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文檔簡介

1、- 燕山大學(xué)課程設(shè)計說明書 目 錄第1章設(shè)計說明11.1 設(shè)計要求11.2 設(shè)計原理1第2章 電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖2第3章 靜態(tài)安全分析3第4章 系統(tǒng)潮流分布及網(wǎng)絡(luò)損耗3第5章 短路電流計算45.1節(jié)點短路55.2線路短路85.3不同短路類型對比分析12第6章 暫態(tài)穩(wěn)定性分析136.1系統(tǒng)接入故障后穩(wěn)定性分析146.2臨界切除故障時間19第7章 心得體會21參考文獻22設(shè)計題目:電力系統(tǒng)潮流、短路計算和暫態(tài)穩(wěn)定性分析(三)第1章設(shè)計說明1.1 設(shè)計要求 1、設(shè)計的供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)保證當系統(tǒng)中任一條線路發(fā)生故障時,各負荷均不斷電。2、運用Power World軟件計算出系統(tǒng)潮流分布和各母線短路時不同短路類型

2、情況下的短路電流,并進行暫態(tài)穩(wěn)定性分析。3、設(shè)計系統(tǒng)的接線形式,選擇線路參數(shù)。對設(shè)計的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行靜態(tài)安全分析,判斷系統(tǒng)運行的薄弱環(huán)節(jié)。計算系統(tǒng)潮流分布,分析網(wǎng)絡(luò)損耗。計算某一母線和線路不同短路類型情況下的短路電流,對比分析不同類型短路情況下對母線電壓、線路電流和發(fā)電機的影響。進行暫態(tài)穩(wěn)定性分析,確定系統(tǒng)在較嚴重事故情況下的臨界切除故障時間4、計算容許誤差為105。最后將最終結(jié)果列表在報告中1.2 設(shè)計原理 電網(wǎng)要求在不改變原網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上將新節(jié)點加進去并且在任一條線路發(fā)生故障時各負荷均不斷電,因此在設(shè)計電網(wǎng)時只要保證每個負荷至少接兩個發(fā)電機或變壓器就能保證在任一條線路發(fā)生故障時使負荷均不斷電,

3、在調(diào)節(jié)各節(jié)點的位置是潮流計算誤差穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)。在設(shè)計時采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),根據(jù)各負荷的功率分布,讓發(fā)電機自動調(diào)整對負荷提供有功和無功功率。其中,有一個發(fā)電機處于平根據(jù)設(shè)計要求,需保證衡節(jié)點,對整個電網(wǎng)的功率進行平衡。 在滿足負荷要求下選擇合適的位置進行兩個負荷以及發(fā)電機的插入點??紤]能滿足負荷以及線路盡量短的原則,通過對電路的靜態(tài)安全分析來對插入點進行修正,以保證所在插入點位最優(yōu)方案,并對傳輸功率小的電路用細導(dǎo)線傳輸,同時在某一條線路出現(xiàn)故障時,其他線路及負荷仍能正常工作。 第2章 電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖應(yīng)用power world軟件設(shè)計的原理圖 圖1電力系統(tǒng)潮流、短路計算和暫態(tài)穩(wěn)定性分析原理圖 第3章

4、 靜態(tài)安全分析 表3-1 靜態(tài)安全分析結(jié)果表標簽跳過已處理已求解自動繪制QV曲線?越限最低電壓L_000022-000055C1NOYESYESNO10.854L_000022-000066C1NOYESYESNO0L_000022-000077C1NOYESYESNO0L_000055-000044C1NOYESYESNO0L_000066-000044C1NOYESYESNO0L_000077-000066C1NOYESYESNO0L_000088-000066C1NOYESYESNO0L_000077-000099C1NOYESYESNO0L_000099-000088C1NOYESYE

5、SNO0 由靜態(tài)安全分析可知線路2-5為薄弱環(huán)節(jié),當發(fā)生短路故障時,母線5的電壓會降到最低電壓以下,與沒發(fā)生故障時相比電壓偏差最大。 第4章 系統(tǒng)潮流分布及網(wǎng)絡(luò)損耗運用power world軟件運行實例,查看實例信息等到如下表的節(jié)點狀態(tài)、發(fā)電機和支路狀態(tài),見表4-1表4-2,表4-3 表4-1各個節(jié)點的狀態(tài)表編號基準電壓標幺電壓實際電壓相角(度)有功負荷無功負荷發(fā)電機有功發(fā)電機無功111011104.8159.212.4921100.99967109.9634.38131100.98877108.7653.5730541100.98729108.6023.0418351100.9669106.

