【正文】 方法編寫的軟件已經(jīng)不能滿足越來越復(fù)雜的管理、監(jiān)視、控制系統(tǒng)和日趨龐大的計(jì)算分析工作。利用該軟件進(jìn)行各種故障（短路、斷線）狀況下的模擬運(yùn)行，分析并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，從而為區(qū)域電網(wǎng)的規(guī)劃及運(yùn)行控制提供參考。 Power system analysis。可視化電力系統(tǒng)是目前電網(wǎng)的研究方向之一，是今后電力系統(tǒng)的潮流管理、網(wǎng)絡(luò)控制 、電力市場(chǎng)等的發(fā)展方向。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 可視化技術(shù)是 20 世紀(jì) 90 年代初期隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一門新興技術(shù)，它融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)中的圖形學(xué)、圖像處理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人機(jī)界面等諸多分支。這時(shí)的系統(tǒng)更加復(fù)雜，數(shù)據(jù)成倍增加 ,可視化的要求也愈加迫切。研究中利用傳統(tǒng)的靜態(tài)安全分析和故障排序方法，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)的可視化和穩(wěn)定運(yùn)行域的可視化。無疑地，美國伊利諾斯 (Illinois)大學(xué)學(xué)者 Thomas Jeffrey Over bye 教授和 Mark James Laufenberg 博士開發(fā)的 Power World 大型電力系統(tǒng)可視化程序及其各種附加專業(yè)軟件包以其龐大、靈活的功能和互動(dòng)、細(xì)膩的三維可視化技術(shù)贏得了科研機(jī)構(gòu)、電網(wǎng)規(guī)劃以及調(diào)度和運(yùn)行人員的格外親睞。 經(jīng)過一段時(shí)間的努力， 以漢中地區(qū)電網(wǎng)為 基礎(chǔ) ， 結(jié)合 資料， 對(duì) 漢中電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 進(jìn)行整理 和 分析，在老師的指導(dǎo)下， 通過小組討論的方式， 對(duì)漢中電網(wǎng)進(jìn)行了模型簡(jiǎn)化 。這時(shí)的系統(tǒng)更加復(fù)雜，數(shù)據(jù)成倍增加 ,可視化的要求也愈加迫切。研究中利用傳統(tǒng)的靜態(tài)安全分析和故障排序方法，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)的可視化和穩(wěn)定運(yùn)行域的可視化。這套軟件已經(jīng)應(yīng)用到 42 個(gè)國家的 300 多 個(gè)國家級(jí)電力公司的規(guī)劃、運(yùn)行、調(diào)度和培訓(xùn)。使用方便、功能強(qiáng)大、可視化程度相當(dāng)高。與其他同類商業(yè)應(yīng)用軟件不同的是： Power world simulator 允許用戶通過可縮放的彩色動(dòng)畫單線圖來模擬一個(gè)系統(tǒng)。 Power world simulator 提供了極為方便的模擬電力系統(tǒng)時(shí)間特性的 工具。 Power world simulator 可視化分析程序的上述特性被集成在一起，在軟件安裝完畢后即可領(lǐng)略到它的龐大功能。 除了上述各功能， Power world simulator 可視化分析程序還提供方便快捷的局部菜單（在運(yùn)行圖上右擊鼠標(biāo)），主要有限值監(jiān)視設(shè)定、越限后文本區(qū)自動(dòng)改變顏色、可視化顯示內(nèi)容和參數(shù)設(shè)定、全屏切換顯示和分屏耦合顯示、快速查找 和定位、鷹眼漫游、負(fù)荷預(yù)測(cè)可視化、考慮氣候變化的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析、用戶自定義界面、新的插入模板、母線顏色自動(dòng)選擇、動(dòng)畫率可調(diào)、餅圖和線路顏色的協(xié)調(diào)等功能。電力系統(tǒng)單線圖建模在“編輯模式”下完成，以添加發(fā)電機(jī)元件為例，介紹繪圖方法。選擇和輸出相關(guān)數(shù)據(jù)，再單擊“確定”。下面可以進(jìn) 行仿真環(huán)境和參數(shù)設(shè)置，從菜單欄 選項(xiàng) 仿真選項(xiàng)，單擊打開PWS 選項(xiàng)對(duì)話框，如圖 所示。其中較重要的設(shè)置是：潮流計(jì)算算法選擇、基準(zhǔn)能力、允許誤差、迭代最大次數(shù)、對(duì)電壓控制的設(shè)置等等。因此其數(shù)學(xué)模型不包含微分方程，是一組高階非線性方程。 在用數(shù)字計(jì)算機(jī)求解電力系統(tǒng)潮流問題的開始階段，人們普遍采用以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的高斯 賽德爾迭代法（一下簡(jiǎn)稱導(dǎo)納法）。這就需要較大的內(nèi)存量。當(dāng)系統(tǒng)不斷擴(kuò)大時(shí)，這些缺點(diǎn)就更加突出。牛頓法是數(shù)學(xué)中求解非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。 PQ 分解法在計(jì)算速度方面有顯著的提高，迅速得到了推廣。 近 20 多年來，潮流算法的研究仍然非常活躍，但是大多數(shù)研究都是圍繞改進(jìn)牛頓法和PQ 分解法進(jìn)行的。 潮流計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì) 通過幾十年的發(fā)展，潮流算法日趨成熟。 