電力系統(tǒng)暫態(tài)上機(jī)計(jì)算課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　( 2012—2013年度第二學(xué)期)</p><p>　　名 稱：電力系統(tǒng)暫態(tài)上機(jī)計(jì)算</p><p>　　院 系：電氣與電子工程學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí)： </p>

2、<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計(jì)周數(shù)：兩周 </p><p>　　成 績(jī)：

3、 </p><p>　　日期： 年 月 日</p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的與要求</p><p>　　鞏固電力系統(tǒng)暫態(tài)分析理論知識(shí)，使學(xué)生掌握采用計(jì)算機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過(guò)程和機(jī)電暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行計(jì)算的基本方法，并進(jìn)一步鞏固計(jì)算機(jī)編程能力，為將來(lái)從事相關(guān)的技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)正文（詳

4、細(xì)內(nèi)容見(jiàn)附錄,用A4紙，頁(yè)數(shù)不限）</p><p>　　對(duì)稱短路計(jì)算過(guò)程流程圖和計(jì)算結(jié)果</p><p>　　不對(duì)稱短路計(jì)算過(guò)程流程圖和計(jì)算結(jié)果</p><p>　　靜態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算過(guò)程流程圖和計(jì)算結(jié)果</p><p>　　暫態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算過(guò)程流程圖和計(jì)算結(jié)果</p><p><b>　　思考題</b>

5、;</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)或結(jié)論</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程》常鮮戎、趙書(shū)強(qiáng)編，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年1月，第1版</p><p>　　《電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)》李庚銀，機(jī)械工業(yè)出版社，2012年9月，第1版</p><p>

6、;　　《電力系統(tǒng)故障的計(jì)算機(jī)輔助分析》 重慶大學(xué)出版社 米麟書(shū)等 </p><p>　　《電力系統(tǒng)潮流計(jì)算》天津大學(xué)出版社 宋文南等 </p><p>　　《電力系統(tǒng)故障分析》清華大學(xué)出版社 周榮光</p><p>　　《短路電流實(shí)用計(jì)算方法》電力工業(yè)出版社 西安交通大學(xué)等</p><p>　　《精通Matlab6.5》北京航空航天大學(xué)出版社

7、，張志涌</p><p>　　附錄（設(shè)計(jì)流程圖、計(jì)算結(jié)果、思考題答案）</p><p>　　1、電磁暫態(tài)過(guò)程計(jì)算</p><p><b>　　1.1、求導(dǎo)納矩陣</b></p><p>　　1.1.1、正序?qū)Ъ{矩陣Y1</p><p>　　1.1.2、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣Y2</p><

8、;p>　　1.1.3、零序?qū)Ъ{矩陣Y0</p><p>　　1.1.4、正序?qū)Ъ{矩陣YY1</p><p>　　1.1.5、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣YY2</p><p>　　1.2、短路計(jì)算過(guò)程流程圖</p><p>　　1.3、節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相短路</p><p>　　1.3.1、故障點(diǎn)的三序電流</p>&

9、lt;p>　　1.3.2、故障點(diǎn)的三相電流</p><p>　　1.3.3、故障點(diǎn)的三相電流有效值</p><p>　　1.3.4、各節(jié)點(diǎn)的三序電壓，三相電壓</p><p><b>　　三序電壓</b></p><p><b>　　三相電壓及有效值</b></p><p&

10、gt;　　1.3.5、各支路的三序電流，三相電流</p><p><b>　　三序電流</b></p><p>　　（其中1,2,3為線路，4,5分別為與1,2支路相連的變壓器，發(fā)電機(jī)支路，6,7分別為與1,3支路相連的變壓器，發(fā)電機(jī)支路；以下不同類型短路均與此相同）</p><p><b>　　三相電流及有效值</b>&

11、lt;/p><p>　?。ㄆ渲?,2,3為線路，4,5分別為與1,2支路相連的變壓器，發(fā)電機(jī)支路，6,7分別為與1,3支路相連的變壓器，發(fā)電機(jī)支路；以下不同類型短路均與此相同）</p><p>　　1.4、節(jié)點(diǎn)3發(fā)生a相接地短路</p><p>　　1.4.1、故障點(diǎn)的三序電流</p><p>　　1.4.2、故障點(diǎn)的三相電流</p>

