电力系统课程设计-简单电力系统潮流的计算和短路计算

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1、课程设计报告题目：简单电力系统潮流的计算和短路计算课程：电力系统课程设计专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：课程设计题Fl：简单电力系统潮流的计算和短路计算成绩:指导教师:年月FI、原始资料分析1、潮流计算的原始材料分析GGIS2S3GG2图1潮流系统图如图1所示，本电力系统是一个5节点，3支路的简单环形电力网络，英屮4节点为PV节点，5节点为平衡节点，1、2、3节点为PQ节点；对于潮流计算可以用牛顿一拉夫逊算法和P-Q分解法。P-Q分解法出于雅口J比矩阵常数化，计算过程屮减少了很大的计算量，而且有功和电压幅值，无功和电压相角的完全割裂也大大的对矩阵降维数，减少了一

2、半的计算量，但是雅克比矩阵常数化是经验值，丧失了一部分稳定收敛的特性，而冃当支路电阻与电抗比值较大的时候收敛性也特别弟，甚至不收敛。牛顿一拉夫逊算法在计算过程中虽然计算量很大，但是比较精确。综合比较牛顿拉夫逊法（直角处标、极处标）、PQ分解法等多种求解方法的特点，最后确定程序采用牛顿拉夫逊在极坐标下的算法，手算分别采用了牛顿拉夫逊算法和PQ分解法。2、短路计算的原始材料分析GGI图2短路系统图在三相供电系统中，可能发生的主要短路类型有三相短路、二相矩路、两相接地如路和单相接地短路，三相短路属对称短路，其余三种为不对称短路。在四种短路故障中，出现单相短路故障的机率最人，

3、三相短路故障的机率最小。但在电力系统中，用三相短路作为最严重的故障方式，來验算电器设备的运行能力。为了限制发牛短路时所造成的危害和故障范围的扩大，需要进行短路电流计算，以便校验电气设备的动热稳定性、选择和整定继电保护装置、确定限流措丿施及选择主接线方案。如图2所示，此系统为两台发电机向负荷供电的简单系统，短路点只有一个，1节点发生三项短路接地。其短路电流交流分量初始值的计算条件和近似如下：1）对于电源，各台发电机均用X；作为其等值电抗，即假设d轴和q轴等值电抗均为X；。当短路点远离电源时，可将发电机端电压母线看作恒定电压源，电压值取为额定电压。2）综合性的负荷对短路电

4、流的影响是很难准确计及的，最简单和粗略的处理方法是不是计负荷，即短路询按空载情况决定次暂态电动势，短路后电网上依旧不接负荷。二、拟分析方法1、潮流计算求解过程大致可以分为以下步骤：1）根据电力系统网络推导电力网络数学模型，给出节点导纳矩阵。2）赋予各节点电压变量（直角坐标系形式）初值后，求解不平衡量。形成雅可比矩阵。3）求解的电压变量达到所要求的精度时，再计算各支路功率分布、功率损耗和平衡节点功率。4）求出结果后，进行结果分析。2、短路计算应用叠加原理求解过程大致可分为以下步骤：1）作出系统在短路前的等值电路图。2）分析计算短路前的运行状况以确定短路点开路电压和各待求

5、量的正常分量值。3）计算短路后各待求量的故障分量。4）将（2）和（3）的计算结果叠加，得到各待求量的值。三、计算步骤1、潮流计算手工计算1）最简单环式网路等值电路如图3所示。z<«图3等值电路2）最简单环式网路进一步化简的等值电路如图4所示。VAZ23S2S3S1图4进一步化简的等值电路2、短路计算手工计算1）短路系统的等值电路图如图5所示。图5短路系统等值电路2）网络化解过程如图6所示。653am」图6网络化解过程3）具体计算步骤如下:四、MTLAB计算1、潮流计算模型图7潮流计算模型2、短路计算模型3、1）潮流计算的结果101023Aout»w<«?•11：W11

6、7<1-124恥115IFKMIMfA*€lf«MTS“Z0“•・•••nti-IM•)•Ll»-WrftV«>Mr«BrUmnairoteH血0GT2UH5V14^7«llkV・•••4•UM-IMW1•台VEt3•?»4J*U4M*J::&3::=liSd賂TiFa5'Ara«-MO&*-iU»•«?•P山*3W-I"$：■・"••IM4e

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