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发电厂的一次设计

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广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称电力系统分析课程设计题目名称复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计学系学部机械电气学部专业班级 06电气工程及其自动化一班学号 062073序号 01学生姓名刘小波指导教师罗洪霞2009年06月25日广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书一、课程设计（论文）的目的通过一个课程设计，巩固和加深对课程所学理论知识的理解，培养学生分析问题和独立解决实际问题的能力，使学生掌握初步的电力系统的分析、设计、计算和选型能力。

二、课程设计（论文）的要求与数据设计一个电力系统潮流网络线路，利用牛顿－拉夫逊法求解网络。

要求自行设计相关电路，并编写出MATLAB程序。

三、课程设计（论文）应完成的工作设计电路，完成潮流算法，并编写程序四、课程设计（论文）进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1] 张伯明高等电力网络分析北京：清华大学出版社 1996[2] 王宪荣潮流与最优潮流的研究哈尔滨工业大学博士论文 1990[3] 于永源电力系统分析北京：中国电力出版社 2007[4] 杨以涵电力网及电力系统北京：中国工业出版社 1961发出任务书日期： 2009年 06 月02 日指导教师签名：计划完成日期： 2009年 06 月26日教学单位责任人签章：复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计摘要牛顿－拉夫逊法是目前广泛采用的解非线性方程式组的迭代方法，也是目前广泛采用的电力系统潮流的计算机算法。

Mat lab是一种交互式、面向对象的程序设计语言，广泛应用于工业界与学术界，主要用于矩阵的运算，同时在数值分析、数字信号处理等方面也具有强大的功能。

关键词牛顿－拉夫逊法迭代法收敛Mat lab牛顿－拉夫逊法是目前广泛采用的解非线性方程式组的迭代方法，也是目前广泛采用的电力系统潮流的计算机算法，其收敛性好，但是对初始值的要求比较严格，否则迭代过程可能不收敛。

一．牛顿拉夫逊法的求解过程1.给定节点电压的初始值e(0),f(0).2.将以上初始值代入下式，求出修正方程式常数项向量ΔP(0),ΔQ(0),ΔV(0)( I =1,2,3,……，n)3.将电压初值代入到下式，əΔP(I)/ ə f(I) əΔP(I)/ ə e ( I )J（0）＝əΔQ(I)/ ə f(I) əΔQ(I)/ ə e (I)求出修正方程系数矩阵（雅可比矩阵）的个元素，当j ≠ I 时，矩阵中的非对角元素是əΔP(I)/ ə e(j)= - əΔQ(I)/ ə f(j)=-(G(I, j)e(I)+B(I, j)f(I))əΔP(I)/ ə f(j)= əΔQ(I)/ ə e(j)= G(I, j)e(I)-B(I, j)f(I)əΔV(I)/ ə e(j)= əΔV(I)/ ə f(j)=0当j＝I时，矩阵中的对角元素是əΔP(I)/ ə e(I)=-Σ(G(I ,j)e(j)- B(I, j)f(j))- G(I, I)e(I)-B(I ,I)f(I)əΔP(I)/ ə f(I)= -Σ(G(I ,j)f(j)-+B(I, j)e(j))+B(I, I)e(I)-G(I, I)f(I)əΔQ(I)/ ə e(I) =Σ(G(I ,j )f(j)-+B( I, j)e(j))+B(I, I)e(I)-G(I, I)f(I)əΔQ(I)/ ə f(I)= -Σ(G(I, j)e(j)- B( I, j)f(j))-+G(I, I)e(I)+B( I,I )f(I)əΔV(I)/ ə e(I)=-2e(I)əΔV(I)/ ə f(I)=-2f(I)4.解修正方程式，求出修正量5.修正个电的电压e(1)=e(0)+Δ e (0)f(1)=f(0)+ Δ f(0)6.将e（1），f（1）再代入2中的式中求出ΔP(1), ΔQ(1, ΔV(1))。

7.校验是否收敛，其收敛条件是∣f(k)∣=∣ΔP(k),ΔQ(k)∣<ε。

8.如果收敛，就进一步计算各段电力线路潮流和平衡节点功率，如果不收敛则第三步进行下一次迭代，知道收敛为止。

二．以直角坐标形式求解的牛顿拉夫逊法网络接线图1所示，各支路导纳均以标么值标于图中。

节点注入功率分别为：S1＝0.20+j0.20，S2＝-0.45-j0.15，S3＝-0.40-j0.05，S4＝-0.60-j0.10，其中节点1连接的是实际上相当于给定功率的发电厂。

