电力系统暂态分析课程设计报告书

电力系统暂态的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电力系统暂态过程的基本概念，掌握暂态过程中的关键参数及其相互影响。

2. 学生能够描述常见电力系统暂态现象，如短路、故障、暂态稳定性问题等，并分析其原因及危害。

3. 学生能够掌握电力系统暂态稳定性分析的基本方法，并运用相关公式进行简单计算。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析实际电力系统暂态问题，提出解决策略。

2. 学生能够通过查阅资料，了解电力系统暂态过程的最新研究动态和发展趋势。

3. 学生能够利用仿真软件对电力系统暂态过程进行模拟，验证所学理论和方法。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统暂态问题的关注和兴趣，激发其探索精神。

2. 增强学生的团队合作意识，使其在分析和解决电力系统暂态问题时，能够积极与他人交流与合作。

3. 培养学生严谨、务实的科学态度，使其在分析问题时，能够充分考虑到实际工况，注重实际应用。

课程性质：本课程为电力系统专业课程，旨在帮助学生深入了解电力系统暂态过程，掌握相关分析方法和解决策略。

学生特点：学生具备一定的电力系统基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，培养其创新意识。

二、教学内容1. 电力系统暂态过程基本概念：包括暂态过程的定义、分类及其在电力系统中的重要性。

- 教材章节：第二章 电力系统暂态过程概述- 内容列举：暂态过程的产生原因、暂态过程的基本类型及其特点。

2. 常见电力系统暂态现象及分析：如短路、故障、暂态稳定性问题等。

- 教材章节：第三章 常见电力系统暂态现象- 内容列举：短路故障的分类及影响、暂态稳定性问题的分析方法及其防治措施。

3. 电力系统暂态稳定性分析：介绍暂态稳定性分析的基本原理、方法和应用。

- 教材章节：第四章 电力系统暂态稳定性分析- 内容列举：暂态稳定性分析的基本理论、时域仿真法、直接法等分析方法。

电力系统的短路计算可以帮助我们防范好多不用要的损失，随着科学技术的睁开，电力已经和人们的生活亲近相关，而成立结构合理的大型电力系统不但便于电能生产与花销的集中管理、一致调换和分配，减少总装机容量，节约动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区公民经济日益增加的用电需要。

电力系统的规模和技术水平已成为一个国家经济睁开水平的标志之一。

电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障，当发生短路时，其短路电流可达数万安致使十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设施受到严重破环。

为使非故障局部从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设施必定有足够的机械强度和热牢固度，开关电气设施必定具备足够的开断能力。

因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行解析，设计计算的重要环节，好多电业设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。

由于电力系统结构复杂，随着生产睁开，技术进步系统日益扩大和复杂化，短路电流计算工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在并行。

我们此次课程设计使用 PSCAD 软件对电力系统进行线路建模，从而计算出不同样短路种类时的短路电流及其波形。

要点字：短路计算； pscad 软件使用；电力系统建模。

目录大纲1 归纳⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 短路故障解析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6不称故障的解析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6三相短路故障解析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7短路流算步⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 3 方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10方案归纳⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10步⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 4 两相短路的仿真解析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12PSCAD 介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12两相短路故障的仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 5⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15参照文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯161课题归纳1.1 课题要求〔1〕经过课程设计是学生掌握电力系统三相短路计算的根根源理和方法；〔2〕掌握并能熟练运用PSCAD/MATLAB仿真软件；〔3〕成立系统三相接线图的仿真过程；〔5〕编写短路计算流程图；〔4〕得出仿真结果。

