电力系统课程设计

电力系统课程设计专业：电气工程及其自动化设计题目：电力系统课程设计班级：电自0942学生姓名：崔冬冬学号： 18指导教师：王彬分院院长：许建平教研室主任：高纯斌电气工程学院一、课程设计任务书1.课程题目电力系统课程设计2.设计内容双端供电网络设计1）设计具体内容、计算参数、总负荷容量等设计数据已给出；1）完成电力网络电能分配设计；2）完成电力网络功率补偿；3）完成电力网络各节点短路故障的计算；4）撰写课程设计报告；5）完成课程设计答辩。

3. 课程设计报告要求课程设计报告应包括以下内容：A、本次设计的主要内容、设计题目、设计目录、供配电网图、补偿结果、短路数据，使用设备清单、设备选择公式、计算过程、选择依据。

B、课程设计总结。

包括本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等。

C、全文不少于3000字。

如出现报告雷同，经查实后抄袭学生成绩按不及格处理。

4.参考资料1.电力系统分析。

2.power world 使用说明书。

5.设计进度（2011年12月1`日至12月15日）时间设计内容第1-2天查阅资料，方案比较、设计与论证，理论分析与计算第3-6天完成电力网络规划第7-11天系统负荷计算、短路计算、功率因素补偿第12-15天绘制图纸、书写报告、答辩6.答疑地点新实验楼 305目录第一章绪论 (4)第二章 Power World软件 (6)2.1 Power World的介绍 (6)2.2 Power World功能 (6)2.2.1 Power World的主要功能 (6)2.2.2 Power World的基本功能 (6)2.2.3 Power World的高级功能 (7)第三章实例及及PowerWorld下仿真 (8)3.1实例题及其计算过程 (8)3.2 PowerWorld下的仿真 (11)第四章课设心得 (16)参考文献： (17)二、评语及成绩.......................... 错误！未定义书签。

第一章绪论随着科学技术的快速发展，出现了各种各样的软件，他们对我们的发展科技起着重要的作用。

众所周知，电力是一个国家永远关注的话题。

同时也是每个国家必不可少的。

电在我们生活中起着特别重要的作用，他给我们带来了光明，没有了电力我们的世界就是一片的黑暗。

我们的生活处处需要用到电，如日光灯的照明，电话的使用，电脑的应用，发电机，电动机等的使用，都是离不开电的，如果没有了电，我们将无法生存，我们的科技将要落后，这样是多么的可怕啊。

就像是我们的生活中缺少了水资源一样，我们是无法生存的。

因此，我们一定要认识到电力的作用，并且保护它。

所以我们要知道电力系统的重要性，电力系统是产生和分配消耗电能的，电力系统——是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷组成的。

是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。

电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。

动力系统——在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。

总装机容量——指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。

年发电量——指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。

最大负荷——指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。

额定频率——按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。

最高电压等级——是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压火电：锅炉－汽轮机－发电机水电：水库－水轮机－发电机核电：核反应堆－汽轮机－发电机其它：如风能、地热能、太阳能、潮汐等。

随着电力系统的发展，我们需要电力系统和计算机相互结合，在计算机功能软件上实现电力系统图的绘画，参数的确定，总负荷容量等设计，电力网络各节点短路故障的计算，实现电力系统图形的仿真等，Power World是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序， Power World可视化程序确切地说是多个产品的集成。

它的核心是一个综合的、强大的潮流计算的软件，它可以有效地求解多达100,000个节点的大型复杂电力系统。

这使得Power World作为一个独立的潮流分析软件包十分有用。

与其他同类商业应用软件不同的是：Power World允许用户通过可缩放的彩色动画单线图来模拟一个系统。

在Power World可视化分析程序中，输电线路的投切、负荷调整、发电机的投退及其各种功能切换以及联络线的建立等等，这一切只需点击鼠标就可完成。

此外，图形和动画演示的广泛使用增加了用户对系统特性、存在的问题和限制条件的理解.并且知道如何采取补救措施。

Power World提供了极为方便的模拟电力系统时间特性的工具。

同样它可以可视化地显示负荷、发电量和联络线功率随时间的变化，以及因此产生的系统运行状况的变化。

这项功能在解释例如电网扩建引起网络结构变化等问题上十分有用。

第二章 Power World软件2.1 Power World的介绍Power World仿真器是美国伊利诺伊大学电气及计算机工程系开发的个基于潮流计算的可视化仿真软件,其强大的对电力系统分析能力及其可视化环境,以及良好的交互性,交互能力和图形化法等特点,使它在胜任严谨的工程分析的同时,适用于向非专业人员演示杂的电力系统运行并计算。

Power World是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序，其设计特点是用户界面友好以及优异的交互性能。

