電力系統(tǒng)分析課程設計---復雜電力系統(tǒng)的建模與分析

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　題 目 復雜電力系統(tǒng)的建模與分析 </p><p>　　課 程 名 稱 電力系統(tǒng)分析課程設計 </p><p>　　院 部 名 稱 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程

2、及其自動化 </p><p>　　班 級 M09電氣工程及其自動化Ⅱ班</p><p>　　學 生 姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　課程設計地點 </p>

3、<p>　　課程設計學時 </p><p>　　指 導 教 師 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 課程設計的目的及要求1</p><p>　　1.1課程設計的目的1</p><p&g

4、t;　　1.2課程設計的要求1</p><p>　　2 課程設計的題目1</p><p>　　3 課程設計的任務3</p><p>　　3.1畫出完整等值電路圖3</p><p>　　3.2選擇110KV為電壓基本級，畫出有名值表示的等值電路4</p><p>　　3.3選擇基準量，并畫出標幺值表示等值電路

5、8</p><p>　　3.4用標幺值表示等值電路的導納矩陣13</p><p>　　4 用P-Q分解法對該電路進行潮流分析的步驟15</p><p>　　4.1P-Q分解法求解步驟：15</p><p>　　4.2 具體的相關運算15</p><p>　　5 課程設計總結22</p><

6、p><b>　　6 參考文獻22</b></p><p>　　1 課程設計的目的及要求</p><p>　　1.1課程設計的目的</p><p>　　通過課程設計進一步提高學生的收集資料、專業(yè)制圖、綜述撰寫的能力，培養(yǎng)理論與實際應用結合的能力，開發(fā)獨立思考的能力，尋找并解決工程實際問題的能力，為以后的畢業(yè)設計與實際工作打下堅實的基礎。&

7、lt;/p><p>　　1.2課程設計的要求</p><p>　?、拧⒈仨氉袷貒矣嘘P電氣的標準規(guī)范。</p><p>　?、?、必須嚴格遵守國家的有關法律、法規(guī)、標準。</p><p>　?、恰M足電力系統(tǒng)的基本要求（電能質量、可靠性、經濟性、負荷等級）</p><p>　?、?、必須從整個地區(qū)的電能分配、規(guī)劃出發(fā)，確定整體

8、設計方案。</p><p>　?、?、要求學生初步掌握工程設計的程序和方法，特別是工程中用到的電氣制圖標準，常用符號，計算公式和編程技巧。</p><p>　?、?、通過獨立設計一個工程技術課題，設計應用軟件，充分提高運用新技術、新信息、新技術成果和裝置的能力。</p><p>　　⑺、在設計過程中，要多思考，多分析，對設計計算內容和結果進行整理和總結。</p&g

9、t;<p><b>　　2 課程設計的題目</b></p><p>　　本課題要求對圖1所示的電力系統(tǒng)進行建模，要求按穩(wěn)態(tài)分析時的精確模型進行建模：</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　電力系統(tǒng)參數：</b></p><p>　　

10、⑴發(fā)電機的參數如圖1所示。</p><p>　?、谱儔浩鱐1:型號SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，變壓器額定容量10MV.A，一次電壓110KV，短路損耗59KW，空載損耗16.5KW，阻抗電壓百分值，空載電流百分值。</p><p>　　變壓器T2: 型號SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，變壓器額定容量31.5MV.A，一次電壓110

11、KV，短路損耗148KW，空載損耗38.5KW，阻抗電壓百分值，空載電流百分值。</p><p>　　變壓器T3: 型號SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，變壓器額定容量16MV.A，一次電壓110KV，短路損耗86KW，空載損耗23.5KW，阻抗電壓百分值，空載電流百分值。</p><p><b>　?、蔷€路參數：</b></p>

12、<p>　　線路1：鋼芯鋁絞線LGJ-120，截面，長度為100Km，每條線路單位長度的正序電抗，每條線路單位長度的對地電容。對下標的說明：=；=。</p><p>　　線路2：鋼芯鋁絞線LGJ-150，截面，長度為100Km，每條線路單位長度的正序電抗，每條線路單位長度的對地電容。</p><p>　　線路3：鋼芯鋁絞線LGJ-185，截面，長度為100Km，每條線路單位長度