6、3591.7835561100.98455108.32.9640571100.99422109.3643.7820381101.00248110.2724.2515291101.0391114.37.04503 表4-2 各個發(fā)電機的狀態(tài)表編號 節(jié)點有功出力無功出力AGCAVR最小有功最大有功最小無功最大無功159.212.49NOYES01000-990099003305NONO01000-990099009503NONO01000-99009900 表4-3 各支路的狀態(tài)表首端節(jié)點編號 末端節(jié)點名稱有功 首端節(jié)點無功 首端節(jié)點視在功率 首端節(jié)點視在功率極限%視在功率極限(最大值)有功損耗無

7、功損耗1259.22.559.310059.300.532616.7-0.316.710016.70.25-0.85278.5-0.68.51008.50.05-0.8625261.926.110026.10.76-0.3243-30-4.730.410030.400.2854-9.7-2.810.110010.10.16-1.8564-2.1-1.72.71002.70-0.9179-23.4-2.623.510024.40.93-0.997611.8-0.111.810011.80.11-0.9869.909.91009.90.15-1.939825.71.325.710025.70.82

8、-0.68 第5章 短路電流計算5.1節(jié)點短路:選擇節(jié)點4短路1.單相短路 表5-1-1節(jié)點情況編號相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C10.298751.123240.908716.25-107136.4520.288821.124440.906214.24-107.42135.9830.031531.143160.951326.02-111.86138.79401.146590.947630-112.36138.5450.158431.11610.89184-2.68-111.5135.9560.192261.123170.908371.96-110.05136.2270

9、.278411.120280.904783.75-108.19135.7280.327911.118960.909944.99-107.32135.3890.456011.131580.933688.52-103.19135.86 表5-1-2線路情況首端節(jié)點編號末端節(jié)點名稱相電流 A 首端節(jié)點相電流 B 首端節(jié)點相電流 C 首端節(jié)點相電流 A 末端節(jié)點相電流 B 末端節(jié)點相電流 C 末端節(jié)點270.062560.094710.06240.06370.092380.06381860.332520.07430.104530.336940.074920.11319540.369880.10630.

10、07650.371380.11220.06348980.382590.217810.231440.38760.216020.23758260.408020.155030.152380.410260.152990.15575760.417450.09710.120980.419450.09620.12443790.427050.196080.235790.420930.197420.22727250.459920.237260.237420.462280.23540.24307120.954080.56150.520230.954080.56150.52023431.051140.351080.

11、183521.051140.351080.18352641.066030.068290.044351.06680.074520.04409表5-1-3發(fā)電機情況編號 節(jié)點相電流 A相電流 B相電流 C相角 A相角 B相角 C10.954080.56150.52023-38.71-99.04117.5731.051140.351080.18352-63.98-93.1296.8190.803290.41520.45865-36.56-98.26116.082.相間短路 表5-1-4節(jié)點情況編號相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C110.535280.5488810.99-145

12、.98168.5620.999660.536620.5395110.48-147.73168.8130.988720.48740.502699.75-167.17-173.2440.987240.493610.493619.22-170.78-170.7850.966870.494580.498337.96-158.84174.8660.98450.508930.512169.14-155.42173.870.994180.532380.535379.96-148.58168.6381.002360.551670.5520510.44-144.8165.791.039010.614570.60

13、32413.23-135.66161.46 表5-1-5線路情況首端節(jié)點編號末端節(jié)點名稱相電流 A 首端節(jié)點相電流 B 首端節(jié)點相電流 C 首端節(jié)點相電流 A 末端節(jié)點相電流 B 末端節(jié)點相電流 C 末端節(jié)點640.027431.084281.092890.022851.082241.09593270.084920.072670.03450.084720.072280.03742860.098450.369280.287840.100660.367480.29801540.104560.356790.424180.100530.351060.43036760.118690.458170.359

14、950.1190.4570.36487260.167370.455230.318320.167490.453980.32424790.236660.490870.322370.234480.490820.30934980.247620.450490.262310.248920.450810.27313250.261250.522610.326260.262490.521270.33388430.307611.050990.774650.307611.050990.77465120.592981.092390.644140.592981.092390.64414 表5-1-6發(fā)電機情況編號 節(jié)點

