電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)課程設(shè)計(jì)--潮流計(jì)算_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  課程設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>  題 目 名 稱 潮流計(jì)算 </p><p>  課 程 名 稱 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 </p><p>  學(xué) 生 姓 名

2、 </p><p>  學(xué) 號(hào) </p><p>  系 、專 業(yè) 電氣工程系 </p><p>  指 導(dǎo) 教 師 </p><p>  2013

3、年 1月3 日</p><p>  課程設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書</p><p>  注:1.此表由指導(dǎo)教師填寫,經(jīng)系、教研室審批,指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效;</p><p>  2.此表1式3份,學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。</p><p>  指導(dǎo)教師(簽字): 學(xué)生(簽字):</p>

4、<p>  課程設(shè)計(jì)(論文)評(píng)閱表</p><p><b>  一、學(xué)生自我總結(jié)</b></p><p><b>  二、指導(dǎo)教師評(píng)定</b></p><p>  注:1、本表是學(xué)生課程設(shè)計(jì)(論文)成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù),裝訂在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(或論文)的“任務(wù)書”頁(yè)后面;</p><p>  2、表

5、中的“評(píng)分項(xiàng)目”及“權(quán)重”根據(jù)各系的考核細(xì)則和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)確定。</p><p><b>  目 錄</b></p><p>  第1章 潮流計(jì)算概述及課題……………………………………11.1 潮流計(jì)算概述………………………………………………1</p><p>  1.2課程設(shè)計(jì)題目………………………………………………1</p>

6、<p>  1.3課題與分析思路……………………………………………2</p><p>  第2章 PSCAD軟件介紹及應(yīng)用……………………………………3</p><p>  2.1 PSCAD簡(jiǎn)介…………………………………………………4</p><p>  2.2 PSCAD應(yīng)用…………………………………………………4</p><p&

7、gt;  2.2.1流程圖 ……………………………………………………4</p><p>  2.2.2電氣接線圖流程圖 …………………………………………4</p><p>  2.2.3 輸出顯示圖 ………………………………………………5</p><p>  2.2.4仿真波形圖…………………………………………………5</p><p> 

8、 總結(jié)…………………………………………………………………9</p><p>  參考文獻(xiàn)……………………………………………………………10</p><p>  1 潮流計(jì)算簡(jiǎn)介及課題</p><p>  1.1 潮流計(jì)算簡(jiǎn)介</p><p>  潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基本的計(jì)算,指在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、元件參?shù)和發(fā)電、負(fù)荷參量條件

9、下,計(jì)算有功功率、無(wú)功功率及電壓在電力網(wǎng)中的分布。潮流計(jì)算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機(jī)、負(fù)荷等元件的運(yùn)行條件,確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算。通常給定的運(yùn)行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷點(diǎn)的功率、樞紐點(diǎn)電壓、平衡點(diǎn)的電壓和相位角。待求的運(yùn)行狀態(tài)參量包括電網(wǎng)各母線節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角,以及各支路的功率分布、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。</p><p>  在電力系統(tǒng)運(yùn)行和規(guī)劃中,都需要研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行情況,確定

10、電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。給定電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和決定電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的邊界條件,,確定電力系統(tǒng)運(yùn)行的方法之一是朝流計(jì)算。從數(shù)學(xué)上說(shuō),朝流計(jì)算是要求解一組有潮流方程描述的非線性方程組。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中最重要最基本的計(jì)算,是電力運(yùn)行、規(guī)劃以及安全性、可靠性分析和優(yōu)化的基礎(chǔ),也是各種電磁暫態(tài)和機(jī)電暫態(tài)分析的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)最基本的計(jì)算,也是最重要的計(jì)算。所謂潮流計(jì)算,就是已知電網(wǎng)的接線方式

11、與參數(shù)及運(yùn)行條件,計(jì)算電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行各母線電壓、個(gè)支路電流與功率及網(wǎng)損。對(duì)于正在運(yùn)行的電力系統(tǒng),通過(guò)潮流計(jì)算可以判斷電網(wǎng)母線電壓、支路電流和功率是否越限,如果有越限,就應(yīng)采取措施,調(diào)整運(yùn)行方式。對(duì)于正在規(guī)劃的電力系統(tǒng),通過(guò)潮流計(jì)算,可以為選擇電網(wǎng)供電方案和電氣設(shè)備提供依據(jù)。潮流計(jì)算還可以為繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置定整計(jì)算、電力系統(tǒng)故障計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算等提供原始數(shù)據(jù)。 </p><p>  此外,在進(jìn)行電力

