课程设计题目-潮流计算及分析-1

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1、课程设计题目（2011）电力系统潮流分析与计算一、课程设计的目的和要求根据学生基础和课程本身的特点,特提出如下要求:1、学生开展课程设计可以2-5人选择同一题目，但每个人必须独立完成所有给定任务。2、学生必须按计划开展课程设计,每一阶段完成情况必须接受教师检查。3、每位学生必须将所给的例子进行手算并分析。4、编程实现部分，学生可以根据自己掌握的编程工具情况选择，如MATLAB、C、VC等。5、最后必须提供程序代码（在课程设计报告中附注并提供电子版）6、课程设计必须完成对系统的分析与设计任务,编写相应的分析与设计报告。通过该课程设计环节的进行,应达到如下目的:1、让

2、学生结合课程教学内容了解实际电力系统分析中的某些最基本的计算、分析过程、常规典型计算方法和结果分析等方面知识，加深电力系统分析课程的理解和掌握。2、培养和提高学生对电力系统分析与设计能力。二、潮流分析与计算的必要性：电网潮流计算是电力系统设计及运行时必不可少的基本计算。所谓潮流计算，就是计算出电力网中所有支路的功率分布，以及所有节点的电压分布。电力系统的潮流计算是电力系统分析课程基本计算的核心部分之一。它既有自身的独立意义，又有电力系统规划设计、运行和研究的理论基础，因此课程设计的重要性自不待言。潮流计算的数据主要用于下列应用：（1）在规划设计中，用于选择接线方式

3、、导线截面以及选择各种电气设备。（2）在运行时，用于确定运行方式、制定检修计划、确定调整电压的措施。（3）提供继电保护、自动装置设计与整定所需的数据。在系统设计中，需进行潮流计算的典型运行方式有：（1）设计水平年有代表性的正常最大、最小运行方式。（2）检修运行方式及事故后运行方式。（3）扩建过渡时期有代表性的运行方式。（4）对于含有水电厂的系统，尚应计算各种水文年有代表性季节的运行方式；必要时需考虑水电调峰机组停运后的运行方式。（5）潮流计算时，发电机的实际运行功率因数，应根据无功平衡计算及电压调整的要求来确定，并非按其额定功率因数运行。三、主要内容：所谓电力系统

4、的潮流计算，就是采用一定的方法确定系统中各处的电压和功率分布，也称为功率分布（powerflow）。进行潮流计算的目的在于：确定电力系统的运行方式；检查系统中的各元件是否过负载或过电压；为电力系统各元件的保护整定提供依据；为电力系统的稳态计算提供初值等。可见，电力系统的潮流计算是电力系统中一项最基本的计算，设计主要完成以下内容。复杂网络的潮流计算复杂网络的潮流计算主要利用N-R法、P-Q法、高斯-塞德尔等方法分析与计算复杂网络的潮流。虽然繁多计算量大，但是通过手算可以全面掌握潮流计算的全过程，有助于计算机编程的应用。I基础资料1、系统图例子：简化电力系统图如图3所

5、示，等值阻抗图如图4所示。运用以直角坐标表示的牛顿—拉夫逊计算图3所示系统的潮流分布。计算精度要求各节点电压的误差或修正量不大于10-5。2+j11.05:11.8+j0.41.6+j0.80.08+j0.33.7+j1.30.04+j0.25L20.06+j0.0250.1+j0.351.05:1∽∽1.8+j0.41.6+j0.80.08+j0.3L43.7+j1.3L30.04+j0.25L20.06+j0.02550.1+j0.35L51.05:11.05:1U=1.05U=1.052+j1j0.015j0.03U1=1.05δ=0o图3电力系统图图4电力

6、系统等值阻抗图2、各节点的初值及阻抗参数该系统中，节点①为平衡节点，保持U1=1.05+j0为定值，节点⑥为PV节点，其他四个节点都是PQ节点。给定的注入电压标幺值、线路阻抗标幺值、输出功率标幺值分别为表一、表二、表三中的数据。线路对地导纳标幺值之半Y0=j0.25及线路阻抗标幺值、输出功率标幺值和变压器变比标幺值如图4所示的注释。表一U1U2U3U4U5U61.051.001.001.001.001.05表二线路T1L2L3L4L5T6阻抗j0.030.06+j0.0250.04+j0.250.08+j0.300.1+j0.35j0.015表三节点②③④⑤⑥功率

7、2+j11.8+j0.401.6+j0.83.7+j1.35注：各PQ节点的电压取1是为了方便计算和最后验证程序的正确性。II基本公式和变量分类由于篇幅所限，给出所用基本公式和分类的思路，其他参考《电力系统分析》等书籍。为此本例所需公式有以下几类。（1）节点电压U和节点导纳矩阵Y。（2）变量分类。在潮流问题中，任何复杂的电力网和电力系统都可以归结为一下元件（参数）组成。1）发电机（注入电流和功率）；2）负载（负的注入电流或功率）。3）输电线支路（电抗、电阻）。4）变压器支路（电阻、电抗、变比）。5）变压器对地支路（导纳和感纳，本例中忽略）。6）母线上的对地支路（阻

8、抗或导纳，