15、相電流 A相電流 B相電流 C相角 A相角 B相角 C10.592991.092390.644148.54-142.1864.5830.307611.050990.774650.29-157.6230.9790.482090.941310.571059.79-141.0263.293.三相對稱 表5-1-7節(jié)點情況編號相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C10.241940.241940.241943.19-116.81123.1920.230040.230040.230041.11-118.89121.1130.031530.031530.0315316.21-103.791

16、36.21400000050.130450.130450.13045-0.88-120.88119.1260.156440.156440.156440.03-119.97120.0370.224880.224880.224880.62-119.38120.6280.266780.266780.266780.67-119.33120.6790.366810.366810.366812.21-117.79122.21 表5-1-8線路情況首端節(jié)點編號末端節(jié)點名稱相電流 A 首端節(jié)點相電流 B 首端節(jié)點相電流 C 首端節(jié)點相電流 A 末端節(jié)點相電流 B 末端節(jié)點相電流 C 末端節(jié)點120.97721

17、0.977210.977210.977210.977210.97721250.479890.479890.479890.482180.482180.48218260.443140.443140.443140.445130.445130.44513270.043710.043710.043710.044990.044990.04499431.051141.051141.051141.051141.051141.05114540.448530.448530.448530.449740.449740.44974641.25691.25691.25691.257521.257521.25752760.

18、470770.470770.470770.472510.472510.47251860.378040.378040.378040.381910.381910.38191790.459620.459620.459620.453950.453950.45395980.400910.400910.400910.405670.405670.40567表5-1-9發(fā)電機情況編號 節(jié)點相電流 A相電流 B相電流 C相角 A相角 B相角 C10.977210.977210.97721-52.13-172.1367.8731.051141.051141.05114-73.79166.2146.2190.854

19、780.854780.85478-51.7-171.768.34.兩相接地 表5-1-10節(jié)點情況編號名稱相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C111.042440.239780.297167.2-130.71127.21221.041880.230470.285476.8-133.66125.76331.09780.031530.031534.85-103.79136.21441.09891004.5200551.044750.117530.166634.37-136.58119.43661.052270.151680.193865.24-134.26123.14771.04

20、070.223470.276476.2-133.38124.78881.037780.269240.322266.53-132.27125.36991.041150.384630.43679.08-130.19128.65 表5-1-11線路情況首端節(jié)點編號末端節(jié)點名稱相電流 A 首端節(jié)點相電流 B 首端節(jié)點相電流 C 首端節(jié)點相電流 A 末端節(jié)點相電流 B 末端節(jié)點相電流 C 末端節(jié)點120.483111.018410.920640.483111.018410.92064250.20880.496490.448280.211560.498090.45126260.138560.429770.

21、426740.139780.43120.42941270.074740.056250.052490.073440.05750.05354430.216221.051141.051140.216221.051141.05114540.072470.347550.477030.072840.348290.47876640.037641.066621.278510.047641.067051.27937760.097170.442630.453970.099870.443860.45632860.077530.360740.357920.086120.363540.36311790.189920.4

22、76330.417740.183810.472060.4104980.196110.427140.361630.199660.430770.36767表5-1-12發(fā)電機情況編號 節(jié)點相電流 A相電流 B相電流 C相角 A相角 B相角 C10.483111.018410.920652.52-169.7668.7330.216221.051141.0511414.52166.2146.2190.379760.899180.77168-1.4-167.1168.295.2線路短路:選擇45線路(短路位置在50%)1. 單相短路 表5-2-1節(jié)點情況編號相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B

23、相角 C10.397821.107050.93237-4.39-117.76126.2320.389481.108150.93029-5.91-118.21125.7730.295531.10850.93767-7.81-120.24126.3940.275051.110640.93382-10.57-120.72126.0550.152151.113850.94401-11.11-124.14127.260.362491.098520.91698-8.69-119.78124.9570.407131.100550.92216-6.7-118.51125.0680.466571.098170.