12、<p>　　1.4.3、故障點(diǎn)的三相電流有效值</p><p>　　1.4.4、各節(jié)點(diǎn)的三序電壓，三相電壓</p><p><b>　　三序電壓</b></p><p><b>　　三相電壓及有效值</b></p><p>　　1.4.5、各支路的三序電流，三相電流</p>

13、<p><b>　　三序電流</b></p><p><b>　　三相電流及有效值</b></p><p>　　1.5、節(jié)點(diǎn)3發(fā)生a相經(jīng)10歐姆電阻接地短路</p><p>　　1.5.1、故障點(diǎn)的三序電流</p><p>　　1.5.2、故障點(diǎn)的三相電流</p><

14、;p>　　1.5.3、故障點(diǎn)的三相電流有效值</p><p>　　1.5.4、各節(jié)點(diǎn)的三序電壓，三相電壓</p><p><b>　　三序電壓</b></p><p><b>　　三相電壓及有效值</b></p><p>　　1.5.5、各支路的三序電流，三相電流</p><

15、;p><b>　　三序電流</b></p><p><b>　　三相電流及有效值</b></p><p>　　1.6、節(jié)點(diǎn)3發(fā)生bc兩相相間短路</p><p>　　1.6.1、故障點(diǎn)的三序電流</p><p>　　1.6.2、故障點(diǎn)的三相電流</p><p>　　1.

16、6.3、故障點(diǎn)的三相電流有效值</p><p>　　1.6.4、各節(jié)點(diǎn)的三序電壓，三相電壓：</p><p><b>　　三序電壓</b></p><p><b>　　三相電壓及有效值</b></p><p>　　1.6.5、各支路的三序電流，三相電流</p><p><

17、;b>　　三序電流</b></p><p><b>　　三相電流及有效值</b></p><p>　　1.7、節(jié)點(diǎn)3發(fā)生bc兩相短路接地</p><p>　　1.7.1、故障點(diǎn)的三序電流</p><p>　　1.7.2、故障點(diǎn)的三相電流</p><p>　　1.7.3、故障點(diǎn)的三

18、相電流有效值</p><p>　　1.7.4、各節(jié)點(diǎn)的三序電壓，三相電壓</p><p><b>　　三序電壓</b></p><p><b>　　三相電壓及有效值</b></p><p>　　1.7.5、各支路的三序電流，三相電流</p><p><b>　　三序

19、電流</b></p><p><b>　　三相電流及有效值</b></p><p><b>　　2、靜態(tài)穩(wěn)定計(jì)算</b></p><p>　　2.1、靜態(tài)穩(wěn)定計(jì)算流程圖</p><p>　　2.2、靜態(tài)穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果</p><p>　　使Ke以步長(zhǎng)為0.1以及δ以

20、步長(zhǎng)為1進(jìn)行循環(huán):</p><p>　　K e=0.100000, delta=91, P=1.345117</p><p>　　K e=0.200000, delta=92, P=1.363000</p><p>　　K e=0.300000, delta=93, P=1.380693</p><p>　　K e=0

21、.400000, delta=95, P=1.398409</p><p>　　K e=0.500000, delta=96, P=1.415747</p><p>　　K e=0.600000, delta=97, P=1.432842</p><p>　　K e=0.700000, delta=98, P=1.449679<

22、/p><p>　　K e=0.800000, delta=99, P=1.466244</p><p>　　K e=0.900000, delta=101, P=1.482360</p><p>　　K e=1.000000, delta=102, P=1.498265</p><p>　　K e=1.100000,

23、delta=103, P=1.513819</p><p>　　K e=1.200000, delta=104, P=1.529000</p><p>　　K e=1.300000, delta=105, P=1.543786</p><p>　　K e=1.400000, delta=106, P=1.558152</p>

24、<p>　　K e=1.500000, delta=107, P=1.572075</p><p>　　K e=1.600000, delta=108, P=1.585527</p><p>　　K e=1.700000, delta=109, P=1.598483</p><p>　　K e=1.800000, delta=