12、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算時(shí),要利用潮流計(jì)算的結(jié)果作為其計(jì)算的基礎(chǔ);一些故障分析以及優(yōu)化計(jì)算也需要有相應(yīng)的潮流計(jì)算作配合;潮流計(jì)算往往成為上述計(jì)算程序的一個(gè)重要組成部分。以上這些,主要是在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及運(yùn)行方式安排中的應(yīng)用,屬于離線計(jì)算范疇。 隨著現(xiàn)代化的調(diào)度中心的建立,為了對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)安全監(jiān)控,需要根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)所提供的信息。</p><p>  1.2 課程設(shè)計(jì)題目</p><p

13、>  在圖1所示的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)中,系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)1、2為節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)3為節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)4為平衡節(jié)點(diǎn),已給定,,,,,,網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)的標(biāo)幺值如表2所示,給定電壓的初始值如表2所示,收斂系數(shù)。試求:</p><p><b>  圖1 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)</b></p><p>  計(jì)算各個(gè)母線上的潮流分布。</p><p>  表1

14、 網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)的標(biāo)幺值</p><p>  表2 各節(jié)點(diǎn)電壓(初值)標(biāo)幺值參數(shù)</p><p>  1.3課題分析及思路</p><p>  在這個(gè)電力系統(tǒng)中,一共有4個(gè)節(jié)點(diǎn), 節(jié)點(diǎn)1、2為節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)3為節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)4為平衡節(jié)點(diǎn),綜合牛頓拉夫遜潮流計(jì)算,PQ分解法等多種求解方法,然后

15、用PSCAD軟件進(jìn)行仿真,仿真出計(jì)算結(jié)果。</p><p>  2 PSCAD軟件介紹及應(yīng)用</p><p>  2.1 PSCAD簡(jiǎn)介</p><p>  PSCAD是一種有效的用戶圖形界面,能夠顯著地提高電力系統(tǒng)電磁瞬時(shí)模擬研究的效率。 利用PSCAD 家族的軟件工具,使得電力系統(tǒng)工程師能夠充分利用現(xiàn)代微機(jī)工作站的資源, 更為有效地使用馬尼托巴高壓直流研究中心的

16、EMTDC 瞬時(shí)模擬軟件。該族軟件還可作為該中心的實(shí)時(shí)數(shù)字模擬器(RTDS)的用戶界面。 </p><p>  PSCAD 由下述軟件模塊構(gòu)成: </p><p>  檔管理系統(tǒng)、建模(DRAFT)模塊 、架空線(T-LINE)和電纜(CABLE)模塊 、運(yùn)行(RUN TIME)模塊 、單曲線繪圖(UNIPLOT)和多曲線繪圖(MULTIPLOT)模塊 </p><p&

17、gt;  PSCAD 編寫使其適合在基于UNIX操作系統(tǒng)并具有X 窗口環(huán)境的微機(jī)工作站上運(yùn)行。PSCAD 具備自己的軟件支持因而不需要用戶再安裝其他支持軟件。 建議使用的系統(tǒng)至少應(yīng)具備16MB的內(nèi)部RAM。 安裝的PSCAD 軟件需占用不到10MB的磁盤存儲(chǔ)空間。軟件同時(shí)支持單色和彩色監(jiān)視器。如果要運(yùn)行EMTDC 模擬軟件, 用戶應(yīng)提供FORTRAN 77(F77) 編譯器。硬拷貝輸出采用PS格式。建模模塊中的圖形可通過(guò)接受HP-GL

18、命令的繪圖儀輸出。 </p><p>  PSCAD代表電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),PSCAD的開發(fā)成功,使得用戶能更方便地使用EMTDC進(jìn)行電力系統(tǒng)分析,使電力系統(tǒng)復(fù)雜部分可視化成為可能,而且軟件可以作為實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器的前置端。可模擬任意大小的交直流系統(tǒng)。PSCAD V1 1988年首先在阿波羅工作站上使用,然后大約在1995年P(guān)SCAD V2開始應(yīng)用。PSCAD V3以PC Windows作為平臺(tái),在1999年面

19、世。目前最新版本的是PSCAD V4.2.1。 用戶可以通過(guò)調(diào)用隨EMTDC 主程序一起提供的庫(kù)程序模塊或利用用戶自己開發(fā)的元部件模型有效地組裝任何可以想象出的電力系統(tǒng)模型和結(jié)構(gòu)。EMTDC 的威力之一是可以較為簡(jiǎn)單地模擬復(fù)雜電力系統(tǒng), 包括直流輸電系統(tǒng)和其相關(guān)的控制系統(tǒng)。</p><p>  采用 PSCAD 進(jìn)行的典型模擬研究包括: 一般的交流電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)研究, </p><p>