电力系统分析课程设计报告题目: 电力系统三相对称短路计算专业: 电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导教师:目录电力系统分析........................................................................................................................... - 0 -第一章设计目的与任务 ......................................................................................................... - 2 -1.1设计目的.................................................................................................................... - 2 -1.2设计任务.................................................................................................................... - 2 -第二章基础理论与原理 ......................................................................................................... - 2 -2.1 对称短路计算的基本方法 ....................................................................................... - 2 -2.2 用节点阻抗矩阵的计算方法 ................................................................................... - 4 -2.3 用节点导纳矩阵的计算方法 ................................................................................... - 6 -2.4 用三角分解法求解节点阻抗矩阵 ........................................................................... - 7 -2.5 短路发生在线路上任意处的计算方法 ................................................................... - 8 -第三章程序设计..................................................................................................................... - 9 -3.1 变量说明................................................................................................................... - 9 -3.2 程序流程图............................................................................................................. - 10 -3.2.1主程序流程图 .............................................................................................. - 11 -3.2.2导纳矩阵流程图 .......................................................................................... - 12 -3.2.3三角分解法流程图 ...................................................................................... - 13 -3.3 程序源代码见附录1 ............................................................................................ - 14 -第四章结果分析................................................................................................................... - 14 -第五章收获与建议............................................................................................................... - 15 -参考文献................................................................................................................................. - 17 -附录......................................................................................................................................... - 17 -附录1: 程序源代码..................................................................................................... - 18 - 附录2: 测试系统数据与系统图 ................................................................................... - 23 - 附录3: 测试系统的运行结果- 25 -第一章设计目的与任务1.1设计目的1、加深理解并巩固电力系统发生短路的基本知识。

电力系统暂态课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握电力系统暂态过程的基本概念、分类及特点；2. 理解电力系统暂态稳定性分析的基本原理和方法；3. 了解电力系统暂态过程中的主要影响因素及其作用机理。

技能目标：1. 能够运用所学知识对电力系统暂态过程进行正确分析；2. 能够运用暂态稳定性分析的方法，评估电力系统的稳定性；3. 能够根据实际案例，提出改善电力系统暂态稳定性的措施。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统暂态过程研究的兴趣，激发学生探索精神；2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力；3. 提高学生关注电力系统安全、稳定的意识，树立社会责任感。

本课程针对高年级学生，结合电力系统暂态过程的学科特点，注重理论与实践相结合。

通过本课程的学习，使学生能够深入理解电力系统暂态过程的本质，掌握相关分析方法和技能，为今后从事电力系统运行、维护和管理等工作奠定基础。

同时，培养学生关注社会热点问题，提高解决实际问题的能力。

课程目标的设定旨在使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得全面发展。

二、教学内容1. 电力系统暂态过程基本概念：暂态过程的定义、分类及其在电力系统中的重要性；教材章节：第一章第一节。

2. 电力系统暂态稳定性分析原理：暂态稳定性分析的基本理论、方法及其应用；教材章节：第二章。

3. 电力系统暂态过程中的影响因素：分析电力系统暂态过程中的主要因素，如发电机、变压器、线路等；教材章节：第三章。

4. 暂态稳定性分析的方法与案例：介绍暂态稳定性分析的方法，结合实际案例进行分析；教材章节：第四章。

5. 改善电力系统暂态稳定性的措施：探讨提高暂态稳定性的措施，如励磁系统、PSS、直流输电等；教材章节：第五章。

6. 电力系统暂态过程实验与仿真：组织学生进行暂态过程实验，利用仿真软件进行模拟分析；教材章节：第六章。

教学内容按照课程目标进行科学、系统地组织和安排，注重理论与实践相结合。

教学进度根据教材章节进行制定，确保学生能够在掌握基本理论和方法的基础上，通过实际案例和实验，深入理解电力系统暂态过程及其稳定性问题。

课程设计报告( 2014—2015年度第二学期)名称：电力系统暂态上机计算院系：电气与电子工程学院班级：电气1211学号：1121210205学生姓名：郝阳指导教师：陈艳波设计周数：两周成绩：日期：2015年7月4日一、课程设计的目的与要求巩固电力系统暂态分析理论知识，使学生掌握采用计算机对电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程进行计算的基本方法，并进一步巩固计算机编程能力，为将来从事相关的技术工作打下必要的基础。

二、设计正文（详细内容见附录,用A4纸，页数不限）1．对称短路计算过程流程图和计算结果2．不对称短路计算过程流程图和计算结果3．静态稳定性计算过程流程图和计算结果4．暂态稳定性计算过程流程图和计算结果5．思考题三、课程设计总结或结论本次电力系统暂态上机主要讨论了计算各种类型短路故障下系统网络中的电压电流分布以及电力系统的静态稳定、暂态稳定问题。