25、108, P=1.613666</p><p>　　K e=1.900000, delta=105, P=1.626492</p><p>　　K e=2.000000, delta=103, P=1.635259</p><p>　　K e=2.100000, delta=100, P=1.637025</p><p

26、>　　K e=2.200000, delta=98, P=1.637979</p><p>　　K e=2.300000, delta=96, P=1.635815</p><p>　　K e=2.400000, delta=94, P=1.630657</p><p>　　K e=2.500000, delta=92, P=1

27、.622630</p><p>　　K e=2.600000, delta=90, P=1.611867</p><p>　　K e=2.700000, delta=88, P=1.598501</p><p>　　K e=2.800000, delta=86, P=1.582670</p><p>　　K e=2.9

28、00000, delta=84, P=1.564509</p><p>　　K e=3.000000, delta=82, P=1.544155</p><p>　　K e=3.100000, delta=81, P=1.535174</p><p>　　K e=3.200000, delta=79, P=1.511558</p

29、><p>　　K e=3.300000, delta=77, P=1.486103</p><p>　　K e=3.400000, delta=76, P=1.474144</p><p>　　K e=3.500000, delta=74, P=1.445989</p><p>　　K e=3.600000, delt

30、a=73, P=1.432473</p><p>　　K e=3.700000, delta=71, P=1.401945</p><p>　　K e=3.800000, delta=70, P=1.387071</p><p>　　K e=3.900000, delta=69, P=1.371732</p><p&g

31、t;　　K e=4.000000, delta=67, P=1.338431</p><p>　　K e=4.100000, delta=66, P=1.321987</p><p>　　K e=4.200000, delta=65, P=1.305171</p><p>　　K e=4.300000, delta=63, P=1.2

32、69626</p><p>　　K e=4.400000, delta=62, P=1.251928</p><p>　　K e=4.500000, delta=61, P=1.233937</p><p>　　K e=4.600000, delta=60, P=1.215672</p><p>　　K e=4.700

33、000, delta=59, P=1.197153</p><p>　　K e=4.800000, delta=58, P=1.178398</p><p>　　K e=4.900000, delta=56, P=1.139925</p><p>　　K e=5.000000, delta=55, P=1.120623</p&g

34、t;<p>　　K e=5.100000, delta=54, P=1.101144</p><p>　　K e=5.200000, delta=53, P=1.081504</p><p>　　K e=5.300000, delta=52, P=1.061715</p><p>　　K e=5.400000, delta=

35、51, P=1.041792</p><p>　　K e=5.500000, delta=50, P=1.021746</p><p>　　K e=5.600000, delta=49, P=1.001589</p><p><b>　　2.3、結(jié)果分析</b></p><p>　　當(dāng)Ke取值時(shí)，系統(tǒng)

36、的功角極限值，以及對(duì)應(yīng)的P值。由于P越大時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)也就越高，所以選擇P值最大時(shí)候的Ke值為最佳放大倍數(shù)。</p><p>　　選擇結(jié)果：Ke=2.200000,系統(tǒng)可達(dá)到穩(wěn)定極限， 此時(shí)，delta=98, P=1.637979 ，</p><p>　　穩(wěn)定儲(chǔ)備=（1.637979-1）/1=63.8%</p><p><b>　　3、暫態(tài)穩(wěn)

37、定計(jì)算</b></p><p>　　3.1、暫態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算流程圖</p><p><b>　　3.2、計(jì)算結(jié)果</b></p><p><b>　　圖1 圖2</b></p><p>　　當(dāng)切除時(shí)間為0.15秒時(shí)，搖擺曲線為圖1，在這種情況下，穩(wěn)定。系統(tǒng)當(dāng)切除時(shí)間為0.25秒時(shí)，搖擺曲線

38、為圖2，在這種情況下，系統(tǒng)失去穩(wěn)定。</p><p>　　3.3、最大切除時(shí)間</p><p>　　當(dāng)t=0.15s，穩(wěn)定，t=0.25s，不穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.2s，失去穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.175s，穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.1875s，穩(wěn)定。</p><

