课程设计--《电力系统分析课程设计》设计任务书(01潮流)

目录电力系统编程潮流计算 (2)1 设计任务及初步分析 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 初步分析 (2)2 牛顿-拉夫逊法简介 (3)2.1概述 (3)2.2 一般概念 (3)2.3 潮流计算的修正方程 (4)2.4 直角坐标表示的修正方程 (4)3 程序设计 (8)3.1 程序流程图 (8)3.2 源程序 (8)3.3 结果及分析 (16)4 小结 (17)参考文献 (18)电力系统编程潮流计算1 设计任务及初步分析1.1 设计任务条件：节点数：3 支路数：3 计算精度：0.00010支路1：0.0300+j0.09001┠—————□—————┨2支路2：0.0200+j0.09002┠—————□—————┨3支路3：0.0300+j0.09003┠—————□—————┨1节点1：PQ节点，S（1）=-0.5000-j0.2000节点2：PQ节点，S（2）=-0.6000-j0.2500节点3：平衡节点，U（3）=1.0000∠0.0000要求：编写程序计算潮流1.2 初步分析潮流计算在数学上可归结为求解非线性方程组，其数学模型简写如下：2 牛顿-拉夫逊法简介2.1概述牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。

这种方法的特点就是把对非线性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。

牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。

因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。

而所谓“某一邻域”是指雅可比方向均指向解的范围，否则可能走向非线性函数的其它极值点，一般来说潮流由平电压即各母线电压(相角为0，幅值为1)启动即在此邻域内。

2012-2013学年度下学期电力系统分析课程设计电力系统的潮流计算和短路故障的计算机算法程序设计专业电气工程及其自动化姓名学号班级0310405指导教师钟建伟2013年4月14日信息工程学院课程设计任务书目录1电力系统图及初步分析 ........................ 错误!未指定书签。

1.1电力系统图及设计任务................... 错误!未指定书签。

1.2初步分析 ................................ 错误!未指定书签。

2牛顿-拉夫逊法简介............................ 错误!未指定书签。

2.1概述..................................... 错误!未指定书签。

2．2一般概念............................... 错误!未指定书签。

2.3潮流计算的修正方程..................... 错误!未指定书签。

2.4直角坐标表示的修正方程 ................ 错误!未指定书签。

3程序设计...................................... 错误!未指定书签。

3.1程序流程图.............................. 错误!未指定书签。

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3.2潮流计算程序运行结果如下：............ 错误!未指定书签。

二．三相短路计算 .................................. 错误!未指定书签。

2.1计算原理：利用节点阻抗矩阵计算短路电流 . 错误!未指定书签。

注意：上述计算方法以及公式来源于电力系统分析上册P136-P137 ..................................... 错误!未指定书签。

2.2三相短路计算流程图：...................... 错误!未指定书签。

电力糸统分析课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电力系统的基本概念、组成及运行原理，理解电力系统中各元件的功能和相互关系。

2. 帮助学生了解电力系统的分析方法，包括潮流计算、短路计算和稳定性分析等，并能运用相关公式进行简单计算。

3. 使学生了解电力系统的优化与控制方法，提高电力系统的运行效率。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际电力系统问题的能力，如进行电力系统的故障分析、运行优化等。

2. 提高学生的计算能力，能熟练使用相关软件进行电力系统的模拟和计算。

3. 培养学生的团队合作能力，通过小组讨论、项目实践等形式，提高沟通与协作能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电力系统的兴趣，培养其探索精神和求知欲。