交互能力和可视化方法使它在胜任严谨的电网运行分析的同时，还可以用来向非专业人员阐明电力系统的运行原理和进行专业培训。

V11.0版的Power World集电力系统潮流计算、灵敏度分析、静态安全分析、短路电流计算、经济调度EDC/AGC，最优潮流OPF、无功优化，GIS等。

2.2 Power World功能2.2.1 Power World的主要功能潮流计算、故障分析、电压稳定性分析、最优潮流、事故分析、线性分析、可用传输容量分析等。

2.2.2 Power World的基本功能Power World有两种重要的操作模式，编辑模式和运行模式。

编辑模式用来创建新模型，绘画样列或修改己存在的工程示例；而运行模式则用来模拟演示实际系统，使用程序具有的各种先进的工具对所建立的电力系统模型进行各种可视化分析。

通过点击程序栏的编辑模式和运行模式按钮，可在两者之间随意切换。

每种模式下菜单中的命令不同。

（1）编辑模式下绘制个图形的图形（2）运行模式下的菜单图形2.2.3 Power World的高级功能Power World 可视化分析程序还提供方便快捷的局部菜单，主要有限值监视设定、越限后文本区自动改变颜色、可视化显示内容和参数设定、全屏切换显示和分屏耦合显示、快速查找和定位、鹰眼漫游、负荷预测可视化、考虑气候变化的系统运行状态分析、用户自定义界面、新的插入模板、母线颜色自动选择、动画率可调、饼图和线路颜色的协调等功能。

另外还包括潮流计算收敛性加速算法设定、缺省绘图值功能、过滤选项、常用表达的定义、移相器建模、直流线路建模、在线帮助、系统数据导入导出、自动插入和外挂用户自编程序扩展标准接口等高级功能。

第三章 实例及及PowerWorld 下仿真3.1实例题及其计算过程如图所示110kV 闭式电网，A 点为某发电厂的高压母线，其运行电压为117kV 。

网络各组件参数为： 线路Ⅰ、Ⅱ（每公里）：r 0=0.27Ω，x 0=0.423Ω，b 0=2.69×10-6S 线路Ⅲ（每公里）：r 0=0.45Ω，x 0=0.44Ω，b 0=2.58×10-6S 线路Ⅰ长度60km ，线路Ⅱ长度50km ，线路Ⅲ长度40km 变电所b MVA S N20=，MVA j S 6.005.00+=∆，Ω=84.4T R ，Ω=5.63T X变电所c MVA S N10=，MVA j S 35.003.00+=∆，Ω=4.11T R ，Ω=127T X负荷功率 MVA j S LDb1824+=，MVA j S LDc 912+=试求电力网络的功率分布及最大电压损耗。

110kV 闭式电网 计算过程：解 （1）计算网络参数及制定等值电路。

线路Ⅰ： Ω+=Ω⨯+=I 38.252.1660)423.027.0(j j Z S S B 461061.1601069.2--I⨯=⨯⨯=var 95.1var 1101061.1224M M Q B -=⨯⨯-=∆-I线路Ⅱ： Ω+=Ω⨯+=∏15.215.1350)423.027.0(j j ZS S B 461035.1501069.2--∏⨯=⨯⨯=var 63.1var 1101035.1224M M Q B -=⨯⨯-=∆-∏线路Ⅱ： Ω+=Ω⨯+=I I I 6.171840)44.045.0(j j Z S S B 461003.1401058.2--I I I ⨯=⨯⨯=var 25.1var 1101003.1224M M Q B -=⨯⨯-=∆-I I I变电所b ：()Ω+=Ω+=75.3142.25.6384.421j j Z Tb()MVA j MVA j S b2.11.06.005.020+=+=∆变电所b ：()Ω+=Ω+=5.637.51274.1121j j Z Tc()MVA j MVA j S c 7.006.035.003.020+=+=∆等值电路如图所示（2）计算节点b 和c 的运算负荷。

()MVA j MVA j S Tb 36.218.075.3124.21101824222+=++=∆MVAj MVA j j j j j Q j Q j S S S S B BI ob Tb LDb b 96.1928.24623.0975.02.11.036.218.01824+=--+++++=∆+∆+∆+∆+=I I I()MVA j MVA j S Tc 18.1106.05.637.5110912222+=++=∆ MVAj MVA j j j j j Q j Q j S S S S B B oc Tc LDc c 44.917.12815.0623.07.006.018.1106.0912+=--+++++=∆+∆+∆+∆+=I II I I（3）计算闭式网络的功率分布。

()()()()()MVA j MVAj j j j j Z Z Z Z S Z Z S S c b 79.1564.1813.647.4715.215.1344.917.1275.385.3196.1928.24+=--++-+=++++=*I I I*I I *I *I I*I I I *I I I ()()()()()MVAj MVAj j j j j Z Z Z Z S Z Z S S b c 6.138.1713.647.4738.252.1696.1928.2498.422.3444.1917.12+=--++-+=++++=*I I I *I I *I *I *I I I *I I I MVAj MVA j j S S I 39.2944.366.138.1779.1564.18+=+++=+I IMVAj MVA j j S S c b 4.2945.3644.917.1296.1928.24+=+++=+可见，计算结果误差很小，无需重算。