电力系统分析课程设计 (三)

电力系统分析课程设计

本课程设计旨在通过潮流计算方法，对电力系统进行分析

和优化。设计要求包括了各元件参数计算、绘制等效电路、功

率分布计算和调压计算等环节。在设计过程中，我们采用了基

于节点电压法的潮流计算方法，并结合实际情况进行了调整和

优化。通过本次课程设计，我们深入了解了电力系统的基本原

理和潮流计算方法，同时也提高了我们的实际操作能力。

设计意义

电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而潮流计

算则是电力系统分析和优化的基础。本课程设计旨在通过实践

操作，加深对电力系统的理解和掌握潮流计算方法，为今后从

事相关工作打下基础。

设计要求

本课程设计要求对电力系统进行潮流计算，并进行相应的

优化。具体要求包括各元件参数计算、绘制等效电路、功率分

布计算和调压计算等环节。同时，还要结合实际情况进行调整

和优化，确保计算结果的准确性和可靠性。

设计环节

3.1设计思路

本次课程设计采用基于节点电压法的潮流计算方法，通过

对电力系统各元件的参数计算和等效电路的绘制，得出系统中

各节点的电压和功率分布情况，并进行调压计算和优化。设计

思路简单明了，操作难度适中，适合初学者进行实践操作。

3.2潮流计算过程

3.2.1各元件参数计算

在潮流计算过程中，需要对电力系统中各元件的参数进行

计算。这些参数包括电阻、电抗、导纳等，是潮流计算的基础。

在计算过程中，需要结合实际情况进行调整和优化，确保计算

结果的准确性和可靠性。

3.2.2绘制等效电路

绘制等效电路是潮流计算过程中的重要环节。通过等效电

路的绘制，可以得出电力系统中各节点的电压和功率分布情况,

为后续的调压计算和优化提供依据。在绘制过程中，需要注意

各元件的参数和连接方式，确保等效电路的准确性和可靠性。

3.2.3功率分布计算

功率分布计算是潮流计算过程中的关键环节。通过功率分

布计算，可以得出电力系统中各节点的功率分布情况，为后续

的调压计算和优化提供依据。在计算过程中，需要注意各节点

的负荷情况和电力系统的运行状态，确保计算结果的准确性和

可靠性。

4调压计算

调压计算是潮流计算过程中的最后一环节。通过调压计算,

可以得出电力系统中各节点的电压情况，并进行相应的优化。

haveeoneoftheindicatorsofacountry'seconomicdevelopment

leveloTothisday0themainstreamXXX.

PowerXXXisthemostbasicandXXXinpowerorkdesign

andDoByperformingpowerXXXpowerorksousnode

voltagesXXXoitisaproblemofsolvingamulti-variable

nonlinearnsystemoandtherearemanymethodsforsolvingit.

Keywords:powersystemopowerflown

1.DesignSignificance

PowerXXXisoneofthemostbasicandimportantnsin

powersystemanalysisoItstaskistodeterminethesystem

operatingstateundergivenoperatingnsosuchasthevoltage

(amplitudeandphase)oneachbusopowernoandpowerlossin

theorkoForarunningpowersystemopowerflowncan

determinewhetherthevoltagebusobranchcurrentoandpower

exceedthelimit。Iftheydo。measuresshouldbetakentoadjust

thenmode0ForpowersystemsoXXXisusedtocomparethe

feasibilityoreliabilityoandeconomyofdifferentnmodesor

powersupplyplansoPowerflowncanalsoproviderawdatafor

relaynandautomaticdeviceSoXXX。XXX。Theresultof

powerflownisthebasisforpowersystemXXX.

SpecificallyoitisXXX:

1)Inthepowergridplanningstageoreasonableplanningof

powersourcecapacityandaccesspointsoorkplanningonof

reactivepowernschemesoandmeetingtherequirementsofpower

flowexchangecontrolopeaknophaseadjustmentoandvoltagen

underlargeandsmall-scaleplanning.

2)Intheannualnmodenochoosetypicalmodesforpower

flownbasedontheexpectedloadgrowthandnewXXX。XXXin

thepowergridforreferencebydispatchersindailylingcontrolo

XXX.

3)PowerXXXmaintenanceandspecialnmodesisusedfor

thenofdailynmodesoguidingpowerplants'start-upmodeso

activeandreactiveadjustmentschemesoandloadadjustment

schemesyXXX.

4)AnalysisoftheimpactofanticipatedaccidentsandXXXO

Allofthesearethesignificanceofpowerflownintheactualwork

ofthepowersystemoAtthesametimeopowerflownalsohasa

XXXitsususesoitisnotdifficulttofindthatpowerflownisthe

mostwidelyusedobasicoandXXXpowersystemsoXXX.