2. 培养学生的安全意识，使其认识到电力系统安全运行的重要性。

3. 引导学生关注电力系统的可持续发展，培养其环保意识和责任感。

本课程旨在帮助学生全面了解电力系统的基本知识和分析方法，培养其解决实际问题的能力。

针对学生的年级特点，课程内容将注重理论与实践相结合，通过实例分析、项目实践等方式，使学生更好地掌握电力系统的相关知识。

在教学过程中，注重启发式教学，鼓励学生主动思考、提问，提高其学习兴趣和积极性。

课程目标的设定旨在使学生达到知识、技能和情感态度价值观的全面发展，为我国电力行业培养高素质的专业人才。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电力系统基本概念与组成- 电力系统的定义、分类及发展概况- 电力系统的基本组成元件及其功能- 电力系统的运行特点及要求2. 电力系统运行原理- 输电线路的参数及其等效电路- 变压器、发电机和负载的模型及参数- 电力系统的潮流计算原理3. 电力系统分析方法- 短路计算方法及其应用- 稳定性分析原理及方法- 电力系统优化与控制方法4. 电力系统案例分析- 典型电力系统故障案例分析- 电力系统运行优化案例分析- 电力系统稳定性分析案例5. 电力系统软件应用- 常用电力系统分析软件介绍- 软件在电力系统分析中的应用实例- 学生实际操作练习教学内容按照教学大纲安排，共分为五个部分，每个部分对应课本的相应章节。

电力系统分析课程设计[1]课案电气工程及其自动化电力系统分析课程设计目录一、概述。

3二、负荷计算的意义。

4三、发电机的选择。

5四、变压器容量的选择。

5五、变压器连接方式的选择。

7六、无功补偿装置的选择。

8七、潮流计算。

10八、电气主接线的初步设计及方案选择。

15九、短路电流计算的目的和结果。

21十、电气设备选择。

29十一、参考文献。

39十二、个人小结。

40一、概述电力自从应用于生产以来，已成为现代化生产、生活的主要能源，在工农业、交通运输业、国防、科学技术和人民生活等方面都得到了广泛的应用。

电力工业发展水平和电气化程度是衡量一个国家国民经济发展水平的重要标志。

变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。

变电站按其分类的原则不同可划分出许多类型，比如按变电站容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电站；按供电对象的差异可以分为城镇变电站、工业变电站和农业变电站；按变电站在电力系统中的地位分为枢纽变电站、中间变电站、地区变电站和终端变电站；按电压等级可以分为超高压、高压、中压变电站和低压变电站；按是否有人正常运行值班可分为有人值班变电站，无人值班变电站等。

变电站的电气设备可划分为一次设备和二次设备两大类。

一次设备是直接进行电能生产转换和输配的设备，包括同步发电机、电力变压器、电动机、断路器、负荷开关、隔离开关、避雷器、互感器、消弧线圈、补偿电容器或调相机等，都是电压高、电流大的强电设备，它们的安全可靠性是变电站最关心的头等大事。

二次设备是对一次设备和系统进行检测、控制、调节、保护并与上级有关部门和电力用户进行联络通信的有关设备，主要包括各种继电保护装置和自动装置，测量与监控设备、直流电源和远动通信设备等。

1.1设计的原因及必要性变电站是电力系统的一个重要环节,由电气设备及配电线路按一定的接线方式所组成；它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，将电能安全、可靠、经济地送到每一个用电设备的装设场所，并利用电气控制设备来决定用电设备的运行状态，最终使电能为国民经济和人民生活发挥巨大的作用。

课程设计(论文)题目名称电力系统潮流计算课程名称电力系统稳态分析学生姓名学号系、专业指导教师2014 年 1 月 5 日课程设计（论文）任务书注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名学号系专业班级题目名称潮流计算课程设计课程名称二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

目录摘要 (I)1课题内容要求及目的 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题意义 (2)1.3课题要求及内容 (3)1.4课题目的 (4)2 潮流计算步骤与原理 (5)2.1潮流计算流程图 (5)2.2潮流计算步骤 (6)3 方案设计 (7)3.1系统框图设计 (7)4 仿真调试及实验分析 (8)总结 (11)参考文献 (12)致谢 (13)摘要电力系统的主体结构有电源、电力网络和负荷中心。

电源指各类发电厂，它将一次能源转换成电能；电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等构成。

它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所，再降压至一定等级后，经配电线路与用户相联。

电力系统中网络结点千百个交织密布，有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。

它既能输送大量电能，创造巨大财富，也能在瞬间造成重大的灾难性事故。

实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。

按电压的不同表示方法，牛顿-拉夫逊潮流计算分为直角坐标形式和极坐标形式两种。

本次计算采用极坐标形式下的牛顿-拉夫逊法，牛顿-拉夫逊法有很好的收敛性，但要求有合适的初值。

本设计采用电力系统仿真软件PSCAD，可以直观地看出电力系统运行时的潮流分布，从而完成课程设计的要求。

课程设计说明书题目电力系统分析系(部)专业(班级)姓名学号指导教师起止日期电力系统分析课程设计任务书系（部）：专业：指导教师：目录一、潮流计算基本原理1.1潮流方程的基本模型1.2潮流方程的讨论和节点类型的划分1.3、潮流计算的意义二、牛顿－拉夫逊法2.1牛顿-拉夫逊法基本原理2.2节点功率方程2.3修正方程2.4牛顿法潮流计算主要流程三、收敛性分析四、算例分析总结参考文献电力系统分析潮流计算一、潮流计算基本原理1.1潮流方程的基本模型电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。

