電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計---雙端供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

1、<p>　　電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動化 </p><p>　　設(shè)計題目：電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計</p><p><b>　　電氣工程學院</b></p><p>　　一、課程設(shè)計任務(wù)書 </p><p><b&g

2、t;　　1.課程題目</b></p><p><b>　　電力系統(tǒng)課程設(shè)計</b></p><p><b>　　2.設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　雙端供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計</b></p><p>　　1）設(shè)計具體內(nèi)容、計算參數(shù)、總負荷容量等設(shè)計數(shù)據(jù)已給出；&

3、lt;/p><p>　　1）完成電力網(wǎng)絡(luò)電能分配設(shè)計；</p><p>　　2）完成電力網(wǎng)絡(luò)功率補償；</p><p>　　3）完成電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點短路故障的計算；</p><p>　　4）撰寫課程設(shè)計報告；</p><p>　　5）完成課程設(shè)計答辯。</p><p>　　3. 課程設(shè)計報告要求

4、 </p><p>　　課程設(shè)計報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：</p><p>　　A、本次設(shè)計的主要內(nèi)容、設(shè)計題目、設(shè)計目錄、供配電網(wǎng)圖、補償結(jié)果、短路數(shù)據(jù)，使用設(shè)備清單、設(shè)備選擇公式、計算過程、選擇依據(jù)。</p><p>　　B、課程設(shè)計總結(jié)。包括本次課程設(shè)計過程中的收獲、體會，以及對該課程設(shè)計的意見、建議等。</p

5、><p>　　C、全文不少于3000字。出現(xiàn)報告雷同，經(jīng)查實后抄襲學生成績按不及格處理。</p><p><b>　　4.參考資料</b></p><p><b>　　1.電力系統(tǒng)分析.</b></p><p>　　2.power world 使用說明書。</p><p>　　5

6、.設(shè)計進度（2011年12月1`日至12月15日） </p><p><b>　　6.答疑地點</b></p><p><b>　　新實驗樓 305</b></p><p><b>　　目錄 </b></p><p>　　第一章 PowerWorld軟件介紹3</p&

7、gt;<p>　　1.1 PowerWorld軟件的簡介3</p><p>　　1.2 PowerWorld軟件的功能4</p><p>　　1.2.1 基本功能4</p><p>　　1.2.2 高級功能5</p><p>　　第二章 PowerWorld軟件的基本應(yīng)用簡介6</p><p>

8、;　　2.1 繪制電力系統(tǒng)單線圖6</p><p>　　2.1.1 創(chuàng)建工程實例6</p><p>　　2.1.2 添加電力元件6</p><p>　　2.2 潮流計算7</p><p>　　2.2.1 潮流計算7</p><p>　　2.2.2 潮流計算個元件信息表8</p><p&g

9、t;　　2.3 短路計算10</p><p>　　第三章 PowerWorld實際的應(yīng)用11</p><p>　　4.1 power world仿真圖11</p><p>　　4.2 節(jié)點潮流計算11</p><p>　　4.3 節(jié)點短路計算……………………………………………………………12</p><p>

10、;　　4.4 實例信息（節(jié)點）12</p><p><b>　　課程設(shè)計總結(jié)13</b></p><p><b>　　附錄14</b></p><p>　　參考文獻..…………………………….……...………………………………………14</p><p>　　第一章 PowerWorld軟件介

11、紹</p><p>　　1.1 PowerWorld軟件的簡介</p><p>　　Power World是一個面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)大型可視化分析和計算程序，其設(shè)計特點是用戶界面友好以及優(yōu)異的交互性能。交互能力和可視化方法使它在勝任嚴謹?shù)碾娋W(wǎng)運行分析的同時，還可以用來向非專業(yè)人員闡明電力系統(tǒng)的運行原理和進行專業(yè)培訓。V11.0版的Power World集電力系統(tǒng)潮流計算、靈敏度分析、靜態(tài)安全

12、分析、短路電流計算、經(jīng)濟調(diào)度EDC/AGC，最優(yōu)潮流OPF、無功優(yōu)化，GIS功能、電壓穩(wěn)定分析PV/QV、ATC計算、用戶定制模塊等多種龐大復雜功能于一體，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)強大豐富的三維可視化顯示技術(shù)。使用方便、功能強大、可視化程度相當高，其界面如圖1.1所示，圖中所示系統(tǒng)為廣西電網(wǎng)2010年三維可視化運行全景圖。 </p><p>　　Power World可視化程序確切地說是多個產(chǎn)品的集成。它的核心是一