2.DesignRequirements

FigureI:PowerFlownDiagram

根据题目所给参数，我们可以计算出各元件的等值参数，

并画出等值电路。由于已知负载和线路长度，我们可以将潮流

计算分解成4个开环单电源的潮流问题进行计算，并判断是否

需要进行调压。

具体计算过程如下：

3.2.1各元件参数计算

(1)120Km线路

RI=rl=0.21*120G=25.2。

XI=xl=0.4x120Q=48Q

Bl=bl=2.8x10A-6x120S=3.36x10A-4S

⑵lOOKm线路

R2=r2=0.21x100Q=21Q

X2=x2=0.4x100Q=40Q

B2=b2=2.8x10A-6x100S=2.8x10A-4S

⑶70Km线路

R3=r3=0.21x70Q=14.7。

X3=x3=0.4x70Q=28Q

B3=b3=2.8x10A-6x70S=1.96x10A-4S

⑷变压器Tl,T2

Rtl=Rt2=Xtl=Xt2=APkUN2SN222110x121x

10A3=6.188Q

2UK(%)UN10.5x121=96.082Q100SN100x

1%=0.9x

SI=AP+jSN

3.2.2等值电路

根据以上参数计算，我们可以画出如下的等值电路图：

图略)

323潮流计算

根据等值电路图，我们将潮流计算分解成4个开环单目源

的潮流问题进行计算，得到各支路的潮流如下:

Il=0.457Z-1.9°A

12=0.484Z-1.7°A

13=0.520Z-1.5°A

14=0.576Z-1.30A

324调压计算

根据计算结果，我们可以发现各支路的电压降都超过了

10.5%的限制，因此需要进行调压。

具体计算过程如下：

对于支路1,我们可以通过在变压器T1的高压侧增加一

个额外的变压器T3来进行调压。根据变压器的等效电路，我

们可以得到：

UI=U3+Il(Rtl+jXtl)

其中，UI为变压器T1的高压侧电压，U3为变压器T3的

高压侧电压，H为支路1的潮流，Rtl和Xtl为变压器T1的

等效电路参数。

由于支路1的电压降为10.5%,因此我们可以将U1取为

1.105x121kV,代入上式求解U3,得到：

U3=1.128Z-1.9°kV

因此，我们可以选用变比为1:1.128的变压器T3来进行

调压。

对于支路2、3和4,我们可以采用类似的方法进行调压,

具体计算过程略。

2

9.831)2

0.967+j0.191

1102

0.011+j0.088)MVA

3)线路损耗：

AS

L

3(0.002+j0.02)=0.006+j0.06MVA

2、各节点功率计算

节点1：S

1

S

2

S

L

0.0185+j0.144+0.006+j0.06=0.0245+j0.204MVA

节点2：S

2

S

s

3

4

O.+jO.O88+O.967+jO.l91+0.0116+jO.176=0.988+j0.455MVA

节点3：S

3

S

2

0.988+j0.455MVA

节点4：S

4

S

2

0.988+j0.455MVA

3.2.4电压稳定性分析

根据节点功率计算结果，各节点电压计算如下：

节点1：

U

110KV

节点2：

U

2

U

1

jX

1

I

1

jX

2

I

2

jX

3

I

3

110-j(0.0063xl.l+j0.020x0.988+j0.020x0.988)=109.77Z-l

.12°KV

节点3：

u

3

U

2

jX

3

I

3

109.77-j0.020x0.988=109.57Z-0.09°KV

节点4：

U

4

U

2

jX

4

I

4

109.77-j0.035x0.988=109.63Z-0.18°KV

根据计算结果，各节点电压稳定性良好，满足电力系统的

要求。同时，也可以通过对等效电路的分析，确定各元件的功

率损耗，为电力系统的运行提供了参考。

js

LD14

2U

N

2

6.0238+j2.9436)+(4.217-jl.l97)MVA2N

S

2

S

T2

S

LD2

AS

o

0.0173+10.2+0.0232)+j(0.468+6.2+0.352)]MVA=(l0.2405+7

.02)MVA

ThepowerlossesattheendofthelOOKmand70Kmlines

XXX:

ForthelOOKmlineoattheendofpoint4.thepowerlossis

calculatedasAST4+ASLD4+ASoowhichequals(10.2405+7.02)

MVA.

Forthe120Kmlineoattheendofpoint3.thepowerlossis

calculatedasAST3+ASLD3+AS。whichequals(5.65l+j5.154)

MVA.

Thepowerlossforthe1.4nofthelOOKmlineiscalculated

asSLD14=(4.217+j2.891)MVA.

Thepowerlossforthe1.3nofthe120Kmlineiscalculated

asSLD13=(2.569+j2.343)MVA.

Thepowerlossforthe2.4nofthe70Kmlineiscalculatedas

SLD24=(6.0238+j4.1294)MVA.

Thepowerlossattheendofpoint2forthe70Kmlineis

calculatedasAST2+ASLD2+ASoowhichequals(10.2405+7.02)

MVA.

木文介绍了一种电力系统的分析方法，其中包括了损耗和

调压计算。在损耗计算中，首先给出了一条lOOKm的线路的

损耗值，然后计算了位置1和位置2的总损耗值。在调压计算

中，首先计算了1.4线路上的电压值，并且通过计算发现调压

关系不满足要求，需要降低121KV端的输出电压和提高