设节点5电压保持定值，V5=1.06运用牛顿－拉夫逊法计算该系统的潮流分布。

计算各个节点电压修正量不大于10-5。

解：图1中，节点n5为平衡节点，其余4个都为PQ节点，根据支路数据计算出节点导纳矩阵Y n ，结果为：10.833 32.415 -1.667 -5.000 -1.667 -5.000 -2.500 -7.500 -5.000 -15.000-32.415 10.833 5.000 -1.667 5.000 -1.667 7.500 -2.500 15.000 -5.000-1.667 -5.000 12.917 38.695 -10.000 -30.000 0.000 0.00 -1.250 -3.7505.000 -1.667 -38.695 12.917 30.000 -10.000 0.000 0.00 3.750 -1.250 -1.667 -5.000 -10.000 -30.000 12.917 38.695 -1.250 -3.750 0.000 0.005.000 -1.667 30.000 -10.000 -38.695 12.917 3.750 -1.250 0.000 0.00 -2.500 -7.500 0.000 0.00 -1.250 -3.750 3.750 11.210 0.000 0.007.500 -2.500 0.000 0.00 3.750 -1.250 -11.210 3.750 0.000 0.00-5.000 -15.000 -1.250 -3.750 0.000 0.00 0.000 0.00 6.250 18.695 15.000 -5.000 3.750 -1.250 0.000 0.00 0.0 0. -18.695 6.250取电压初值为：VI（0）=1.0（I=2，3，4）θ I （0）=0.0 （I=1，2，3，4，5）第一次迭代情况如下：（1）节点功率计算值为P1（0）=0.254 P2（0）=-0.158 P3（0）=-0.083 P4（0）=-0.125Q2（0）=-0.5300，Q3（0）=-0.3050，Q4（0）=-0.4150（2）节点功率失配量为ΔP 1（0） =-0.054，ΔP 2（0） =-0.158，ΔP 3（0） =-0.317，ΔP 4（0） =-0.475 ΔQ 2（0） =-0.380，ΔQ 3（0） =-0.255，ΔQ 4（0） =-0.315（3）雅可比矩阵为（4）修正方程为解得(5)第一次迭代的结果为收敛情况的判断，如果最大残差的绝对值满足max ∣〔ΔPI ，ΔQI 〕∣＜ε＝0.0001，则结束迭代计算过程，输出计算结果，否则继续迭代过程。

经过四次迭代，最大输出功率残三．Mat lab 编程设计Mat lab 是一种交互式、面向对象的程序设计语言，广泛应用于工业界与学术界，主要用于矩阵的运算，同时在数值分析、数字信号处理等方面也具有强大的功能。