13、個綜合的、強大的潮流計算的軟件，它可以有效地求解多達100,000個節(jié)點的大型復雜電力系統(tǒng)。這使得Power World作為一個獨立的潮流分析軟件包十分有用。與其他同類商業(yè)應(yīng)用軟件不同的是：Power World允許用戶通過可縮放的彩色動畫單線圖來模擬一個系統(tǒng)。用戶可以運用可視化分析程序個性鮮明的示例（CASE）編輯器對模型任意進行修改直至滿意。在Power World可視化分析程序中，輸電線路的投切、負荷調(diào)整、發(fā)電機的投退及其各種功能

14、切換以及聯(lián)絡(luò)線的建立等等，這一切只需點擊鼠標就可完成。此外，圖形和動畫演示的廣泛使用增加了用戶對系統(tǒng)特性、存在的問題和限制條件的理解.并且知道如何采取補救措施。 </p><p>　　Power World提供了極為方便的模擬電力系統(tǒng)時間特性的工具。同樣它可以可視化地顯示負荷、發(fā)電量和聯(lián)絡(luò)線功率隨時間的變化，以及因此產(chǎn)生的系統(tǒng)運行狀況的變化。這項功能在解釋例如電網(wǎng)擴建引起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化等問題上十分有用。 </

15、p><p>　　Power World可視化分析程序還具有一體化的經(jīng)濟調(diào)度、聯(lián)絡(luò)線功率交換經(jīng)濟性分析、功率傳輸分配因子(PTDF)計算、短路計算和故障分析的強大功能，所有這一切都通過一個主界面來實現(xiàn)。 </p><p>　　Power World可視化分析程序的上述特性被集成在一起，在軟件安裝完畢后即可領(lǐng)略到它的龐大功能。</p><p>　　1.2 PowerWorl

16、d軟件的功能</p><p>　　1.2.1 基本功能 </p><p>　　Power World程序有2種重要的操作模式：編輯模式和運行模式。編輯模式用來創(chuàng)建新模型或修改己存在的工程示例；而運行模式則用來模擬演示實際系統(tǒng)，使用程序具有的各種先進的工具對所建立的電力系統(tǒng)模型進行各種可視化分析。通過點擊程序欄的EDIT MODE（編輯模式）和RUN MODE（運行模式）按鈕，可在兩者之間隨

17、意切換。每種模式下菜單中的命令不同。 </p><p>　　通過文件面板（File）可進行存盤、打印、讀取等操作。本欄也提供了聯(lián)機幫助和查錯工具。Power World仿真器允許用戶用幾種不同的格式存儲工程。選擇主菜中File中的Save As項可出現(xiàn)對話框，在對話框左下角存儲文件類型一欄中可選擇所需的保存格式。仿真器能以二進制格式（默認值），PTI版本V23～30所用的原始數(shù)據(jù)類型、IEEE通用格式和GE EP

18、C等格式來存儲工程。 </p><p>　　編輯面板（Edit）包括一些工程編輯工具。可剪切或復制單線圖上的單個設(shè)備或原件并把它粘貼在原圖或其他圖中。同樣也可通過通常的選取操作或矩形框?qū)σ唤M元件進行相同的操作。 </p><p>　　用插入面板（Insert）按鈕可在現(xiàn)有的單線圖上添畫新組元。這些組元包括電力系統(tǒng)的元件如節(jié)點、輸電線、變壓器、負荷、發(fā)電機和“地區(qū)(AREA)”,“區(qū)域（ZO

19、NE）”以及諸如“餅圖( PIE CHART)”等提供測量、標注和咨詢信息的框件。也可添加文本框或矩形、橢圓形、弧形等形狀的顯示框，而這些均與系統(tǒng)中其它設(shè)備無關(guān)。 </p><p>　　通過格式面板（Format）可改變字體、顏色、線型、圖形放大比例及其原件所屬層次等。也可設(shè)定不同繪圖參數(shù)的缺省值，并在必要時重設(shè)這些值。 </p><p>　　為顯示復雜的電力系統(tǒng)運行圖，Power Wor

20、ld 可視化分析程序可放大和移動單線圖?？稍趫D像縮放面板中直接指定放大的尺寸，也可通過選定圖中某一矩形區(qū)域來設(shè)定放大倍數(shù)。本欄包含一對話框.可以通過它選擇以某一母線為中心顯示單線運行圖。 </p><p>　　通過選項/信息欄（Options)，可迅速查閱PowerWorld可視化分析程序的有關(guān)信息和設(shè)置選項?？稍O(shè)置有關(guān)仿真和求解的選項、定義過濾顯示、進行單步潮流計算、電壓等高線動態(tài)著色、各種運行報表和區(qū)域控制誤

21、差分析、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分析、二維和三維可視化運行圖切換以及工程所包含的原件的所有屬性和相關(guān)運行參數(shù)和控制參數(shù)的顯示和修改。這兩個欄目在編輯模式和運行模式下根據(jù)需要不盡相同。 </p><p>　　工具欄（Tools）提供母線運行信息瀏覽、全網(wǎng)潮流瀏覽和指定母線或線路潮流運行信息、靜態(tài)安全分析、可用傳輸容量ATC計算、短路電流計算、各種靈敏度分析、電氣島分析、網(wǎng)損計算、功率傳輸分布因子計算、強制潮流設(shè)置與計算、地理信