因此潮流计算所用的电力网络系由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。

结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，普通采用的是节点法，节点电压与节点电流之间的关系V Y I= （1－1）其展开式为j nj ij i V Y I ∑==1),,3,2,1(n i = （1－2）在工程实际中，已经的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率，为此必须应用联系节点电流和节点功率的关系式ii i i V jQ P I *-= ),,3,2,1(n i = （1－3） 将式（1－3）代入式（1－2）得到jnj ij iii V Y V jQ P ∑=*=-1),,3,2,1(n i = （1－4）交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示i j ii e V V θ= （1－5）或 ii i jf e V += （1－6）而复数导纳为ij ij ij jB G Y +=（1－7）将式（1－6）、式（1－7）代入以导纳矩阵为基础的式（1－4），并将实部与虚部分开，可以得到以下两种形式的潮流方程。

潮流方程的直角坐标形式为∑∑∈∈++-=ij j ij i ij i ij j ij j ij i i e B f G f f B e G e P )()( ),,3,2,1(n i = （1－8） ∑∑∈∈+--=ij j ij i ij i ij j ij j ij i i e B f G e f B e G f Q )()(),,3,2,1(n i = （1－9）潮流方程的极坐标形式为∑∈+=ij ij ij ij ij i i i B G V V P )sin cos (θθ ),,3,2,1(n i = （1－10） ∑∈-=ij ij ij ij ij i i i B G V V Q )cos sin (θθ ),,3,2,1(n i =（1－11）以上各式中，i j ∈表示∑号后的标号j 的节点必须直接和节点i 相联，并包括i j =的情况。

目录摘要................................................. - 1 - 1。

设计意义与要求.................................... - 2 -1.1设计意义 ...................................... - 2 -1。

2设计要求(具体题目）........................... - 2 - 2。

题目解析.......................................... - 3 -2.1设计思路 ...................................... - 3 -2。

2详细设计 ..................................... - 4 - 2。

2。

1节点类型................................ - 4 - 2。

2。

2待求量.................................. - 4 -2.2.3导纳矩阵.................................. - 4 -2.2.4潮流方程.................................. - 5 -2.2.5牛顿—拉夫逊算法.......................... - 6 -2.2.5.1牛顿算法数学原理：................... - 6 -2.2.5.2修正方程............................. - 7 -2。

2.5.3收敛条件............................ - 9 -3.结果分析.......................................... - 10 -4.小结.............................................. - 11 - 参考文献............................................ - 12 -摘要电力系统的出现,使高效，无污染，使用方便，易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生于第二次技术革命.电力系统的规模和技术水准已经成为一个国家经济发展水平的标志之一.电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。

电力系统流量计算课程设计课程主题和要求1、题目的原始数据1、系统图：两座发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电站相连。

2.电厂信息：1、2为电厂高压母线。

第一电厂总装机容量为（300MW ），母线3为机压母线。

机压母线装机容量为（100MW ），最大和最小负荷分别为50MW 和20MW 。

;第二电厂总装机容量为（200MW ）。

变电所1变电所母线电厂一 电厂二3、变电站信息：(一) 1、2、3、4变电站低压母线电压等级为：35KV 10KV 35KV 10KV (二)变电站负荷为：60MW 40MW 40MW 50MW (三) 各变电站功率因数cos φ=0.85；(四)1、3变电站分别配备两台容量为75MVA 的变压器，短路损耗为414KW ，短路电压（%）=16.7；变电站2、变电站4分别配备两台容量为63MVA 的变压器，短路损耗为245KW ，短路电压（%）=10.5；4、输电线路信息：电厂与变电站之间输电线路的电压等级和长度如图所示，Ω17.0单位长度电阻为 ，单位长度电抗Ω0.402为 ，单位长度电纳为S -610*2.78。