潮流計(jì)算的意義 潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種基本電氣計(jì)算 ，常規(guī)潮流計(jì)算的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。 (3)正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算 ,用于日運(yùn)行方式的編制 ,指導(dǎo)發(fā)電廠開機(jī)方式 ,有功、無功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案 ,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。 高斯 塞德爾迭代法 在高斯法的每一次迭代過程中是用上一次迭代的全部分量來計(jì)算本次的所有分量，顯然在計(jì)算第 i 個(gè)分量時(shí)，已經(jīng)計(jì)算出來的最新分量并沒有被利用，從直觀上看，最 新計(jì)算出來的分量可能比舊的分量要好些。在這些方程式中，注入功率 Pi 和 Qi 都是給定的，平衡節(jié)點(diǎn)電壓也是已知的，因而只有 n1 個(gè)節(jié)點(diǎn) 的電壓為未知量，從而有可能求得唯一解。在牛頓 拉夫遜法的每一次迭代過程中，非線性問題通過線性化逐步近似。 這就是單變量的牛頓 拉夫遜法。,2,111)(1,1)1(*????)I m( 1 **)()1( ??? ? nj kjpjkpkp UYUQ ?????????????? ????? npjkjpjkpkppppkp UYUjQPYU ,1)(* )()1()1( 1 ??)1(0)1( ?? ?? kppkp UU ??? ? 0?xf0x 0x? ? ? 0 00 ??xxf? ? ? ? ? ?? ? ? ?001039。 （ 9）計(jì)算支路功率分布， PV 節(jié)點(diǎn)無功功率和平衡節(jié)點(diǎn)注入功率，最后輸出結(jié)果，并結(jié)束。工業(yè)用電負(fù)荷及電量增減變化的“晴雨表”，是漢中電網(wǎng)電力供需緊張程度的重要影響因素，占據(jù)漢中電網(wǎng)用電負(fù)荷及電量 70%左右的高耗能負(fù)荷的下降，使得今年前三季度電力供需相對(duì)具有一定裕度。 20xx 年漢中電網(wǎng)全年供電量 億千瓦時(shí)，增長率 %。但 20xx 年用電客戶報(bào)裝情況及漢中市經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況預(yù)測(cè)， 20xx 年漢中全網(wǎng)最大負(fù)荷1620~1670 兆瓦，現(xiàn)有的供電電源點(diǎn)已不滿足供電需求。 表 20xx 年度末漢中地區(qū)電網(wǎng)裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)表 單位：兆瓦 20xx 年度末裝機(jī)容量合計(jì) 總?cè)萘? 火電 水電 風(fēng)電 其它 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 181 381 0 0 0 176 373 380 0 0 0 5 8 110 千伏 35千伏 10 千伏以下 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 10 34 30 83 141 264 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 37 頁 漢中電網(wǎng)變電規(guī)模簡(jiǎn)介 截止 20xx 年末，漢中地區(qū)電網(wǎng) 35 千伏及以上變電總規(guī)模如下： 330 千伏變電站共五座（其中勉鋼變?yōu)榇笥脩糇冸娬荆?,分別為漢中變、武侯變、洋縣變、順正變和勉鋼變，變壓器臺(tái)數(shù) 12 臺(tái)，變電容量 2610 兆伏安； 110 千伏變電站 45 座，變壓器 85 臺(tái)，變電容量 兆伏安； 35 千伏變電站 80 座，變壓器 24 臺(tái)，變電容量 兆伏安，合計(jì)變電總?cè)萘?兆伏安。 表 20xx 年度末漢中地區(qū)電網(wǎng)輸電規(guī)模統(tǒng)計(jì)表 單位：千米 總規(guī)模 330 千伏 110千伏 35 千伏 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 220 13 111 96 手工計(jì)算 主變壓器參數(shù)計(jì)算 1) 漢中變主變壓器參數(shù) 變壓器型號(hào)： OSFPSZ7240000/330 ；額定容量 (MVA) ： 240MVA ；額定電壓：345? 8?%/121/35KV。 5) 勉鋼變主變壓器參數(shù) 變壓器型號(hào)： SFSZ150000/330 ；額定容量 (MVA) ： 150MVA ；額定電壓：345? 8?%/。)32( ?????????????????? ??NNk SSpp (kw) 各繞組的短路損耗為： ? ? ? ? 2 2 21 3 0 05932121 )32()31()21(1 ??????? ??? kkkK pppP (kw)? ? ? ? )32()31()21(2 ??????? ??? kkkK pppP (kw) ? ? ? ? 2 2 21 3 0 02121 )21()32()31(2 ??????? ??? kkkK pppP (kw) 由此得各繞組的電阻為： ?????? 634 23 223 2 111 NNKT SUPR ?????? 23 223 2 222 NNKT SUPR ?????? 