通过本次课程设计，本人对电力系统故障分析有了更深刻的理解，电力系统的故障时，大部分电磁量将随时间变化，描述其特性的是微分方程，这给分析计算带来一定困难。

在分析过程中通常尽量避免对微分方程直接求解，而是采用一定的工具和假设使问题得以简化，即把“微分方程代数化，暂态分析稳态化”。

在分析不对称故障时，各相之间电磁量的耦合使问题的分析更为复杂，此时常用的分析方法是采用对称分量法将不对称问题转化为对称问题来求解。

同时我对用来分析电力系统静态稳定的试探法，用来分析电力系统暂态稳定的改进欧拉法有了一些使用心得。

这与手算系统短路电流时使用的网络化简方法大大不同。

在学习中，参照潮流程序，我加深了对节点导纳矩阵建立方法的理解与学习，巩固了不同类型短路的短路电流计算方法，和序电压、序电流，相电压、相电流基于matlab软件的计算。

利用小干扰分析法判别静态稳定可以使用劳斯判据，也可以使用特征根判别的方法。

二者都能够判断，在书中的例题中使用的是劳斯判据，但是，特征根判别放法更适合在matlab软件的环境下使用，因为该软件提供了计算矩阵特征根的函数，使用起来简便易懂。

电力系统分析电力系统暂态实验报告备注：序号（一）、（二）、（三）为实验预习填写项v+-voutv +-vin Continuous pow erguii +-iline Vin1PI Section LineCurrentBreakerclose at 0.02 sec.2.572e5 v60 Hz10 ohms图6-14 Powergui模块参数设置（2）Ac Voltage Source模块：电源电压2.57kV，60Hz，参考实验一，参数设置如图6-15所示。

图6-15 AC Voltage Source模块参数设置（3）电阻：参考实验一，参数设置10欧姆。

（4）Breaker模块：断路器，设置内阻0.001欧姆，0.02秒闭合。

（a）（b）图6-16 Breaker模块参数设置（5）输电线П模型模块（Pi Section Line）：100公里，60Hz,串联电阻0.2568Ω串联感抗2mH ，并联容抗8.6nF 。

（a）(b)图6-17 Pi Section Line（输电线П模型）模块参数设置（6）其余量测元件参考实验一【参考波形】U1与U2电压：图6-18 U1与U2电压波形图输电线电流I line电流响应与局部放大响应：（a）（b）图6-19 输电线电流I line电流响应与局部放大响应五、程序调试及实验总结程序调试：在实验过程中，电阻模块没有注意看实验二电阻值的设定值，把设置成了实验一的电阻值，导致输出波形图跟实验指导给出参考的波形图相差甚大。

后面问了同学更改过来后能输出正确的波形了。

实验总结：通过这一次的实验，让我加深对于电力系统暂态稳定内容的理解，使得我能把课堂理论教学的知识与实践相结合起来，进而提高我对电力系统暂态表现的认识。

也让我通过进行实际操作的过程中，从实验中观察到系统暂态响应发生时的现象和掌握正确处理的措施，并使用用MATLAB/Simulink来观测输出的波形图，并进行分析。

电力系统静态、暂态稳定实验报告一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解3．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施二、原理与说明实验用一次系统接线图如图1所示：图1.一次系统接线图实验中采用直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机 的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽 然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节 器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足 相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的， 因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量(电流、电压、功率、频率)。

为了测量发电机转子与系统的相对位置角(功率角)，在发电机轴上装设了闪光测角装置。

此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

电力系统静态稳定问题是指电力系统受到小干扰后，各发电机能否不失同步恢复到原来 稳定状态的能力。

在实验中测量单回路和双回路运行时，发电机不同出力情况下各节点的电 压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格中。

电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否过渡到新的稳 定状态，继续保持同步运行的问题。

在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为：P1=(Eo X Uo )X sin 6 1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2=(Eo X Uo )X sin b 2/X2； 故障切除发电机功率特性为：P3=(Eo X Uo )X sin 6 3/X3；对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。