39、p>　　t=0.19375s，穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.196875s，失去穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.1953125s，穩(wěn)定。搖擺曲線如下圖3所示：</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　t=0.19609375s，失去穩(wěn)定。搖擺曲線如下圖4所示：</p>

40、<p><b>　　圖4</b></p><p>　　由此類推，當(dāng)t=0.1954s時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有失去穩(wěn)定，搖擺曲線如圖5所示，但是0.1955失去穩(wěn)定，如圖6所示。</p><p><b>　　圖5圖6</b></p><p>　　由上可取，最大切除時(shí)間為t=0.1954s，此時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有失去穩(wěn)定。</p&g

41、t;<p><b>　　4、附加題</b></p><p><b>　　4.1、流程圖：</b></p><p><b>　　4.2、計(jì)算結(jié)果</b></p><p><b>　　圖7 圖8</b></p><p>　　圖7為當(dāng)強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)，勵(lì)

42、磁電壓的最大值為正常運(yùn)行時(shí)的5倍，Tff=0.2s時(shí)，切除短路時(shí)間為0.2s的曲線，系統(tǒng)沒(méi)有失去穩(wěn)定</p><p>　　圖8為當(dāng)強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)，勵(lì)磁電壓的最大值為正常運(yùn)行時(shí)的2.5倍，Tff=0.35s時(shí)，切除短路時(shí)間為0.2s的曲線，系統(tǒng)沒(méi)有失去穩(wěn)定</p><p>　　4.3、最大切除時(shí)間</p><p>　　4.3.1、勵(lì)磁電壓最大值為正常2.5倍，T

43、ff=0.35s：</p><p>　　當(dāng)t=0.2s，穩(wěn)定，t=0.3s，失去穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.25s，失去穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.225s，失去穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.2125s，失去穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.20625s，失去穩(wěn)定。</p><

44、;p>　　t=0.203125s，穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.2046875s，穩(wěn)定。曲線如圖9所示：</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　由此類推，當(dāng)t=0.2055s時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有失去穩(wěn)定，搖擺曲線如圖10所示，但是0.2056失去穩(wěn)定，如圖11所示。</p><p><b

45、>　　圖10 圖11</b></p><p>　　由上可取，最大切除時(shí)間為t=0.2055s，此時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有失去穩(wěn)定。</p><p>　　4.3.2、勵(lì)磁電壓最大值為正常5倍，Tff=0.2s：</p><p>　　當(dāng)t=0.2s，穩(wěn)定，t=0.3s，失去穩(wěn)定。</p><p>　　t=0.25s，穩(wěn)定。</p>

46、<p>　　t=0.275s，失去穩(wěn)定</p><p>　　t=0.2625s，失去穩(wěn)定</p><p>　　t=0.25625s，失去穩(wěn)定</p><p>　　t=0.253125s，失去穩(wěn)定。曲線如圖12所示：</p><p><b>　　圖12</b></p><p>　　由此

47、類推，當(dāng)t=0.2514s時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有失去穩(wěn)定，搖擺曲線如圖13所示，但是0.2515失去穩(wěn)定，如圖14所示。</p><p><b>　　圖13圖14</b></p><p>　　由上可取，最大切除時(shí)間為t=0.2514s，此時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有失去穩(wěn)定。</p><p><b>　　5、思考題</b></p>&l

48、t;p>　　5.1計(jì)算短路電流，書(shū)中給出的手算方法與計(jì)算機(jī)編程方法有何區(qū)別？</p><p><b>　　答：</b></p><p>　　5.2用計(jì)算機(jī)方法，進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算和短路電流計(jì)算，有哪些區(qū)別？</p><p><b>　　答：</b></p><p>　　5.3如果交給你一個(gè)任

49、務(wù)，請(qǐng)你用已有的短路電流計(jì)算軟件計(jì)算某地區(qū)電網(wǎng)某點(diǎn)發(fā)生短路后的短路電流，你應(yīng)該做哪些工作？（收集哪些數(shù)據(jù)，如何整理，計(jì)算結(jié)果如何分析）</p><p><b>　　答：</b></p><p>　　5.4靜態(tài)穩(wěn)定的概念，暫態(tài)穩(wěn)定的概念？</p><p><b>　　答：</b></p><p>