23 223 2 333 NNKT SUPR 由此得各繞組的電阻的標(biāo)幺值為： 00 05 5 10 063 2211 ??????NBTT U SRR 00 04 5 10 048 2222 ??????NBTT U SRR 00 15 5 10 082 223*3 ?????NBTT U SRR 求各繞組短路電壓百分?jǐn)?shù)： ? ? %( % ) ]( % )( % )[21( % ) )32()31()21(1 ??????? ??? UUUU KKKK? ? %( % ) ]( % )( % )[21( % ) )31()32()21(2 ??????? ??? UUUU KKKK ? ? %( % ) ]( % )( % )[21( % ) )21()32()31(3 ??????? ??? UUUU KKKK求各繞組的電抗： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 37 頁 ?????? 22 111 ( % ) N NKT SUUX ?????? 02 4 01 0 0 3 3 001 0 0 22 222 ( % )SUUNNKTX ?????? 9 9 1 6 32 4 01 0 0 3 3 0 0 22 333 ( % )SUUNNKTX 求各繞組的電抗的標(biāo)幺值： 0 8 9 4 5 1 0 05 4 0 0 6 221*1 ????? U SXXNBTT 0345 1000 222*2 ????? U SXXNBTT 2 2 1 4 5 1 0 09 9 1 6 3 223*3 ????? U SXXNBTT 求電導(dǎo)： ?????? ? 623213 0 3 010 1 3 010 UPGNT 求電導(dǎo)的標(biāo)幺值： 262* ????? ?SUGGBNTT 通過以上方法，計(jì)算各主變壓器參數(shù)，并在注入搭建好的模型中。 (5） 220kv 石洋線：導(dǎo)線的額定截面積 300 2mm ，導(dǎo)線長度為 ，導(dǎo)線型號(hào)為LGJQ300，查表得幾何均距為 6m。 (9） 110kv 峽勉線：導(dǎo)線的額定截面積 150 2mm ，導(dǎo)線長度為 ，導(dǎo)線型號(hào)為LGJ150，查表得幾何均距為 5m。 3) 具有較強(qiáng)的地區(qū)性特點(diǎn)。為此，電力系統(tǒng)的各個(gè)部門應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代化管理，提高設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)質(zhì)量。當(dāng)系統(tǒng)的頻率、電壓和波形不符合電氣設(shè)備的額定值要求時(shí)，往往會(huì)影響設(shè)備的正常工作，危及設(shè)備和人身安全，影響用戶的產(chǎn)品質(zhì)量等。 ，中小容量系統(tǒng)允許頻率偏差177。 7％，電壓波形總畸變率不大于 4％； 380V/220V 線路額定電壓允許偏差177。 4) 保證運(yùn)行人員和電氣設(shè)備工作的安全 保證運(yùn)行人員和電氣設(shè)備工作的安全是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本原則。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，除了進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)外，還須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施最佳經(jīng)濟(jì)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)火電廠、水電廠及核 電廠負(fù)荷的合理分配，同時(shí)還要提高整個(gè)系統(tǒng)的管理技術(shù)水平。 陜西漢中市全市用電負(fù)荷再次突破 100 萬千瓦，達(dá)到 109 萬千瓦，電網(wǎng) 繼續(xù)處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。 圖 負(fù)荷有功修改界面 修改后，各節(jié)點(diǎn)放大圖如圖 所示。但內(nèi)網(wǎng)的發(fā)電機(jī)出力有待提高，在滿足地區(qū)用電的同時(shí)，還有爭(zhēng)取對(duì)其它用電量大的地區(qū)輸送一點(diǎn)的電量，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。下面就以交流線短路為例，進(jìn)行分析。 1) 故障設(shè)置 在“短路位置” 選擇“節(jié)點(diǎn)短路”，故障分析主畫面中會(huì)列出具有全網(wǎng)中所有母線的下拉菜單，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中需要的母線即可。 圖 1 號(hào)節(jié)點(diǎn)單 相 接地短路 2) 結(jié)果顯示 故障分析計(jì)算的結(jié)果可以以表格的形式或 EXCEL 的形式輸出，還可以在單線圖上顯示短路計(jì)算結(jié)果。在矩陣列表中有的三個(gè)子列表。如圖 所示。如圖 所示。希望今后能加強(qiáng)學(xué)習(xí)，努力為我國電力行業(yè)出力。一點(diǎn)一滴，無不 留戀 。從小的課題設(shè)計(jì)到畢業(yè)設(shè)計(jì)，從選題到定稿，都包含著老師 們 大量的心血和極大地理解和支持。 再見了，我的校園！還記得第一次軍訓(xùn)，每天都要早早地硬著頭皮爬起床，接受著嚴(yán)格的訓(xùn)練，展示著軍人的風(fēng)范。在這里我不斷的成長著，感謝您，一個(gè)讓我生活四年，喜歡四年的母校。20xx 年云南電力技術(shù)論壇論文集[C],20xx [15] 劉嬈 ,李衛(wèi)東 ,呂陽 .電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)可視化技術(shù)綜述 [J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化 ,20xx,(08) [16] 馬仕海 .Discussion on intelligent substation technology ,20xx [17] 蔣席陽 .Discussion on technical analysis of total automa