课程设计报告( 2014—2015年度第二学期)名称：电力系统暂态上机计算院系：电气与电子工程学院班级：电气1211学号：1121210205学生姓名：郝阳指导教师：陈艳波设计周数：两周成绩：日期：2015年7月4日一、课程设计的目的与要求巩固电力系统暂态分析理论知识，使学生掌握采用计算机对电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程进行计算的基本方法，并进一步巩固计算机编程能力，为将来从事相关的技术工作打下必要的基础。

二、设计正文（详细内容见附录,用A4纸，页数不限）1．对称短路计算过程流程图和计算结果2．不对称短路计算过程流程图和计算结果3．静态稳定性计算过程流程图和计算结果4．暂态稳定性计算过程流程图和计算结果5．思考题三、课程设计总结或结论本次电力系统暂态上机主要讨论了计算各种类型短路故障下系统网络中的电压电流分布以及电力系统的静态稳定、暂态稳定问题。

通过本次课程设计，本人对电力系统故障分析有了更深刻的理解，电力系统的故障时，大部分电磁量将随时间变化，描述其特性的是微分方程，这给分析计算带来一定困难。

在分析过程中通常尽量避免对微分方程直接求解，而是采用一定的工具和假设使问题得以简化，即把“微分方程代数化，暂态分析稳态化”。

在分析不对称故障时，各相之间电磁量的耦合使问题的分析更为复杂，此时常用的分析方法是采用对称分量法将不对称问题转化为对称问题来求解。

同时我对用来分析电力系统静态稳定的试探法，用来分析电力系统暂态稳定的改进欧拉法有了一些使用心得。

这与手算系统短路电流时使用的网络化简方法大大不同。

在学习中，参照潮流程序，我加深了对节点导纳矩阵建立方法的理解与学习，巩固了不同类型短路的短路电流计算方法，和序电压、序电流，相电压、相电流基于matlab软件的计算。

利用小干扰分析法判别静态稳定可以使用劳斯判据，也可以使用特征根判别的方法。

二者都能够判断，在书中的例题中使用的是劳斯判据，但是，特征根判别放法更适合在matlab软件的环境下使用，因为该软件提供了计算矩阵特征根的函数，使用起来简便易懂。

电力系统分析课程设计任务书（2013）电力系统暂态稳定分析一、 原始资料单机无穷大系统如图1所示。

忽略系统所有电气设备的电阻及励磁电抗，各元件折算到系统统一的功率基准下的标幺值参数如下：发电机G ：d 2J 0.238, 0.19,=11.28X X T ′== 变压器T1、T2 ：T1T20.13,0.108X X == 线路L1 ：L 00.293,=5L X X X =线路L2：始端开关闭合，末端开关断开考虑发电机为经典模型，即发电机暂态电抗后电势E ′在暂态过程中保持不变。

故障前发电机向系统注入功率为0P +j 0Q =1.0+j0.1(该值请自选)。

系统0s 时在f 处发生两相短路接地故障（故障类型自选），故障持续时间（故障清除时间）为τ，故障过程中的接地电抗为0，故障点与母线B2间线路电抗为L X ∆，系统的综合阻尼系数D 。

二、 设计内容1、 利用等面积定则和时域仿真方法分析简单系统的暂态稳定性；2、 进行暂态稳定时域仿真方法的程序设计与编写，实现简单系统经受大扰动后的暂态稳定性分析；3、 比较分析系统载荷、故障清除时间、故障严重程度、系统阻尼等因素对暂态稳定性的影响。

图1 单机无穷大系统示意图三、设计成果提交课程设计报告和完整计算程序。

（1）报告阐明设计内容、分析计算过程、最终结论并附必要图表；（2）要求报告书写整齐，条理分明、表达正确、语言简洁；（3）要求计算无误，分析论证过程清楚；（4）根据教学计划，课程设计时间两周。

四、参考资料[1]房大中，贾宏杰.《电力系统分析》，北京：科学出版社，2009[2]Jan Machowski, Janusz W. Bialek, James R. Bumby. POWER SYSTEMDYNAMICS Stability and Control (Second Edition). John Wiley & Sons, Ltd.2008。