二、 课程设计的基本内容：1. 给定网络，并画出等效电路图。

2. 输入各支路数据，在变电站一定负荷条件下，通过给定程序计算各节点数据，并对计算结果进行分析。

3. 跟随变电站负荷按一定比例变化，进行潮流计算分析。

1) 4个变电站负荷同时增加2%； 2) 4个变电站负荷同时降低2%3) 1、4号变电站负荷同时下降2%，2、3号变电站负荷同时上升2%； 4. 在不同的负载条件下，分析潮流计算的结果，如果每条母线的电压不符合要求，则调整电压。

（变电站低压母线电压10KV 需要在9.5-10.5之间调整；35KV 电压需要在35-36之间调整）5. 断开支路双回线路之一，分析潮流分布。

（好几根树枝断了好几次）6. 使用DDRTS 软件，绘制系统图，分析上述各种情况的流程，并比较结果。

课程设计(论文)题目名称潮流计算课程设计课程名称电力系统稳态分析学生姓名徐玛丽学号 186系、专业电气工程系08电力二班指导教师黄肇王晓芳2011年 1 月 5 日邵阳学院课程设计（论文）任务书注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名徐玛丽学号0841229186系电气工程及其自动化专业班级08电力二班题目名称潮流计算课程设计课程名称电力系统分析二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

目录第1章潮流计算课题及算法 (1)1.1 潮流计算课题 (1)1.2 极坐标下P-Q法的算法 (2)1.2.1 节点导纳矩阵Y (2)1.2.2 简化雅可比矩阵B/和B// (2)1.2.3 修正和迭代 (2)第2章手工计算 (3)第3章程序设计 (9)3.1 流程图 (9)3.2 潮流计算程序 (10)3.3 潮流计算程序运行结果 (16)结束语 (22)第1章 潮流计算课题及算法 1.1 潮流计算课题题目一：在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为PQ 节点，节点3为PV 节点，节点4为平衡节点，已给定3.04.01j s --=，2.03.02j s --=，4.03=P ，02.13=V ，05.14=V ， 04=θ，网络各元件参数的标幺值如表2所示，给定电压的初始值如表2所示，收敛系数00001.0=ε。

试求：44θ∠V 112jQ图1 简单电力系统表1 网络各元件参数的标幺值表2 各节点电压（初值）标幺值参数（3）采用极坐标下的Q P -分解法计算图1网络的潮流分布。

1.2 极坐标下P-Q 法的算法 1.2.1 节点导纳矩阵Y根据题目提供的各节点的参数，求得节点导纳矩阵Yii=yY ikik -=1.2.2 简化雅可比矩阵B /和B //通过上一步的导纳矩阵，形成有功迭代和无功迭代的简化雅可比矩阵B /和B //对雅可比矩阵进行三角分解，形成因子表，为后面进行修正方程计算作好准备。

课程设计任务书
课题名称电力系统分析课程设计
院（系）
专业电气工程及其自动化
姓名
学号
起讫日期20xx年2月17日─20xx年2月28日
指导教师
课题编号
20xx年 2 月 15 日
① S 大系统 A
水电厂 B火电厂
C 变电所1
D 变电所2
E 变电所3
② S 大系统 A 水电厂 B火电厂 C 变电所1 D 变电所3 E 变电所2
③ S 大系统 A 水电厂 B火电厂 C 变电所2 D 变电所1 E 变电所3
④ S 大系统 A 水电厂 B火电厂 C 变电所2 D 变电所3 E 变电所1
⑤ S 大系统 A 水电厂 B火电厂 C 变电所3 D 变电所1 E 变电所2
⑥ S 大系统 A 水电厂 B火电厂 C 变电所3 D 变电所2 E 变电所1
三．设计内容
1、确定火力发电厂总装机容量及机组数量。

2、制定无功平衡方案，决定各节点补偿容量。

3、拟定地区电网接线方案，从多个方案中初定至少两个较合理的方案参加经济
比较。

4、确定电网电压等级。

5、选择并校验各输电线的截面，计算导线的网损和电压降落。

6、经过经济比较，选定一个最优方案。

7、对最优方案进行精确潮流计算，绘制潮流分布图。

报告内容与要求。