24、92446-5.67-117.42124.5790.569450.447450.5545101801801000.666140.630090180180 表5-2-2線路情況首端節(jié)點編號末端節(jié)點名稱相電流 A 首端節(jié)點相電流 B 首端節(jié)點相電流 C 首端節(jié)點相電流 A 末端節(jié)點相電流 B 末端節(jié)點相電流 C 末端節(jié)點120.891240.577640.519260.891240.577640.51926250.792860.245110.232860.796090.242870.23846260.165390.162590.151530.166640.161060.15403270.11060

25、.095110.065890.106870.093240.06669430.821590.314490.225340.821590.314490.2253454000000640.490940.042750.029930.493260.04870.02481041.263520.099490.079261.260980.102570.073245FaultPt0.699060.097120.086320.700490.099490.07926760.236730.105140.11720.239250.104530.11991860.262630.080240.101140.268910.08

26、110.10869790.405980.203060.234590.398660.203680.22701980.333430.223120.233070.338840.222080.23834表5-2-3發(fā)電機情況編號 節(jié)點相電流 A相電流 B相電流 C相角 A相角 B相角 C10.891240.577640.51926-43.75-110.71110.4530.821590.314490.22534-65.37-107.3691.4290.7310.426780.46001-39.8-110.48108.92.相間短路 表5-2-4節(jié)點情況編號相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B

27、相角 C110.572740.572341.17-149.68152.0120.999660.572890.563170.66-151.23152.0330.988720.543670.52555-0.07-158.09157.1540.987240.541660.51112-0.6-160.88158.4550.966880.495670.49543-1.86-169.16165.4460.98450.561130.54393-0.68-154.12151.8570.994180.5790.566180.15-150.46150.0281.002360.607180.591290.62-14

28、6.63146.8891.037170.508620.528550180180100.976780.488380.488380180180 表5-2-5線路情況首端節(jié)點編號末端節(jié)點名稱相電流 A 首端節(jié)點相電流 B 首端節(jié)點相電流 C 首端節(jié)點相電流 A 末端節(jié)點相電流 B 末端節(jié)點相電流 C 末端節(jié)點120.592991.034470.611970.592991.034470.61197250.261250.883530.674740.262490.882480.68199260.167370.186630.113690.167490.185370.1192270.084920.079680

29、.162850.084720.079150.15935430.307610.883580.620940.307610.883580.6209454000000640.027430.546220.552680.022850.544810.557011040.102141.305261.225860.100531.305931.221575FaultPt0.104560.716590.785740.102140.714480.78943760.118690.279410.192810.1190.278710.19888860.098450.306740.229080.100660.306440.2

30、4121790.236660.474370.315540.234480.473170.30125980.247620.39660.228670.248920.397730.24013表5-2-6發(fā)電機情況編號 節(jié)點相電流 A相電流 B相電流 C相角 A相角 B相角 C10.592991.034470.61197-1.28-149.8860.4330.307610.883580.62094-9.53-163.8228.690.482090.869740.52719-0.02-147.9961.023、三相對稱 表5-2-7節(jié)點情況編號相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C10.3

31、22090.322090.322091.13-118.87121.1320.311680.311680.31168-0.51-120.51119.4930.235250.235250.23525-2.82-122.82117.1840.211860.211860.21186-5.69-125.69114.3150.125790.125790.12579-1.92-121.92118.0860.289960.289960.28996-2.88-122.88117.1270.328240.328240.32824-1.34-121.34118.6680.379420.379420.37942-1.

32、04-121.04118.9690.464070.222070.242018018010000000 表5-2-8線路情況首端節(jié)點編號末端節(jié)點名稱相電流 A 首端節(jié)點相電流 B 首端節(jié)點相電流 C 首端節(jié)點相電流 A 末端節(jié)點相電流 B 末端節(jié)點相電流 C 末端節(jié)點120.919710.919710.919710.919710.919710.91971250.895090.895090.895090.897930.897930.89793260.150.150.150.151760.151760.15176270.139670.139670.139670.136790.136790.13679

33、430.86370.86370.86370.86370.86370.863754000000640.634270.634270.634270.636040.636040.636041041.460871.460871.460871.458911.458911.458915FaultPt0.866190.866190.866190.867360.867360.86736760.268580.268580.268580.270990.270990.27099860.307370.307370.307370.313070.313070.31307790.444660.444660.444660.43