13、的正序電抗，每條線路單位長度的對地電容。</p><p>　?、蓉撦dL：容量為8+j6(MV.A)。負載的電抗標幺值為；電動機為2MW，起動系數為6.5,額定功率因數為0.86。</p><p><b>　　3 課程設計的任務</b></p><p>　　3.1畫出完整等值電路圖</p><p><b>　　圖

14、2 完整電路圖</b></p><p>　　3.2選擇110KV為電壓基本級，畫出有名值表示的等值電路</p><p>　　3.2.1參數計算程序</p><p><b>　　變壓器T1：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><

15、;b>　　變壓器T2：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　變壓器T3：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　線路L1：</b></p>

16、<p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　線路L2：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　線路L3:</b></p><p><b>　　結果：</b>&l

17、t;/p><p><b>　　發(fā)電機G1：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　發(fā)電機G2：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　電動機M

18、：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　負載：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p>　　3.2.2有名值表示的等值電路圖：</p><p>　　圖3 有名值表示的電路

19、圖</p><p>　　3.3選擇基準量，并畫出標幺值表示等值電路</p><p>　　3.3.1參數計算程序</p><p><b>　　變壓器T1:</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　變壓器T2:</b>

20、</p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　變壓器T3：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　線路L1：</b></p><p><b>　　結果：

21、</b></p><p><b>　　線路L2：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　線路L3：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b

22、>　　發(fā)電機G1：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　發(fā)電機G2：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　電動機M：</b></p>&

23、lt;p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　負載：</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p>　　3.3.2標幺值表示的等值電路圖：</p><p>　　圖4 標幺值表示的電路圖</p><p>　　

24、3.4用標幺值表示等值電路的導納矩陣</p><p>　　圖5 標幺值表示的導納各節(jié)點</p><p>　　由上圖標出8個節(jié)點，其求解導納矩陣程序為：</p><p>　　y1=863.8190-j*1.0e-3;</p><p>　　z1=0.059+j*1.05;</p><p>　　y33=j*0.0351/2;

25、</p><p>　　z33=0.1407+j*0.3256;</p><p>　　y22=j*0.0345/2;</p><p>　　z22=0.1736+j*0.3314;</p><p>　　y2=218.3792+j*1.0025;</p><p>　　z2=0.0149+j*0.3333;</p>

26、<p>　　y2p=218.3792+j*1.0025;</p><p>　　z2p=0.0149+j*0.3333;</p><p>　　y11=j*0.0338/2;</p><p>　　z11=0.2169+j*0.3372;</p><p>　　y3=491.8461-j*0.0014;</p><p

27、>　　z3=0.0336+j*0.6563;</p><p>　　Y11=y1+1/z1;</p><p>　　Y22=y33+1/z33;</p><p>　　Y12=-1/z1;</p><p>　　Y21=-1/z1;</p><p>　　Y23=-1/z33;</p><p>　　

28、Y32=-1/z33;</p><p>　　Y13=0;Y14=0;Y15=0;Y16=0;Y17=0;Y18=0;</p><p>　　Y31=0;Y41=0;Y51=0;Y61=0;Y71=0;Y81=0;</p><p>　　Y24=0;Y25=0;Y26=0;Y27=0;Y28=0;</p><p>　　Y42=0;Y52=0;Y62

29、=0;Y72=0;Y82=0;</p><p>　　Y38=0;Y45=0;Y46=0;Y47=0;Y48=0;</p><p>　　Y83=0;Y54=0;Y64=0;Y74=0;Y84=0;</p><p>　　Y56=0;Y57=0;Y58=0;</p><p>　　Y65=0;Y75=0;Y85=0;</p><p

30、>　　Y67=0;Y68=0;</p><p>　　Y76=0,Y86=0;</p><p>　　Y33=y33+1/z33+y22+1/z22+y2p+1/z2p+y2+1/z2+y11+1/z11;</p><p>　　Y34=-1/z2;</p><p>　　Y43=-1/z2;</p><p>　　Y35