22、息功能加載（GIS）、制作影視剪接，負荷和出力調(diào)整等高級功能。 </p><p>　　仿真欄（Simulation）提供仿真所采用的各種算法，包括極坐標和直角坐標的牛頓－拉夫遜法、快速解耦算法、單步法、交直流系統(tǒng)混合潮流計算、魯棒性潮流加速計算、最優(yōu)潮流計算、潮流計算啟動終止設(shè)置和不收斂的處理辦法以及腳本文件的相關(guān)處理。 </p><p>　　最優(yōu)潮流（LP OPF）欄提供常規(guī)最優(yōu)潮流計算

23、、考慮各種運行約束和經(jīng)濟約束的最優(yōu)潮流計算以及相關(guān)參與最優(yōu)潮流的系統(tǒng)各種原件參數(shù)的設(shè)定和修改。 </p><p>　　電壓安全性和穩(wěn)定性分析工具（VSAT）以內(nèi)置的牛頓一拉夫遜法進行的潮流計算為基礎(chǔ)，允許用戶在某特定傳輸容量下求解多重潮流解，從而得到給定節(jié)點的PV或QV曲線。電壓安全性和穩(wěn)定性分析（VSAT）的目的是在用戶定義的傳輸容量自動增加時允許用戶監(jiān)視系統(tǒng)的任一參數(shù)。電壓安全性和穩(wěn)定性仿真計算結(jié)束后用戶可用

24、可視化仿真曲線顯示所監(jiān)視的參數(shù)。 </p><p>　　1.2.2 高級功能 </p><p>　　除了上述各功能，Power World 可視化分析程序還提供方便快捷的局部菜單（在運行圖上右擊鼠標），主要有限值監(jiān)視設(shè)定、越限后文本區(qū)自動改變顏色、可視化顯示內(nèi)容和參數(shù)設(shè)定、全屏切換顯示和分屏耦合顯示、快速查找和定位、鷹眼漫游、負荷預測可視化、考慮氣候變化的系統(tǒng)運行狀態(tài)分析、用戶自定義界面、

25、新的插入模板、母線顏色自動選擇、動畫率可調(diào)、餅圖和線路顏色的協(xié)調(diào)等功能。另外還包括潮流計算收斂性加速算法設(shè)定、缺省繪圖值功能、過濾選項、常用表達的定義、移相器建模、直流線路建模、在線幫助、系統(tǒng)數(shù)據(jù)導入導出、自動插入和外掛用戶自編程序擴展標準接口等高級功能。 </p><p>　　第二章 PowerWdorl軟件的基本應(yīng)用</p><p>　　2.1 繪制電力系統(tǒng)單線圖</p>

26、<p>　　2.1.1 創(chuàng)建工程實例</p><p>　　打開powerworld simulator13軟件，單擊左上角“文件”圖標，選取“新建實例”創(chuàng)建一個新的工程示例文件。如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1創(chuàng)建的工程界面</p><p>　　2.1.1 添加電力元件</p><p>　　添加母線元件：在編輯模式

27、下單擊工具欄中的“繪圖”，再點擊插入對象中的“網(wǎng)絡(luò)”選擇“節(jié)點”，在面板空白處的合適位置單擊鼠標左鍵，確定母線位置。此時自動彈出母線信息對話框，填入母線相關(guān)信息，再單擊“確定”，則母線添加完成。</p><p>　　添加發(fā)電機元件：從“網(wǎng)絡(luò)”中點擊選擇“發(fā)電機”，在與該發(fā)電機連接的母線處點擊左鍵，則彈出發(fā)電機信息對話框，填入發(fā)電機相關(guān)信息，再單擊“確定”，然后適當調(diào)整發(fā)電機位置，則發(fā)電機添加完畢。</p&g

28、t;<p>　　添加變壓器元件：從“網(wǎng)絡(luò)”中點擊選擇“變壓器”，先左鍵單擊連接該變壓器的兩條母線中的一條，然后左鍵雙擊另一條母線則會在畫面上添加變壓器，并彈出變壓器控制信息對話框，填入變壓器相關(guān)參數(shù)，在單擊“確定”則變壓器模型添加成功。</p><p>　　添加線路元件：從“網(wǎng)絡(luò)”中點擊選擇“線路”，先左鍵單擊連接該傳輸線路的兩條母線中的一條，然后左鍵雙擊另一條母線，則會在畫面上添加傳輸線，并彈出傳

