两端供电的潮流计算仿真

宁德师范学院电力系统稳态课程设计题目名称：电力系统潮流计算系别：物理与电气工程系专业：电气工程及其自动化学号：B2011052222姓名：高文土指导老师：王洪涛日期：2014.06.03电力系统稳态课程设计算任务书主要内容：根据课程设计要求，运用所学的电力系统稳态分析及电路基础等相关知识，选择一个电力系统并进行潮流分布手算，用软件PWS仿真实例，将手算与机算结果进行比较。基本要求：掌握电力系统潮流计算的基本原理。掌握并能熟练运用PWS仿真软件。采用PWS软件，做出系统接线图的潮流计算仿真结果。主要参考资料：[2][3][4]目录TOC\o"1-2"1任务和要求 12潮流计算概述及课题 1 1 2 3 33简单电力系统等值网络的建立 44手工计算电力系统的潮流分布 4 4 4 5 64.5计算变电所低压母线电压（根据电力网络的等值电路图） 65电力系统分析软件PWS仿真 75.1建立电力系统网络模型 75.2潮流计算 96设计总结 91任务和要求(1)任务：选择一个电力系统并进行潮流分布手算与机算。(2)课程设计的要求掌握电力系统潮流计算的基本原理。掌握并能熟练运用PWS仿真软件。采用PWS软件，做出系统接线图的潮流计算仿真结果。2潮流计算概述及课题2.1潮流计算概述潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。在电力系统运行和规划中，都需要研究电力系统稳定运行情况，确定电力系统的稳态运行状态。给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件，，确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。从数学上说,朝流计算是要求解一组有潮流方程描述的非线性方程组。电力系统潮流计算是电力系统分析中最重要最基本的计算，是电力运行、规划以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁暂态和机电暂态分析的基础和出发点。

电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。此外，在进行电力系统稳态及暂态稳定计算时，要利用潮流计算的结果作为其计算的基础；一些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算作配合；潮流计算往往成为上述计算程序的一个重要组成部分。以上这些，主要是在系统规划设计及运行方式安排中的应用，属于离线计算范畴。

随着现代化的调度中心的建立，为了对电力系统进行实时安全监控，需要根据实时数据库所提供的信息。课程设计题目两端供电网络如图1所示。已知电源A点电压117KV，电源端 B点电压112KV，计算网络功率分布和电压分布。线路查表：线路导纳上的功率损耗线路查表：线路导纳上的功率损耗线路查表：线路导纳上的功率损耗变压器并联参数：变压器导纳支路的功率损耗变压器变压器导纳支路的功率损耗潮流计算的步骤首先计算出电力网络各元件参数，其次根据题意采用有名制或标幺制进行同一电压级的归算，采用有名值或标幺值表示电力网络的等值电路，在计算各变电所和发电厂的运用负荷和运用功率；设全网电压都为额定值，作出等值电路图，计算功率损耗。2.4课题分析及思路在这个两端供电的电力系统中,一共有6个节点,将节点4、5的功率和变压器的功率分别折算到节点2、3中。综合牛顿拉夫逊潮流计算,PQ分解法等多种求解方法，然后用PWS软件进行仿真，仿真出计算结果。3简单电力系统等值网络的建立简单电力系统的等值网络，其实就是电力网络的数学模型，转入对电力系统的定量分析和计算，解决潮流分布问题。稳态分析时运用的发电机组模型有两类，一类以给定的有功功率和给定的端电压且对无功功率进行限制，另一类给定有功功率、无功功率的取值范围，作出发电机的运行极限图；变压器的数学模型有两种，即Γ形或Τ形等值电路模型，以及等值变压器或∏形等值电路模型，它们分别用于手算和计算机计算，采用前者时多电压级网络中所有参数、变量都需进行电压级归算，采用后者时可不归算；电力线路的数学模型中，以架空线路为重点，用阻抗和导纳表示它们的等值电路，根据线路的长短分为一般线路和长线的等值电路，而一般线路分为三种，一字型、∏形和Τ形等值电路；负荷模型以给定的有功功率和无功功率表示。建立电力网络的数学模型时，采用有名制或标幺制，计算出同一电压级各元件的参数，把恰当取的各元件数学模型连起来，图上进行标注。4手工计算电力系统的潮流分布电力系统的等值电路如图2所示：电力网络的简化等值电路如图3所示：由近似功率分布计算可见：有功功率从节点3流向节点2，所以有功功率的分布为2节点；无功功率从节点2流向节点3，因此在电压最低点将电网拆分为两个：已知：首端电压，末端功率（1）计算功率分布（2）计算电压分布已知：始端电压（3）计算功率分布（4）计算电压分布4.5计算变电所低压母线电压（根据电力网络的等值电路图）变电所Ⅰ变电所Ⅱ电力网络的潮流分布如图4所示：5电力系统分析软件PWS仿真5.1建立电力系统网络模型5.1.1设置电力系统中发电机、变压器、输电线路、和负荷参数的方法发电机功率设定不能让它自动调节，把AGC、AVR不要勾选，以满足各负荷的要求，在与电网相连的母线出设置平衡机，多出的功率就吸，少了就补，变压器在参数设置时，把长度设为10km，电阻和电抗输入计算值，输电线路的长度按实际的长度输入，阻抗、电纳按单位长度输入，负荷参数按要求输入。首先画出所有的母线，按顺序编号，电压等级设置相等，在系统可调时再去改变，其次画发电机并设置平衡机，在画变压器，绘图中选择网络，在网络中选变压器，单击一条母线，双击另一条母线，弹出变压器设置对画框进行参数设置，对于两变压器并联的先画一个，在能运行下画另一变压器，有简单到复杂，输电线路的设置和变压器一样。用软件PWS仿真的数据图如下所示：图5电力系统仿真图图6实例信息图7潮流列表5.2潮流计算手算和机算潮流结果对比如下：表1手算和机算潮流结果对比123456功率机算20+j1515+j12手算20+j1515+j12偏差百分比（%）有功000000无功00电压机算112手算117112偏差百分比（%）06设计总结在这次的电力系统课程设计中，在王洪涛老师的帮助及自己的共同努力下，我终于完成了自己的一份比较完整的课程设计。虽然这次课程设计只有短短的几个星期，但在这段时间内，所学习到的知识确是很多的，通过对课程题目的手工计算，使自己对书本中的知识有了更加透彻的理解，熟练地掌握了计算过程中的各个公式，并且运用到计算过程中去。关于本次所要用到的仿真软件PWS，由于之前并没有过多的接触和了解，初次着手关于电力系统潮流计算的仿真，确实有一定的难度，大家都另外的查找资料学习相关的知识。首先在参考了关于该软件的书籍，但是仍然存在很多不懂的地方，于是我们请教老师，寻求老师的帮助。同时也在网络上搜索了部分这方面的知识，另一方面自己再慢慢的参透老师发给我们的资料和例子，将所学的理论知识联系实际。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.在课程设计的这段时间学到很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上没有学到过的知识，也学到了动手的能力，不在像以前一样不会了就知道问老师。现在学到了不懂了要自己先找资料翻阅有关书籍。运用自己的能力解决自己所遇到的问题。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。也为自己将来的工作做铺垫。参考文献[2][3][4]电力系统稳态课程设计成绩评定表课程名称电力系统稳态分析课设题目名称潮流分布计算学生姓名高文土学号B2011052222指导教师姓名王洪涛职称教师序号评价项目指标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成