31、=-1/z2p;</p><p>　　Y53=-1/z2p;</p><p>　　Y36=-1/z2;</p><p>　　Y63=-1/z2;</p><p>　　Y37=-1/z1;</p><p>　　Y73=-1/z1;</p><p>　　Y44=y22+1/z22;</p>

32、;<p>　　Y55=y2p+1/z2p;</p><p>　　Y66=y2+1/z2;</p><p>　　Y77=y11+1/z11+y3+1/z3;</p><p>　　Y78=-1/z3;</p><p>　　Y87=-1/z3;</p><p>　　Y88=y3+1/z3;</p>

33、<p>　　YY=[Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y18;</p><p>　　Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 Y27 Y28;</p><p>　　Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y36 Y37 Y38;</p><p>　　Y41 Y42 Y43 Y44 Y45 Y46 Y47 Y48;</p&

34、gt;<p>　　Y51 Y52 Y53 Y54 Y55 Y56 Y57 Y58;</p><p>　　Y61 Y62 Y63 Y64 Y65 Y66 Y67 Y68;</p><p>　　Y71 Y72 Y73 Y74 Y75 Y76 Y77 Y78;</p><p>　　Y81 Y82 Y83 Y84 Y85 Y86 Y87 Y88]</p&

35、gt;<p><b>　　其導納矩陣為：</b></p><p>　　4 用P-Q分解法對該電路進行潮流分析的步驟</p><p>　　4.1P-Q分解法求解步驟：</p><p>　　⑴、根據以上的標幺值表示的等值電路的導納矩陣，利用MATLAB求解出其、矩陣，代替原有的系數矩陣；</p><p>　?、?/p>

36、、設各節(jié)點電壓初值；</p><p>　　⑶、解其修正方程，求得各節(jié)點電壓相位角的變化量；</p><p>　?、取⑶蟾鞴?jié)點電壓相位角的新值；</p><p>　?、蛇\用各節(jié)點的新值，將其不斷地進行迭代，對其求出其個節(jié)點電壓的變化情況，直到各節(jié)點功率誤差</p><p>　　4.2 具體的相關運算：</p><p>　

37、　矩陣的階數為PV節(jié)點數與PQ節(jié)點數的和，矩陣的階數為PQ節(jié)點數，如下通過MATLAB軟件計算得出：</p><p>　　將其各節(jié)點電壓帶入，不斷進行迭代，求出其電壓和功率。</p><p><b>　　所得結果為：</b></p><p><b>　　Ep =</b></p><p>　　1.00

38、00e-004</p><p><b>　　k =</b></p><p><b>　　1</b></p><p><b>　　dP =</b></p><p>　　-865.4190 -1.9467 -442.8381 3.7731 -232.7701 -247.2

39、701 -540.1919</p><p><b>　　dQ =</b></p><p>　　-0.8299 -2.8137 -20.2529 -5.3298 -6.7065 -4.0655</p><p><b>　　Dlt =</b></p><p><b>　　-7

40、65.8573</b></p><p><b>　　144.8950</b></p><p><b>　　425.6131</b></p><p><b>　　517.8240</b></p><p><b>　　503.3618</b><

41、;/p><p><b>　　496.7588</b></p><p><b>　　-29.1907</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　U =</b></p><p><b>　　10.

42、7051</b></p><p><b>　　11.5894</b></p><p><b>　　9.0446</b></p><p><b>　　9.1384</b></p><p><b>　　9.9368</b></p>&

43、lt;p><b>　　11.1996</b></p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　k =</b></p><p><b>　　2</b>

44、</p><p><b>　　dP =</b></p><p>　　1.0e+004 *</p><p>　　-9.9029 -0.0405 -3.5649 0.0118 -2.1768 -2.7693 -0.0536</p><p><b>　　dQ =</b></

45、p><p>　　-187.2012 -537.8094 -775.0117 -17.7148 -205.3826 -447.2595</p><p><b>　　Dlt =</b></p><p>　　1.0e+003 *</p><p><b>　　-1.5886</b></p>&l

46、t;p><b>　　0.2249</b></p><p><b>　　0.8861</b></p><p><b>　　1.0990</b></p><p><b>　　1.0228</b></p><p><b>　　0.9450<