29、輸線控制信息對話框，填入傳輸線相關(guān)參數(shù)，則傳輸線模型添加成功。通過線路對話框，也可以添加串聯(lián)電容器。</p><p>　　添加負荷元件：從“網(wǎng)絡(luò)”中點擊選擇“負荷”，在與該負荷連接的母線處點擊左鍵，則彈出負荷信息對話框，填入負荷相關(guān)信息，再單擊“確定”，然后適當調(diào)整負荷位置，則負荷模型添加完畢。</p><p>　　繪制單線圖：根據(jù)實際要繪制的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，按照上述的添加元件的方法，進行元

30、件的添加，在添加元件的過程中按照要求對個元件進行參數(shù)設(shè)置，繪制好的系統(tǒng)單線圖如圖2.2所示：</p><p><b>　　圖2.2單線圖</b></p><p><b>　　3.1 潮流計算</b></p><p>　　3.1.1 潮流計算</p><p>　　繪制好系統(tǒng)單線圖后對繪制的系統(tǒng)進行潮流

31、計算，計算方法如下：</p><p>　　在運行模式下單擊工具欄的“工具”按鈕，然后單擊“運行”便可進行系統(tǒng)潮流計算。</p><p>　　3.1.2潮流計算個元件信息表</p><p>　　發(fā)電機信息如圖3.1</p><p>　　圖3.1發(fā)電機信息表</p><p>　　節(jié)點1信息如圖3.2</p>

32、<p>　　圖3.2節(jié)點1信息表</p><p><b>　　線路信息如圖3.3</b></p><p><b>　　圖3.3線路信息表</b></p><p>　　變壓器信息如圖3.4</p><p>　　圖3.4變壓器信息表</p><p><b>　

33、　3.2 短路計算</b></p><p>　　短路計算方法：在運行模式下單擊“運行模式”中的“短路計算”，彈出短路計算框如下圖：如圖3.5</p><p><b>　　圖3.5短路計算表</b></p><p>　　從上面短路計算框可知可對系統(tǒng)各節(jié)點和線路等進行單相接地、相間短路、三項短路、兩相接地短路等短路計算，如對節(jié)點1進行單

34、相接地短路計算，在節(jié)點選擇中選擇節(jié)點1，短路位置選擇節(jié)點短路，短路類型選擇單相接地，在單擊左下角的計算，方可進行短路計算。</p><p>　　第四章 PowerWorld實際的應(yīng)用</p><p>　　4.1 power world仿真圖</p><p>　　圖4.1power world仿真圖</p><p>　　4.2 節(jié)點潮流計算&

35、lt;/p><p>　　圖4.2節(jié)點潮流計算表</p><p>　　4.3 節(jié)點短路計算</p><p>　　圖4.3節(jié)點短路計算</p><p><b>　　課程設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　在兩周的課設(shè)的時間里，我初步掌握了該軟件的基本操作。在這次的學習過程中，使我對軟件的學習有了更深的體

36、會，當然對電力系統(tǒng)分析這門課也有了更深的理解，在學習得過程中我有許多理解錯誤的地方，但這些錯區(qū)在老師的指導下以及同學對我的幫助，我克服了種種困難，我查閱了許多的參考資料，在參考資料中我查到了許多我做不到的。經(jīng)過這次的學習，我現(xiàn)在基本能夠熟練運用power world。</p><p>　　通過本次實習，我明白了power world的許多用途，特別是在仿真領(lǐng)域里的運用。當然，這一周的學習并不能使我完全掌握powe

37、r world的操作 ，我們只是初步掌握了它的基本功能，它的其它功能我希望能在以后的學習中逐步掌握。相信在今后的學習過程中，我能牢固地掌握這一軟件。初步接觸power world感覺很新鮮，在學習的過程中讓我又掌握了一門技術(shù)。這次的課程設(shè)計讓我有了很大的收獲。這次實習豐富了我在這方面的知識，使我向更深的層次邁進，對我在今后的社會當中立足有一定的促進作用，但我也認識到，要想做好這方面的工作單靠這一周的課程設(shè)計實習是遠遠不夠的，還需要我在平

38、時的學習和在以后的工作中一點點的積累，不斷豐富自己的經(jīng)驗才行。我面前的路還是很漫長的，需要不斷的努力和奮斗才能真正地走好。</p><p>　　我相信通過這一周時間的課程設(shè)計實習，在操作的過程中所獲得的經(jīng)驗對我終身受益，在我今后的學習及畢業(yè)后的實際工作中將不斷的得到驗證。這次的實習是我人生的一筆財富。</p><p>　　2011年12月22日</p><p>&l

39、t;b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1].劉天琪，邱曉燕.電力系統(tǒng)分析理論[M].北京:中國科學出版社, 2011.</p><p>　　[2] power world 使用說明書.</p><p><b>　　二、評語及成績</b></p><p><b>　　課程設(shè)計成績