34、7540.437540.43754980.345380.345380.345380.351060.351060.35106 表5-2-9發(fā)電機情況編號 節(jié)點相電流 A相電流 B相電流 C相角 A相角 B相角 C10.919710.919710.91971-48.7-168.771.330.86370.86370.8637-68.7171.351.390.782380.782380.78238-47.12-167.1272.884.兩相對稱 表5-2-10節(jié)點情況編號相電壓 A相電壓 B相電壓 C相角 A相角 B相角 C11.041160.327410.38665.88-131.46126.09

35、21.040750.319480.376395.46-133.62124.9531.052830.243390.283784.45-135.96123.0841.052640.223870.260764.09-140.39121.4651.072590.119210.154932.5-135.43120.0661.031710.295420.351814.26-136.24122.3371.031460.335250.394365.01-134.05123.8781.025910.389960.449785.4-132.91124.3291.028550.310140.330070180180

36、101.1196500000 表5-2-11線路情況首端節(jié)點編號末端節(jié)點名稱相電流 A 首端節(jié)點相電流 B 首端節(jié)點相電流 C 首端節(jié)點相電流 A 末端節(jié)點相電流 B 末端節(jié)點相電流 C 末端節(jié)點120.507140.969130.850070.507140.969130.85007250.215990.86350.846150.218060.86560.84994260.148060.170490.144420.148780.171540.14639270.07850.100360.153480.077380.097940.14987430.220780.886170.808880.2207

37、80.886170.8088854000000640.012830.538350.622180.022460.539390.624841040.070981.317641.443340.070521.316151.440615FaultPt0.073040.712460.884960.070980.713240.88658760.103720.26870.244030.105580.270220.24736860.082210.301570.279230.089010.305450.28698790.199990.464150.395640.194680.4590.38643980.20782

38、0.37850.303840.210950.382610.31091表5-2-12發(fā)電機情況編號 節(jié)點相電流 A相電流 B相電流 C相角 A相角 B相角 C10.507140.969130.850072.56-165.5772.3230.220780.886170.808882.6174.6250.7890.402390.837270.6887-1.26-161.7373.35.3不同短路類型對比分析 1、單相接地:取A相為特殊相,故障線路相電壓為零,相角為零2、相間短路:B、C相直接短路,B相電壓等于C相電壓3、三相對稱:三相相電壓相等,故障線路電壓為零4、兩相接地:B、C相直接短路再接地,

39、B相電壓等于C相電壓且均為零,相角為零由表可知,軟件計算結(jié)果與理論值相符。第6章 暫態(tài)穩(wěn)定性分析6.1系統(tǒng)接入故障后穩(wěn)定性分析暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到大干擾后,各同步電機保持同步運行并過渡到新的或回復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運行方式的能力。 表6-1故障開始和結(jié)束時間說明表時間(秒)事故說明0.5Bus 1 Apply Solid Fault0.6Bus 1 Clear Fault 在0.5000s插入故障,在系統(tǒng)穩(wěn)定時刻進行穩(wěn)定性分析,選取t=0.6000s時刻,用power world軟件進行暫態(tài)穩(wěn)定計算,得到如下曲線:節(jié)點1 100MW發(fā)電機角度與時間關(guān)系曲線 圖1 發(fā)電機1、3和9角度和時間關(guān)系曲

40、線 圖2發(fā)電機1轉(zhuǎn)速和時間關(guān)系曲線圖 圖2發(fā)電機3轉(zhuǎn)速和時間關(guān)系曲線圖 圖3發(fā)電機9轉(zhuǎn)速和時間關(guān)系曲線圖 圖4發(fā)電機1、3和9功率和時間關(guān)系曲線圖 圖5發(fā)電機1、3和9電壓和時間關(guān)系曲線圖 圖6發(fā)電機1功率角與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線圖 圖7發(fā)電機3功率角與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線圖 圖8發(fā)電機9功率角與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線圖6.2臨界切除故障時間在0.5000秒插入事故,臨界故障切除時間為:0.9290秒 表6-1不穩(wěn)定時故障開始和結(jié)束時間說明表時間(秒)事故說明0.5Bus 1 Apply Solid Fault0.929Bus 1 Clear Fault 通過分析下列圖形可知:超過臨界切除故障時間時,系統(tǒng)將不再穩(wěn)定,可能對系統(tǒng)造成巨大的損害,因此臨界故障切除時間的確定非常重要。節(jié)點1 100MW發(fā)電機臨界時間 t=0.9290s 圖9發(fā)電機1不穩(wěn)定情況下

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