20、  直流輸電結(jié)構(gòu)和控制, FACTS(靈活交流輸電系統(tǒng))元部件模型, 由于故障、斷路器操作或雷電沖擊引起的電力系統(tǒng)的過(guò)電壓研究, 絕緣配合研究 ,諧波相互影響研究 ,靜止補(bǔ)償器研究, 非線性控制系統(tǒng)研究, 變壓器飽和研究, 如鐵磁振蕩和鐵芯飽和不穩(wěn)定性研究 ,同步發(fā)電機(jī)和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的扭矩效應(yīng)和自勵(lì)磁研究,陡前波分析, 研究當(dāng)一臺(tái)多軸系發(fā)電機(jī)與串補(bǔ)線路或電力電子設(shè)備相互作用時(shí)的次同步諧振現(xiàn)象, 向孤立負(fù)荷送電。 </p>&

21、lt;p>  2.2 PSCAD應(yīng)用</p><p><b>  2.2.1 流程圖</b></p><p>  用PSCAD/EMTDC 進(jìn)行仿真的主要流程如圖所示</p><p>  圖2.2.1 PSCAD仿真流程</p><p>  2.2.2電氣主接線圖</p><p>  根據(jù)P

22、SCAD課程的學(xué)習(xí),畫出主電氣圖如圖所示:</p><p>  圖2.2.2電氣主接線圖</p><p>  2.2.3 輸出顯示圖</p><p>  圖2.2.3 輸出顯示圖</p><p>  2.2.4 仿真波形圖</p><p>  圖2.2.4.1 總的仿真波形圖</p><p>

23、  圖2.2.4.2 節(jié)點(diǎn)1處相關(guān)波形圖</p><p><b>  2.</b></p><p>  圖2.2.4.3節(jié)點(diǎn)2處相關(guān)波形圖</p><p>  圖2.2.4.4 節(jié)點(diǎn)3處相關(guān)波形圖</p><p>  圖2.2.4.5 節(jié)點(diǎn)4處相關(guān)波形圖</p><p><b>  總

24、 結(jié)</b></p><p>  在這次的電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)中,在老師的幫助及每個(gè)組員的共同努力下,我們終于完成了自己的一份比較完整的課程設(shè)計(jì)。雖然這次課程設(shè)計(jì)只有短短的兩個(gè)星期,但在這段時(shí)間內(nèi),所學(xué)習(xí)到的知識(shí)確是很多的,通過(guò)對(duì)課程題目的手工計(jì)算,使自己對(duì)書本中的知識(shí)有了更加透徹的理解,熟練地掌握了計(jì)算過(guò)程中的各個(gè)公式,并且運(yùn)用到計(jì)算過(guò)程中去。</p><p>  關(guān)于本次所要用

25、到的仿真軟件PSCAD,由于之前并沒有過(guò)多的接觸和了解,初次著手關(guān)于電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的仿真,確實(shí)有一定的難度,大家都另外的查找資料學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。首先在參考了關(guān)于該軟件的書籍,但是仍然存在很多不懂的地方,于是我們請(qǐng)教老師,尋求老師的幫助。同時(shí)也在網(wǎng)絡(luò)上搜索了部分這方面的知識(shí),另一方面自己再慢慢的參透老師發(fā)給我們的資料和例子,將所學(xué)的理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際。</p><p>  在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,對(duì)于之前學(xué)習(xí)的電力系統(tǒng)的有

26、關(guān)知識(shí)起到了很好的鞏固作用,更是在一定程度上檢驗(yàn)我們的學(xué)習(xí)成果。同時(shí)在該次課程設(shè)計(jì)中,還體現(xiàn)了同學(xué)們的團(tuán)結(jié)合作精神和創(chuàng)新精神。</p><p>  但是基于所學(xué)知識(shí)、能力和水平所限,在本次潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)過(guò)程中可能存在很多疏漏、欠妥和錯(cuò)誤之處,希望通過(guò)以后更深一步的學(xué)習(xí)能夠糾正這些不妥之處??偟膩?lái)說(shuō),這次的課程設(shè)計(jì)的研究還是算比較成功的,在這次的設(shè)計(jì)中,我們都學(xué)到了很多在書本上學(xué)不到的東西,對(duì)于陌生的新知識(shí)的學(xué)習(xí)

27、,也得到了一定程度的練習(xí),希望在以后的學(xué)習(xí)中能一步步的得到提升。</p><p><b>  參考文獻(xiàn):</b></p><p>  [1] 何仰贊、溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M]. 華中科技大學(xué)出版社2010.3</p><p>  [2] 西安交通大學(xué)等.電力系統(tǒng)計(jì)算[M].北京:水利電力出版社,1993.12 </p><

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