【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)劃及運行控制提供參考。 Power system analysis?？梢暬娏ο到y(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 年代初期隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一門新興技術(shù)，它融合了計算機技術(shù)中的圖形學(xué)、圖像處理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人機界面等諸多分支。這時的系統(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，實現(xiàn)靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)的可視化和穩(wěn)定運行域的可視化。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、細(xì)膩的三維可視化技術(shù)贏得了科研機構(gòu)、電網(wǎng)規(guī)劃以及調(diào)度和運行人員的格外親睞。 經(jīng)過一段時間的努力， 以漢中地區(qū)電網(wǎng)為 基礎(chǔ) ， 結(jié)合 資料， 對 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， 對漢中電網(wǎng)進(jìn)行了模型簡化 。這時的系統(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，實現(xiàn)靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)的可視化和穩(wěn)定運行域的可視化。這套軟件已經(jīng)應(yīng)用到 42 個國家的 300 多 個國家級電力公司的規(guī)劃、運行、調(diào)度和培訓(xùn)。使用方便、功能強大、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畫單線圖來模擬一個系統(tǒng)。 Power world simulator 提供了極為方便的模擬電力系統(tǒng)時間特性的 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)測可視化、考慮氣候變化的系統(tǒng)運行狀態(tài)分析、用戶自定義界面、新的插入模板、母線顏色自動選擇、動畫率可調(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 仿真選項，單擊打開PWS 選項對話框，如圖 所示。其中較重要的設(shè)置是：潮流計算算法選擇、基準(zhǔn)能力、允許誤差、迭代最大次數(shù)、對電壓控制的設(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)字計算機求解電力系統(tǒng)潮流問題的開始階段，人們普遍采用以節(jié)點導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的高斯 賽德爾迭代法（一下簡稱導(dǎo)納法）。這就需要較大的內(nèi)存量。當(dāng)系統(tǒng)不斷擴大時，這些缺點就更加突出。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?；钴S，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。 潮流計算的發(fā)展趨勢 通過幾十年的發(fā)展，潮流算法日趨成熟。 潮流計算的意義 潮流計算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的一種基本電氣計算 ，常規(guī)潮流計算的任務(wù)是根據(jù)給定的運行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運行狀態(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)正常檢修及特殊運行方式下的潮流計算 ,用于日運行方式的編制 ,指導(dǎo)發(fā)電廠開機方式 ,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算本次的所有分量，顯然在計算第 i 個分量時，已經(jīng)計算出來的最新分量并沒有被利用，從直觀上看，最 新計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)點電壓也是已知的，因而只有 n1 個節(jié)點 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）計算支路功率分布， PV 節(jié)點無功功率和平衡節(jié)點注入功率，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具有一定裕度。 20xx 年漢中電網(wǎng)全年供電量 億千瓦時，增長率 %。但 20xx 年用電客戶報裝情況及漢中市經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況預(yù)測， 20xx 年漢中全網(wǎng)最大負(fù)荷1620~1670 兆瓦，現(xiàn)有的供電電源點已不滿足供電需求。 表 20xx 年度末漢中地區(qū)電網(wǎng)裝機容量統(tǒng)計表 單位：兆瓦 20xx 年度末裝機容量合計 總?cè)萘? 火電 水電 風(fēng)電 其它 座數(shù) 臺數(shù) 容量 座數(shù) 臺數(shù) 容量 座數(shù) 臺數(shù) 容量 座數(shù) 臺數(shù) 容量 座數(shù) 臺數(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) 臺數(shù) 容量 座數(shù) 臺數(shù) 容量 座數(shù) 臺數(shù) 容量 10 34 30 83 141 264 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 37 頁 漢中電網(wǎng)變電規(guī)模簡介 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，變壓器臺數(shù) 12 臺，變電容量 2610 兆伏安； 110 千伏變電站 45 座，變壓器 85 臺，變電容量 兆伏安； 35 千伏變電站 80 座，變壓器 24 臺，變電容量 兆伏安，合計變電總?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 手工計算 主變壓器參數(shù)計算 1) 漢中變主變壓器參數(shù) 變壓器型號： 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： 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 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)線型號為LGJ150，查表得幾何均距為 5m。 3) 具有較強的地區(qū)性特點。為此，電力系統(tǒng)的各個部門應(yīng)加強現(xiàn)代化管理，提高設(shè)備的運行和維護(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，往往會影響設(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) 保證運行人員和電氣設(shè)備工作的安全 保證運行人員和電氣設(shè)備工作的安全是電力系統(tǒng)運行的基本原則。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行，除了進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計外，還須對整個系統(tǒng)實施最佳經(jīng)濟(jì)調(diào)度，實現(xiàn)火電廠、水電廠及核 電廠負(fù)荷的合理分配，同時還要提高整個系統(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)荷運行狀態(tài)。 圖 負(fù)荷有功修改界面 修改后，各節(jié)點放大圖如圖 所示。但內(nèi)網(wǎng)的發(fā)電機出力有待提高，在滿足地區(qū)用電的同時，還有爭取對其它用電量大的地區(qū)輸送一點的電量，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)點短路”，故障分析主畫面中會列出具有全網(wǎng)中所有母線的下拉菜單，用鼠標(biāo)左鍵點中需要的母線即可。 圖 1 號節(jié)點單 相 接地短路 2) 結(jié)果顯示 故障分析計算的結(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算結(jié)果。在矩陣列表中有的三個子列表。如圖 所示。如圖 所示。希望今后能加強學(xué)習(xí)，努力為我國電力行業(yè)出力。一點一滴，無不 留戀 。從小的課題設(shè)計到畢業(yè)設(shè)計，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)運行狀態(tài)可視化技術(shù)綜述 [J].電力系統(tǒng)自動化 ,20xx,(08) [16] 馬仕海 .Discussion on intelligent substation technology ,20xx [17] 蔣席陽 .Discussion on technical analysis of total automa