【正文】 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報告 [鍵入文字 ] 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算 設(shè)計(jì)報告 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 班級： 09 電氣（ 4）班 學(xué)號： 32 號、 34 號 姓名： 禤培正、陳子程 華南理工大學(xué)電力學(xué)院 2020229 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報告 [鍵入文字 ] 目錄 課程設(shè)計(jì)題目：電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算 ............................................................... 1 1 潮流的參數(shù)計(jì)算和標(biāo)幺化 ....................................................................................... 4 線路參數(shù)計(jì)算與標(biāo)幺化 ................................................................................... 4 節(jié)點(diǎn)信息統(tǒng)計(jì) ..................................................................................................... 5 2 采用 MATLAB 計(jì)算電網(wǎng)潮流 ............................................................................. 6 PQ分解法潮流計(jì) 算 .............................................................................................. 6 MATLAB 平臺潮流計(jì)算結(jié)果分析 ......................................................................... 7 3 采用 powerworld 仿真軟件計(jì)算潮流 ..................................................................... 7 PowerWorld 仿真軟件簡介 .................................................................................... 7 PowerWorld 軟件建模與潮流計(jì)算 ......................................................................... 8 PowerWorld 仿真結(jié)果與 Matlab 計(jì)算結(jié)果對比分析 .............................................. 11 4 網(wǎng)絡(luò)變換法求解輸入阻抗與轉(zhuǎn)移阻抗 ................................................................. 12 負(fù)荷、發(fā)電機(jī) 、變壓器、線路等效電容的處理 ................................................... 12 采用網(wǎng)絡(luò)變換法的具體步驟 .............................................................................. 15 求解輸入阻抗和轉(zhuǎn)移阻抗 .................................................................................. 19 求解有功功率傳輸 特性 ..................................................................................... 19 5 故障方案仿真 .......................................................................................................... 20 選定故障 1：節(jié)點(diǎn) 3發(fā)生三相對稱短路 .............................................................. 20 選定故障 2：線路 L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路 ................................................. 26 6 采用等面積法求解極限切除角 ............................................................................. 31 故障方案一 ....................................................................................................... 31 故障方案二 ....................................................................................................... 32 7 基于 PowerWorld，分析三階模型的發(fā)電機(jī)的暫態(tài)過程 ................................... 33 故障方案一：節(jié)點(diǎn) 3 發(fā)生三相對稱短路 ............................................................. 33 故障方案二：線路 L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路 ................................................ 35 8 發(fā)電機(jī)模型及勵磁調(diào)節(jié)參數(shù)對穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響 ......................................... 36 發(fā)電機(jī)模型對穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響 .................................................................... 36 TJ 對穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響 ................................................................................... 38 勵磁參數(shù)對穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響 ....................