110.572050.5922729.27-119.32179.05221.041530.479050.6353835.09-120.76-162.87331.085270.542630.5426335.69-144.32-144.32440.991110.4780.6803934.44-107.68-171.12551.014010.519290.5134528.26-140.87-162.74661.091890.542580.828146.

26、2-86.32-162.67表12 发电机情况编号 节点名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C110.0380.569690.5356657.5-148.0930.15110.0380.569690.5356657.5-148.0930.15110.0380.569690.5356657.5-148.0930.15110.0380.569690.5356657.5-148.0930.15330.797371.663691.193959.27-128.9477.49330.797371.663691.193959.27-128.9477.49330.797371.663

27、691.193959.27-128.9477.49330.797371.663691.193959.27-128.9477.49661.460891.763721.2025935.36-102.13133.04661.460891.763721.2025935.36-102.13133.04661.460891.763721.2025935.36-102.13133.04表13 线路情况（电流情况）首端节点编号末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1210.255720.215010.452210

28、.255720.215010.452211220.255720.215010.452210.255720.215010.452211410.140580.2210.218310.140580.2210.218311420.140580.2210.218310.140580.2210.218311510.088110.818850.744950.088110.818850.744951520.088110.818850.744950.088110.818850.744953260.168970.815720.790140.168970.815720.790143250.168970.815720

29、.790140.168970.815720.790143240.168970.815720.790140.168970.815720.790143230.168970.815720.790140.168970.815720.790142410.103050.216970.208550.103050.216970.208552420.103050.216970.208550.103050.216970.208552610.648680.941590.588390.648680.941590.588392620.648680.941590.588390.648680.941590.58839263

30、0.648680.941590.588390.648680.941590.588392640.648680.941590.588390.648680.941590.588395330.575070.148110.64270.575070.148110.64275310.575070.148110.64270.575070.148110.64275320.575070.148110.64270.575070.148110.64275340.575070.148110.64270.575070.148110.64274610.601080.50840.470170.601080.50840.470

31、174620.601080.50840.470170.601080.50840.470174630.601080.50840.470170.601080.50840.470173、 三相对称短路电流：11.638A （标幺值） 相角：-28.26度表14 节点情况（母线电压）编号名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C110.344510.344510.3445131.53-88.47151.53220.246050.246050.2460558.2-61.8178.233000000440.36540.36540.365456.38-63.62176.38550.11313

32、0.113130.1131326.52-93.48146.52660.505990.505990.5059970.34-49.66-169.66表15 发电机情况编号 节点名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C110.638120.638120.63812-58.94-178.9461.06110.638120.638120.63812-58.94-178.9461.06110.638120.638120.63812-58.94-178.9461.06110.638120.638120.63812-58.94-178.9461.06331.607361.607361.

33、60736-27.94-147.9492.06331.607361.607361.60736-27.94-147.9492.06331.607361.607361.60736-27.94-147.9492.06331.607361.607361.60736-27.94-147.9492.06661.525311.525311.525319.81-110.19129.81661.525311.525311.525319.81-110.19129.81661.525311.525311.525319.81-110.19129.81表16 线路情况（电流情况）首端节点编号末端节点名称回路相电流 A

34、首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1210.381250.381250.381250.381250.381250.381251220.381250.381250.381250.381250.381250.381251410.24030.24030.24030.24030.24030.24031420.24030.24030.24030.24030.24030.24031510.902440.902440.902440.902440.902440.902441520.902440.902440.902440.902440.

35、902440.902443260.922120.922120.922120.922120.922120.922123250.922120.922120.922120.922120.922120.922123240.922120.922120.922120.922120.922120.922123230.922120.922120.922120.922120.922120.922122410.238410.238410.238410.238410.238410.238412420.238410.238410.238410.238410.238410.238412610.825590.825590

36、.825590.825590.825590.825592620.825590.825590.825590.825590.825590.825592630.825590.825590.825590.825590.825590.825592640.825590.825590.825590.825590.825590.825595330.423990.423990.423990.423990.423990.423995310.423990.423990.423990.423990.423990.423995320.423990.423990.423990.423990.423990.42399534

37、0.423990.423990.423990.423990.423990.423994610.446380.446380.446380.446380.446380.446384620.446380.446380.446380.446380.446380.446384630.446380.446380.446380.446380.446380.446384、 两相接地短路电流：8.785A（标幺值） 相角：134.52度表17 节点情况（母线电压）编号名称相电压 A相电压 B相电压 C相角 A相角 B相角 C111.018820.356790.4251535.64-103.18157.72221

38、.139750.204640.3031541.5-72.81174.5331.242590041.2900441.058080.305380.4479341.3-74.29172.76551.130240.09210.1644735.84-120.16144.42661.146560.455730.5918151.37-58.11-171.04表18 发电机情况编号 节点名称 节点相电流 A相电流 B相电流 C相角 A相角 B相角 C110.085180.643190.56226-171.7-170.8556.32110.085180.643190.56226-171.7-170.8556.3

39、2110.085180.643190.56226-171.7-170.8556.32110.085180.643190.56226-171.7-170.8556.32330.626741.607361.6073616.75-147.9492.06330.626741.607361.6073616.75-147.9492.06330.626741.607361.6073616.75-147.9492.06330.626741.607361.6073616.75-147.9492.06661.350331.606661.4588236.62-109.07131.96661.350331.60666

40、1.4588236.62-109.07131.96661.350331.606661.4588236.62-109.07131.96表19 线路情况（电流情况）首端节点编号末端节点名称回路相电流 A 首端节点相电流 B 首端节点相电流 C 首端节点相电流 A 末端节点相电流 B 末端节点相电流 C 末端节点1210.29310.335440.39620.29310.335440.39621220.29310.335440.39620.29310.335440.39621410.165320.240260.208090.165320.240260.208091420.165320.240260.208090.165320.240260.208091510.070980.846670.85040.070980.846670.85041520.070980.846670.85040.070980.846670.85043230.091030.729070.933590.091030.729070.933