下面就上题运用Mat lab 编程以极坐标来解答 源程序： >> Clear>>G(1,1)=10.834;B(1,1)=-32.500;G(1,2)=-1.667;B(1,2)=5.000;G(1,3)=-1.667; be(1,3)=5.000;G(1,4)=-2.500;B(1,4)=7.5000;G(1,5)=-5.000;B(1,5)=15.000;G(2,1)=-1.667;B(2,1)=5.000;G(2,2)=12.917;B(2,2)-38.750;G(2,3)=-10.000;B(2,3)=30.0000;G(2,4)=0;B(2,4)=0;G(2,5)=-1.250;B(2,5)=3.750;B(3,1)=5.000;G(3,1)=-1.667;G(3,2)=-10.000;B(3,2)=30.000;G(3,3)=12.917;B(3,3)=-38.750;G(3,4)=-1.250;B(3,4)=3.750;G(3,5)=0;B(3,5)=0;G(4,1)=-2.500;B(4,1)=7.500;G(4,2)=0;B(4,2)=0;G(4,3)=-1.250;B(4,3)=3.750;G(4,4)=3.750;B(4,4)=-11.250;G(4,5)=0;B(4,5)=0;G(5,1)=-5.000;B(5,1)=15.000;G(5,2)=-1.250;B(5,2)=3.750;G(5,3)=0;B(5,3)=0;G(5,4)=0;B(5,4)=0;G(5,5)=6.250;B(5,5)=-18.750; Y= G+ j*B;>> θ(1)=0;θ(2)=0;θ(3)=0;θ(4)=0;>> u(1)=1.0;u(2)=1.0;u(3)=1.0;u(4)=1.0;>> p(1)=0.20;q(1)=0.20;p(2)=-0.45;q(2)=-0.15;>> p(3)=-0.40;q(3)=-0.50;p(4)=-0.60;q(4)=-0.10;>> k=0; precision =1;>> N1=4; %the N1 Is the amount of the PQ bus>> While precision>0.00001Θ (5) =0; u (5) =1.06;For m=1:N1For n=1:N1+1pt(n)=u(m)*u(n)*(G(m ,n )*co s(θ(m)-θ(n))+B(m, n )*sin(θ(m)-θ(n)));qt(n)=u(m)*u(n)*(G(m ,n )*sin(θ(m)-θ(n))-B(m ,n )* co s (θ(m)-θ(n)));Endpp (m) =p (m)-sum (pt); q q (m) =q (m)-sum (qt);EndFor m=1:N1For n=1:N1+1h0(n)=u(m)*u(n)*(G(m ,n )*sin(θ(m)-θ(n))-B(m ,n )*co s(θ(m)-θ(n)));n0(n)=-u(m)*u(n)*(G(m ,n )*co s(θ(m)-θ(n))+B(m ,n )*sin(θ(m)-θ(n)));j0(n)=-u(m)*u(n)*(G(m ,n )*co s(θ(m)-θ(n))+B(m ,n )*sin(θ(m)-θ(n)));L0(n)=-u(m)*u(n)*(G(m ,n )*sin(θ(m)-θ(n))-B(m ,n )*co s(θ(m)-θ(n)));EndH(m ,m )=sum(h0)-u(m)^2*(G(m ,m )*sin(θ(m)-θ(m))-B(m ,m )*co s(θ(m)-θ(m))); N(m, m )=sum (n0)- 2*u(m)^2*G(m, m )+ u(m)^2*(G(m, m)*co s(θ(m)-θ(m))+B(m ,m )*si n(θ(m)-θ(m)));J(m ,m )=sum(j0)+u(m)^2*(G(m ,m )*co s(θ(m)-θ(m))+B(m ,m )*sin(θ(m)-θ(m))); L(m ,m )=sum(L0)+2*u(m)^2*B(m ,m )+u(m)^2*(G(m ,m )*sin(θ(m)-θ(m))-B(m ,m )*co s(θ(m)-θ(m)));EndFor m=1:N1JJ (2*m-1, 2*m-1) =H (m, m); JJ (2*m-1, 2*m) =N (m, m);JJ (2*m, 2*m-1) =J (m, m); JJ (2*m, 2*m) =L (m, m);EndFor m=1:N1For n=1:N1If m==nElseH(m ,n )=-u(m)*u(n)*(G(m ,n )*sin(θ(m)-θ(n))-B(m ,n )*co s(θ(m)-θ(n)));J(m ,n )=u(m)*u(n)*(G(m ,n )*co s(θ(m)-θ(n))+B(m ,n )*sin(θ(m)-θ(n)));N (m, n) =-J (m, n); L (m, n) =H (m, n);JJ (2*m-1, 2*n-1) =H (m, m); JJ (2*m-1, 2*n) =N (m, n);JJ (2*m, 2*n-1) =J (m, m); JJ (2*m, 2*n) =L (m, n);EndEndFor m=1:N1PP (2*m-1) =pp (m); PP (2*m) =qq (m);EndUp=-Inv (JJ)*PP'; precision=max (abs (up));For n=1:N1Θ (n) =θ (n) +up (2*n-1);U (n) =u (n) +up (2*n);Endk=k+1;EndK-1, θ’, u’%the following program is used to calculate the S5 and SonFor n=1:N1+1U (n) =u (n)*(co s (θ (n)) +j*sin (θ (n)));EndFor m=1:N1+1I (m) =Y (5, m)*U (m);EndS5=U (5)*sum (conj (I))For m=1:N1+1For n=1:N1+1S (m ,n ) =U (m)*(conj (U (m))-conj (U (n)))*conj (-Y (m ,n ));EndEndS四.结论在该课程设计中，针对节点功率平衡方程，运用了牛顿拉夫逊法求解，过程当中以迭代法为基础，通过建立Y矩阵、雅可比矩阵等，采用逐级迭代得到节点电压的数值解。

