课程设计——基于powerworld的电力系统运行方式分析和计算

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1、基于PowerWorld的电力系统运行方式分析和计算李应宏华南理工大学电力学院08电气2班1PowerWorldSimulator介绍PowerWorldSimulator（仿真器）是一个电力系统仿真软件包，其设计界面友好，并有高度的交互性。该仿真软件能够进行专业的工程分析。而且由于其可交互性和可绘图性，它也可以用于向非专业用户解释电力系统的运行操作。该仿真器是一个集成的产品，其核心是一个全面、强大的潮流计算程序。它能够有效地计算高达10,0000个节点的电力网络，因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时，性非常实用。与其它商业潮流计算软件包不同，该软件可以让用户通过

2、生动详细的全景图来观察电力系统。此外，系统模型可以通过使用仿真软件的图形编辑工具很容易地进行修改，用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。仿真器广泛地使用了图形和动画功能，大大地增强了用户对系统特性、问题和约束的理解，以便于用户对系统进行维护。它基本的工具包括经济调度、区域功率经济分配分析、功率传输分配因子计算算（PTDF）、短路分析以及事故分析等功能的工具。2电力系统网络结构及参数2.1220kV分网结构和参数图1220kV分网结构和参数500kV站（#1）的220kV母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV。表1

3、图中各变电站参数编号类型220kV最大负荷，MVA#1500kV站平衡节点#2220kV站230+j20#3220kV站350+j90#4220kV站250+j85#5220kV站410+j90各变电站负荷曲线基本一致。日负荷曲线主要参数为：日负荷率：0.85，日最小负荷系数：0.64各线路长度如图所示。所有线路型号均为LGJ-2*300，基本电气参数为：正序参数：r=0.054Ω/km,x=0.308Ω/km,C=0.0116µF/km；零序参数：r0=0.204Ω/km,x0=0.968Ω/km,C0=0.0078µF/km；40ºC长期运行允许的最大电流：11

4、90A。燃煤发电厂G有三台机组，均采用单元接线。电厂220kV侧采用双母接线。发电机组主要参数如下表（在PowerWorld中选择GENTRA模型）：表2发电厂发电机的参数机组台数单台容量（MW）额定电压（EV）功率因数升压变容量MVAXdXd’XqTd0’TJ=2H230010.50.853501.80.181.287125010.50.853002.10.21.576升压变参数均为Vs%=10.5%，变比10.5kV/242kV。不计内阻和空载损耗。稳定计算中平衡节点用一台大发电机代替，选定GENPWTwoAxis模型，把其中的H值设得非常大（如300.000）

5、，其他都用默认参数。稳定仿真中发电机采用无阻尼绕组的凸极机模型。不考虑调速器和原动机模型。不考虑电力系统稳定器模型。励磁系统模型为：图2励磁系统模型该模型在PowerWorld中为BPA_EG模型，主要参数如下：KA=40TA=0.1TA1=0.1KF=0.05TF=0.7VRmax=3.7VRmin=0.0发电厂按PV方式运行，高压母线电压定值为1.05VN。考虑两种有功出力安排方式：²满发方式：开机三台，所有发电机保留10%的功率裕度；²轻载方式：仅开250MW机组，且保留10%的功率裕度；²发电厂厂用电均按出力的7%考虑。2.2PowerWorld仿真计算的主

6、要内容对文中电力系统模型进行运行方式分析和计算，内容涉及潮流计算、短路故障计算和暂态温度计算三方面，详细如下：1、潮流计算1）根据负荷变化和机组出力变化，拟定至少两种典型运行方式；2）建立PowerWorld电力系统模型，运用软件进行各个运行方式下的潮流计算。3）用PowerWorld电力系统模型对MATLAB的潮流程序计算的典型运行方式的潮流、电压和网损进行验算、校核和分析；4）用PowerWorld电力系统模型完成大方式的“N-1”潮流校核，进行线路载流能力和电压水平分析；对MATLAB所编制的潮流程序进行验算。2、短路故障计算1）用PowerWorld电力系统

7、模型对主要220kV母线进行三相短路容量测算，并与Matlab编制三相短路的短路容量计算程序的计算结果进行校核。3、暂态稳定计算自行选择2-3种故障方案，用PowerWorld进行稳定计算，给出摇摆曲线，并计算故障的极限切除时间。3基于PowerWorld的电力系统仿真计算3.1PowerWorld的电力系统模型图3PowerWorld接线图3.2基于PowerWorld的电力系统潮流计算本文对模型进行两种运行方式的潮流仿真：（1）发电机轻载方式，负荷重载方式表3节点参数（发电机轻载方式，负荷重载方式）节点123456发电机功率MW平衡节点0000209.25负