电力系统课程设计简单电力系统潮流的计算和短路计算.docxVIP

课程设计报告 题目：简单电力系统潮流的计算和短路计算 课 程：电力系统课程设计 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 课程设计题Fl： 简单电力系统潮流的计算和短路计算 成绩: 指导教师: 年 月 FI 、原始资料分析 1、潮流计算的原始材料分析 G GI S2 S3 G G2 图1潮流系统图 如图1所示，本电力系统是一个5节点，3支路的简单环形电力网络，英屮 4节点为PV节点，5节点为平衡节点，1、2、3节点为PQ节点；对于潮流计算 可以用牛顿一拉夫逊算法和P-Q分解法。P-Q分解法出于雅口J比矩阵常数化，计 算过程屮减少了很大的计算量，而且有功和电压幅值，无功和电压相角的完全割 裂也大大的对矩阵降维数，减少了一半的计算量，但是雅克比矩阵常数化是经验 值，丧失了一部分稳定收敛的特性，而冃当支路电阻与电抗比值较大的时候收敛 性也特别弟，甚至不收敛。牛顿一拉夫逊算法在计算过程中虽然计算量很大，但 是比较精确。综合比较牛顿拉夫逊法（直角处标、极处标）、PQ分解法等多种 求解方法的特点，最后确定程序采用牛顿拉夫逊在极坐标下的算法，手算分别采 用了牛顿拉夫逊算法和PQ分解法。 2、短路计算的原始材料分析 GGI图 G GI 图2短路系统图 在三相供电系统中，可能发生的主要短路类型有三相短路、二相矩路、两相接地如路和 单相接地短路，三相短路属对称短路，其余三种为不对称短路。在四种短路故障中，出现单 相短路故障的机率最人，三相短路故障的机率最小。但在电力系统中，用三相短路作为最严 重的故障方式，來验算电器设备的运行能力。为了限制发牛短路时所造成的危害和故障范围 的扩大，需要进行短路电流计算，以便校验电气设备的动热稳定性、选择和整定继电保护装 置、确定限流措丿施及选择主接线方案。如图2所示，此系统为两台发电机向负荷供电 的简单系统，短路点只有一个，1节点发生三项短路接地。其短路电流交流分量 初始值的计算条件和近似如下： 1） 对于电源，各台发电机均用X；作为其等值电抗，即假设d轴和q轴等值 电抗均为X；。当短路点远离电源时，可将发电机端电压母线看作恒定电压源， 电压值取为额定电压。 2） 综合性的负荷对短路电流的影响是很难准确计及的，最简单和粗略的处 理方法是不是计负荷，即短路询按空载情况决定次暂态电动势，短路后电网上依 旧不接负荷。 二、拟分析方法 1、 潮流计算求解过程大致可以分为以下步骤： 1） 根据电力系统网络推导电力网络数学模型，给出节点导纳矩阵。 2） 赋予各节点电压变量（直角坐标系形式）初值后，求解不平衡量。 形成雅可比矩阵。 3） 求解的电压变量达到所要求的精度时，再计算各支路功率分布、功率损 耗和平衡节点功率。 4） 求出结果后，进行结果分析。 2、 短路计算应用叠加原理求解过程大致可分为以下步骤： 1） 作出系统在短路前的等值电路图。 2） 分析计算短路前的运行状况以确定短路点开路电压和各待求量的正常分 量值。 3） 计算短路后各待求量的故障分量。 4） 将（2）和（3）的计算结果叠加，得到各待求量的值。 三、计算步骤 1、潮流计算手工计算 1）最简单环式网路等值电路如图3所示。 z? 图3等值电路 2）最简单环式网路进一步化简的等值电路如图4所示。 VA Z23 S2 S3 S1 图4进一步化简的等值电路 2、短路计算手工计算 1）短路系统的等值电路图如图5所示。 图5短路系统等值电路 2）网络化解过程如图6所示。 653am 」 653 am 」 图6网络化解过程 3）具体计算步骤如下: 四、MTLAB计算 1、潮流计算模型 图7潮流计算模型 2、短路计算模型 3、 3、 1）潮流计算的结果 101023Aout?w???11： W117 1 -124 恥115 IFKMIMfA* €lf?MTS “Z0 “?????nt i -IM ?)?Ll?-Wr ft V?Mr?BrUmnai roteH 血 V?b?1MMAte ABC ABCABeABeA 8CABeA8CABCABGA BeA 8C-13 ? s^7t ?lol1l2l3Mlsl6l7l?ltrot1Ht3M?$e”z?tral1ul3MksMActta?pow?f w?m0 GT2UH 5V14^7?ll kV ???? 4 ? UM-IM W1 ?台 VE t3 ?? ?4J *U4 M*J ::3 ::= li S d 賂 T iFa 5 Ara? - 10 10 23 A out?w?? ?11： W 117 1 -124 恥 115 IF KMIMfA* €lf?MTS “Z 0 “?? ???nt i -IM ?)? Ll? -W r ft V?Mr?Br Umnai roteH 血 V?b? 1MM Ate AB