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《电气一次部分》课程设计报告---发电厂设计

《电气一次部分》课程设计报告---发电厂设计

《电气一次部分》课程设计报告摘要随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。

电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。

电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。

而火力发电是电力工业发展中的主力军，截止2006年底，火电发电量达到48405万千瓦，越占总容量77.82%。

由此可见，火力电能在我国这个发展中国家的国民经济中的重要性。

该设计主要从理论上在电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择、配电装置的布局、防雷设计、发电机、变压器和母线的继电保护等方面做详尽的论述，并与火力发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证火电厂实际设计的合理性与经济性。

采用软件绘制了大量电气图和查阅相关书籍，进一步完善了设计。

关键词:发电机变压器断路器主接线目录荆楚理工学院课程设计任务书........................................................................ 错误!未定义书签。

1本设计的主要内容 (3)1.1 原始资料分析 (3)1.2对原始资料分析 (4)2 电气主接线设计 (4)2.1 电气主接线的基本要求 (4)2.2 电气主接线的分析 (5)2.3 主接线的方案选择 (7)3厂用电的设计 (9)3.1厂用负荷分类 (9)3.2厂用电的电压等级 (10)3.3对厂用电接线的基本要求 (10)3.4 火力发电厂厂用电接线的设计 (11)4发电机和变压器的选择 (12)4.1概述 (12)4.2发电机型号的确定 (12)4.3主变压器容量和形式的选择 (12)4.4联络变压器的选择 (16)4.5 厂用变压器的选择 (16)5 短路电流的计算 (18)5.1短路计算的基本假定和计算方法 (18)5.2 短路等值电抗电路及其参数计算 (20)6电气设备的选择 (25)6.1电气设备选择的一般原则 (25)6.2电气设备选择的一般条件 (25)6.3高压断路器的选择(QF) (26)6.4高压隔离开关的选择(QS) (28)6.5电流互感器的选择(TA) (30)6.6 电压互感器的选择(TV) (32)6.7 避雷器的选择 (33)7主接线详图 (35)结束语 (36)1本设计的主要内容1.1 原始资料分析（1）发电厂建设规模和型号；类型：凝汽式火力发电厂；装机容量：装机2台，容量分别为300MW*2；年利用小时数为6000h/a ；（2）所选发电机组的型号与参数；根据设计书的要求选用的发电机容量为300MW ，选择发出的电压为18KV ，所以选择发电机型号为QFSN-300-2。

发电厂电气一次部分设计-2300MW

发电厂电气一次部分设计-2300MW

发电厂电气一次局部设计-2×300MW引言本设计是对 2 某300MW 总装机容量为 6000MW 的凝汽式区域性火电厂进展电气一次局部及其厂用电高压局部的设计，它主要包括了四大局部，分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择。

其中具体描述了主接线的选择、短路电流的计算和电气设备的选择，从不同的短路状况进展分析和计算，对不同的短路参数来进展不同种类设备的选择，并对设计进展了理论分析。

设计电厂为大型凝气式火电厂，其容量为 2 某300=600MW,最大单机容量为 300MW，即具有大中型容量的规模、大中型机组的特点。

当电厂全部机组投入运行后，将占电力系统总容量600/6000≈10%，没有超过电力系统的检修备用容量为 8%~15%和事故备用容量为 10%的限额，说明该电厂在将来电力系统中不占主导作用和主导地位，主要供给地区用电。

发电厂运行方式及年利用小时数直接影响着主接线设计。

从年利用小时数看，该电厂年利用小时数为 6500h/a，远大于我国电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数 5000h/年；又为火电厂，所以该发电厂为带基荷的发电厂，在电力系统占比较重要的地位，因此，该厂主接线要求有较高的牢靠性；从负荷特点及电压等级可知，该电厂具有110KV 和220KV 两级电压负荷。

110KV 电压等级有 8 回架空线路，担当一级负荷，最大输送功率为 110MW,最大年利用小时数为 4000h/a，说明对其牢靠性有肯定要求；220KV 电压等级有 10 回架空线路，担当一级负荷，最大输送功率为500MW，最大年利用小时数为 4500h/a,其牢靠性要求较高，为保证检修出线断路器不致对该回路断电，拟承受带旁路母线接线形式。