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 40 附錄： .......................................................................................................................... 40 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報告 1 課程設(shè)計(jì)題目：電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算 姓名：指導(dǎo)教師： 一、 一個 220kV 分網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)如下： 500kV站（ 1）的 220kV母線視為無窮大母線，電壓恒定在 230kV。 圖中，各變電站參數(shù)如下表： 編號 類型 220kV最大負(fù)荷， MVA 1 500kV站 平衡節(jié)點(diǎn) 2 220kV站 250+j40 3 220kV站 380+j90 4 220kV站 280+j85 5 220kV站 420+j95 各線路長度如圖所示。所有線路型號均為 LGJ2*300，基本電氣參數(shù)為： 正序參數(shù)： r = , x = , C = 181。F/km； 零序參數(shù)： r0 = , x0 = , C0 = 181。F/km； 40186。C 長期運(yùn)行允許的最大電流： 1190A。 燃煤發(fā)電廠 G 有三臺機(jī)組，均采用單元接線。電廠 220kV 側(cè)采用雙母接線。發(fā)電機(jī)組主要參數(shù)如下表： 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報告 2 機(jī)組臺數(shù) 單臺容量（ MW） 額定電壓（ EV） 功率因數(shù) 升壓變?nèi)萘縈VA Xd Xd’ Xq Td0’ TJ=2H 3 300 350 8 7 當(dāng)發(fā)電機(jī)采用三階模型時，勵磁環(huán)節(jié)（含勵磁機(jī)和勵磁調(diào)節(jié)器）模型如下 : 圖中參數(shù)如下： TR=0， KA=20， TA=， Te=， KE=1， SE=0， KF=， TF= 不考慮 PSS，即圖中的附加信號 Vs=0。 發(fā)電廠升壓變參數(shù)均為 Vs%=%，變比 。不計(jì)內(nèi)阻和空載損耗。 發(fā)電廠按 PV方式運(yùn)行，高壓母線電壓定值為 ?？紤]該電廠開機(jī)三臺，所有發(fā)電機(jī)保留 10%的功率裕度。發(fā)電廠廠用電均按出力的 7%考慮。 穩(wěn)定仿真中不考慮發(fā)電廠的調(diào)速器和原動機(jī)模型。負(fù)荷采用恒阻抗模型。 二、 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和標(biāo)幺化，形成潮流計(jì)算參數(shù)； 用 Matlab 編制潮流計(jì)算程序，要求采用 PQ 分解法潮流計(jì)算方法。 用 PowerWorld 軟件進(jìn)行潮流計(jì)算并與自己編制的軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核和分析； 用 Matlab 編制穩(wěn)定計(jì)算程序（三臺機(jī)可并聯(lián)等值成一臺機(jī)），發(fā)電機(jī)采用二階經(jīng)典模型，要求給出網(wǎng)絡(luò)變換法求解輸入阻抗和轉(zhuǎn)移阻抗的變換過程圖； 自行選擇 23 種故障方案，給出搖擺曲線，并計(jì)算故障的極限切除時間和極限切除角。與 PowerWorld 軟件的分析結(jié)果進(jìn)行比較校核。 對上面 23 種故障方案，采用等面積定則計(jì)算故障的極限切除角，并分析比較與時域仿真法計(jì)算結(jié)果的差別； 用 Matlab 編制穩(wěn)定計(jì)算程序，發(fā)電機(jī)采用三階模型，并對第 6 步的 23 種故障方案進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，給出搖擺曲線，并計(jì)算故障的極限切除時間；與PowerWorld 軟件的分析結(jié)果進(jìn)行比較校核。 比較兩種模型的仿真結(jié)果，分析發(fā)電機(jī)模型選擇對于穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響，并且分析勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)變化對于穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的影響； 編制課程設(shè)計(jì)報告。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報告 3 三、 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)成果： 2 位同學(xué)為一組，自行分工，但任務(wù)不能重復(fù)； 每位同學(xué)對自己的設(shè)計(jì)任務(wù)編寫課程設(shè)計(jì)說明書一份； 一組同學(xué)共同完成一份完整的設(shè)計(jì)報告； 設(shè)計(jì)說明和報告應(yīng)包含： ? 以上設(shè)計(jì)任務(wù)每一部分的計(jì)算過程和結(jié)果分析； ? 所編制的潮流和穩(wěn)定計(jì)算源程序（主要語句應(yīng)加注釋）； ? 潮流計(jì)算結(jié)果（潮流圖） ? 穩(wěn)定計(jì) 算的功角曲線等； ? 網(wǎng)絡(luò)變換法求解轉(zhuǎn)移阻抗的變換過程圖。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報告 4 1 潮流的參數(shù)計(jì)算和標(biāo)幺化 線路參數(shù)計(jì)算與標(biāo)幺化 1 2 3 4 5 6Z1 2Z2 4Z2 3Z3 6Z5 6Z4 5 圖 電網(wǎng)的等效線路圖 圖 1 是待求解電網(wǎng)的等效線路圖，由已知取基準(zhǔn)功率 100MW，基準(zhǔn)電壓220kV：則有 BB100MW220kV484BBSVZIA??? ??? ???? ?? (1) 線路正序參數(shù)： j 0 . 0 5 4 j0 . 3 0 8 / k M0 . 0 1 1 6μ F / k Mz r xC ? ? ? ? ??? ?? (2) 線路阻抗標(biāo)幺值計(jì)算公式： B* 2BSZ zl V?? (3) 線路導(dǎo)納標(biāo)幺值計(jì)算公式： 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和計(jì)算設(shè)計(jì)報告 5 2B* Bj VY Cl S??? (4) 由于電網(wǎng)線路為雙回路線路，即阻抗值為單回路的一半，導(dǎo)納值為單回路的兩倍。 L12的線路長度為 27km，則 Z12=*（ +） *27/484Ω=(+) Ω B12=2*2**50**106*27*484S= L23的線路長度為 17km，則 Z23=*（ +） *17/484Ω=(+) Ω B23=2*2**50**106*17*484S= L24的線路長度為 6km，則 Z24=*（ +） *6/484Ω=(+) Ω B24=2*2**50**106*6*484S= L45的線路長度為 5km，則 Z45=*（ +） *5/484Ω=(+) Ω B45=2*2**50**106*5*484S= L36的線路長度為 18km，則 Z36=*（ +） *18/484Ω=(+) Ω B36=2*2**50**106