电力系统运行方式及潮流分析试验结题报告试验一

1、Beijing Jiaotong University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) 升压变压器

2、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：践路500k熾路默认参数线路默认参数正序电阻片：0.21正

3、序电抗菠：0.416正序电容c：S. 721690正序电导琴：|3*_338零序电阻前：|0.2005零序电抗如：|0.8142零序电容cO：|r. 525S零序电导gO :|3e-00SOhn/krOhft/kn nF/km nS/km 0血/lun Ohm/km nF/km nS/km(3) 降压变压器B2, B3根据 Un=15MV,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1

4、1kV。具体参数设定如下图：X(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:(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：选择图页输出量区）逐备选输出量:因发电机八电动机-三相断賂器-三相断路器3&断路器財目电疣 &断路器B相电流 断路器C相电流&断路器从目状态 曲断路器B

5、相状态 断路器C相状态钊三相断路器4 单相断路器 三相故障 单相故障测量仪表+】互感器+变压器串补元件V弦主iisa匸确定| 取消I选择图页输出量区）逐备选输出量:+发电机电动机+三相断賂器单相断路器三相故陣单相故陣+测量仪表-互感器S三相CVTB三相CVT11&一次侧从目电压 呂一次侧B相电压 & 一次侧C相电压 B 次侧3U0二次侧从目电压 二次侧B相电压 二次侧C相电压 二次侧3U0 m iBri/T19100-123rw：j取消电网电Wff态仿R（123）B愆文件TS）廉岀幼 a）刹朗如仔XD G# H SGt EE30 滋UJl 怂assaa*(h耳它元件(h发电机(b-A?-X-嵌

6、&襲設器番XI9XUth th (h . DZ*jl3. 5&09781109 283kV|项目DDRT潮流计算结果变压器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

7、 2RT =1PkV2n 103 =34XT =1 Vs%Vn 10=42.4T 2Sn2丁 2 氏P1 j.Q01 =2(.：P0 j Io%Sn)= 0.08 ji.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 =30 j12 0.08 j1.05- j2.65 = 30.08 j10.4(MVA)节点C的功率即使负荷功率&珂20 j15)MVA.变压器输入负荷变压器功率损耗202 +152St2(3.4 j42.4H0.18 2.19( MVA)输入负荷足1SC0 =20.18 j17.19(MVA)1102输出负荷: 即是节点C负荷功

8、率&珂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11R 80 0.21 =8.4XL 80 0.416 =16.622BC =2 80 2.74 10-4.38 10S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：1_42QB4.38 10110 - -2.65(M var)2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S2 - SC1 +Sb =50.26+j27.59(MVA)线路中的功率损耗为SL =50.26227.5921102(8.4j16.6) =2.28j4

9、.51(MVA)于是可得S 卞 =52.54+j32.1(MVA)母线A输出的功率为SA -sL j ：QB =52.54 j29.45(MVA)利用计算得到的首端功率和已知的首端电压，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3=8.324pLxl -qJRl= 5.149KVVa可得B点电压为/ 2 2Vb= Va- VlVl108.806KV变压器中电压降落的纵、横分量分别为v-PcRlvq2Xl=7329KVfCXt-qCRtVb-7.327KV归算到高压侧的C点电压为Vc = J(Vb _ AVt )2 + ( 6Vt )2 = 101.741KV变压器低压侧

10、母线C电压为=Vc1 卫 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

11、)，使第一条母线电压仍为117kV。具体 参数设定如下图:同步发电机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下图所示:：1* ja z. Mea 1 %+jH iT0 3B2a3|lDC1012klA;:;:出 9. 14* jT. 41HH)Zle no*jii. no4LO、mdtt,Ofi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.

12、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109.282kV100.012kV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-j0.65MV

13、A , 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

14、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

15、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 流控制和改善功率分布