2、电气主接线3、2.1、主接线方案的选择2.1.1方案拟定的依据第1 页共13 页对电气主接线的根本要求，概括的说应当包括牢靠性、敏捷性和经济性三方面。

3×100MW火力发电厂毕业设计(1)

3×100MW火力发电厂毕业设计(1)

目录前言第一章电气主体接线的方案论证及设计-------------------------------------第一节6~220KV主接线------------------------------------------------------------------ 第二节主接线设计------------------------------------------------------------------------- 第三节主变压器和发电机中心点接地方式-------------------------------------------第二章厂用电接线设计--------------------------------------------------------------第一节厂用电接线总的要求------------------------------------------------------------- 第二节厂用电压等级---------------------------------------------------------------------- 第三节厂用母线分段---------------------------------------------------------------------- 第四节高压厂用工作电源引线方式---------------------------------------------------- 第五节厂用备用电源的相关设计-------------------------------------------------------第三章火力发电厂的主要设备---------------------------------------------------- 第四章火力发电厂短路电流计算------------------------------------------------第一节110~220KV系统短路电流的计算--------------------------------------------- 第二节6KV厂用电系统的短路电流的计算------------------------------------------第五章火电厂一次设备的选择---------------------------------------------------第一节电气一次设备的选择与校验--------------------------------------------------- 第二节导体的设计------------------------------------------------ 第三节电压互感器和电流互感器的选择------------------------------第六章火电厂防雷与接地规划----------------------------------第七章继电保护------------------------------------------------------------------------第一节概述-------------------------------------------------------------------------------- 第二节发电机的继电保护--------------------------------------------------------------- 第三节变压器的磁电保护--------------------------------------------------------------- 第四节母线的继电器保护---------------------------------------------------------------第八章仪表规划----------------------------------------------------------------------- 后记--------------------------------------------------------------------------------------------- 参考文献毕业设计任务书年月日第一章电气主体接线的方案论证及设计发电厂的电气主接线是高压电器设备通过接线组成的汇集分配和输送电能的电路。

电力工程设计手册 24 火力发电厂电气一次部分

电力工程设计手册 24 火力发电厂电气一次部分

电力工程设计手册 24 火力发电厂电气一次部分一、概述本手册《电力工程设计手册 24 火力发电厂电气一次部分》是一本详细介绍火力发电厂电气一次部分设计的综合性手册。

本手册旨在为电气设计师提供有关火力发电厂电气一次部分的设计原则、方法、规范和标准，以便他们能够更好地完成火力发电厂电气一次部分的设计工作。

二、设计原则1. 安全性：电气一次部分的设计必须遵循安全原则，确保电厂的安全运行。

2. 经济性：在满足安全性的前提下，应尽可能降低电气一次部分的设计成本。

3. 可靠性：应采用高质量的电气设备，确保电厂电气一次部分的稳定运行。

4. 可维护性：应设计易于维护和检修的电气系统，以降低维护成本。

三、设计内容1. 电源系统：包括电源的选择、电源系统的配置和电源系统的保护。

2. 配电系统：包括配电线路的选择、配电设备的配置和配电系统的保护。

3. 变压器：包括变压器类型、容量、台数的选择，以及变压器的安装位置和保护。

4. 高压开关设备：包括高压开关柜的类型、规格、配置，以及高压开关设备的保护和控制。

5. 低压开关设备：包括低压配电柜的类型、规格、配置，以及低压开关设备的控制和保护。

6. 电缆和母线：包括电缆的选择、敷设方式和母线的配置。

7. 防雷和接地：包括防雷系统的设计、接地系统的配置和接地电阻的测量。

四、设计方法1. 计算和校核：根据火力发电厂的需求和规范，进行电气一次部分的计算和校核，确保设计的合理性和可行性。

2. 图纸和说明：根据设计内容，绘制相应的图纸，并编写相应的设计说明，以确保其他专业人员能够理解设计意图。

3. 设备选型：根据设计要求，选择合适的电气设备，并进行成本效益分析，以确保选择的设备既满足设计要求，又具有经济性。

五、设计规范和标准1.《电力工程设计规范》：这是电气一次部分设计的基本规范，规定了电气一次部分的设计原则、方法、规范和标准。

2.《电气装置安装工程设计规范》：这是电气一次部分设计的具体规范，规定了电气一次部分的具体设计和安装要求。