47、/b></p><p><b>　　0.8813</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　U =</b></p><p><b>　　28.1472</b></p><p><b>

48、;　　47.4695</b></p><p><b>　　56.2138</b></p><p><b>　　68.4024</b></p><p><b>　　70.4700</b></p><p><b>　　62.0599</b><

49、/p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　k =</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　dP =<

50、/b></p><p>　　1.0e+006 *</p><p>　　-0.6854 0.0054 -1.4111 0.0021 -1.0733 -0.8496 -0.0006</p><p><b>　　dQ =</b></p><p>　　1.0e+004 *</p>

51、<p>　　-0.2021 -0.2858 -4.2898 -0.7739 -0.7747 -1.7136</p><p><b>　　Dlt =</b></p><p>　　1.0e+003 *</p><p><b>　　-2.0503</b></p><p>&l

52、t;b>　　0.4911</b></p><p><b>　　1.1935</b></p><p><b>　　1.4210</b></p><p><b>　　1.2829</b></p><p><b>　　1.2528</b><

53、;/p><p><b>　　5.0680</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　U =</b></p><p><b>　　325.3980</b></p><p><b>　　420.6

54、501</b></p><p><b>　　341.0827</b></p><p><b>　　383.1596</b></p><p><b>　　443.5237</b></p><p><b>　　351.6751</b></p&

55、gt;<p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　1.0500</b></p><p><b>　　k =</b></p><p><b>　　4</b></p><p><b>　　dP =</b&

56、gt;</p><p>　　1.0e+007 *</p><p>　　-9.1460 -0.0558 -4.9921 -0.0558 -4.3430 -2.7178 -0.0000</p><p><b>　　dQ =</b></p><p>　　1.0e+006 *</p><

57、;p>　　0.0091 -0.6271 -2.4302 -0.6267 -0.5721 -0.6018</p><p><b>　　Dlt =</b></p><p>　　1.0e+004 *</p><p><b>　　-0.2813</b></p><p><b&

58、gt;　　0.0604</b></p><p><b>　　0.1600</b></p><p><b>　　0.1881</b></p><p><b>　　0.1642</b></p><p><b>　　0.1736</b></p&

59、gt;<p><b>　　3.9828</b></p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　U =</b></p><p>　　1.0e+003 *</p><p><b>　　3.7463</b></p>

60、<p><b>　　3.8158</b></p><p><b>　　3.0343</b></p><p><b>　　3.1182</b></p><p><b>　　3.8447</b></p><p><b>　　3.5413

61、</b></p><p><b>　　0.0011</b></p><p><b>　　0.0011</b></p><p><b>　　....</b></p><p>　　同時，也可以利用Simulink畫出其仿真圖，求其各節(jié)點電壓，最終求出其電壓和功率。<

62、;/p><p><b>　　5 課程設計總結</b></p><p>　　通過半年的學習，我對電力系統(tǒng)分析有了一定的了解，并能簡單地運用MATLAB軟件解決一些簡單的問題。通過本次的課程設計，加深了我對電力系統(tǒng)的認識，深刻地體會到在當今信息技術如此發(fā)達的世界中，我們必須運用多種渠道學習研究，熟練地運用計算機和一些軟件，只有這樣，我們才能精確地、快速地解決問題。</p

63、><p>　　平時的學習中皆是理論學習，缺少動手的機會，課程設計為我們提供了動手動腦解決實際問題的機會，讓我們有機會將課本上的理論轉化為實踐，從而進一步豐富我們的理論知識。</p><p>　　課程設計過程中，大家相互討論，互相幫助，完成老師布置的課題。學到了很多東西，把自己所學用于實際。本次課程設計使人受益匪淺。</p><p><b>　　6 參考文獻&l

64、t;/b></p><p>　　[1] 于永源.電力系統(tǒng)分析[M].北京：中國電力出版社，2007</p><p>　　[2] 《工廠常用電氣設備手冊》編寫組，工廠常用電氣設備手冊（上），北京：中國電力出版社，1999</p><p>　　[3] 韓禎祥.電力系統(tǒng)分析[M].杭州: 浙江大學出版社,2005</p><p>　　[4]