潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　　題 目 名 稱 IEEE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的潮流計(jì)算 </p><p>　　課 程 名 稱 潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 <

2、;/p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　系 、專 業(yè) 電氣工程系、09級電氣工程及其自動化 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　2012年 1 月 4 日</p><p&g

3、t;　　xx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><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）評閱表&

4、lt;/p><p>　　題目名稱 IEEE4節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的潮流計(jì)算 課程名稱 潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì) </p><p><b>　　一、學(xué)生自我總結(jié)</b></p><p><b>　　二、指導(dǎo)教師評定</b></p><p>　　注：1、本表是學(xué)生課程設(shè)計(jì)（論文）

5、成績評定的依據(jù)，裝訂在設(shè)計(jì)說明書（或論文）的“任務(wù)書”頁后面；</p><p>　　2、表中的“評分項(xiàng)目”及“權(quán)重”根據(jù)各系的考核細(xì)則和評分標(biāo)準(zhǔn)確定。</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效，無污染，使用方便，易于控制的電能得到廣泛應(yīng)用，推動了社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的發(fā)展，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術(shù)

6、革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。電力系統(tǒng)的潮流計(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)的接線方式與參數(shù)及運(yùn)行條件，計(jì)算電力系統(tǒng)各母線電壓、各支路電壓與功率及網(wǎng)損。對于正在運(yùn)行的電力系統(tǒng)，通過潮流計(jì)算可以判斷電網(wǎng)母線電壓、支路電流及功率是否越限，如果有越限，就應(yīng)采取措施，調(diào)整運(yùn)行方式。對于正在規(guī)劃的電力系統(tǒng)，通過潮流計(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

7、還可以為繼電保護(hù)和自動裝置定整計(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>　　關(guān)鍵詞：潮流計(jì)算；PSCAD軟件</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　1 緒論1</b><

8、;/p><p>　　1.1 課題及相關(guān)技術(shù)參數(shù)1</p><p>　　1.2 課題說明與要求3</p><p>　　1.3 PSCAD說明4</p><p>　　1.4 PSCAD設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)4</p><p>　　2 方案分析與比較5</p><p><b>　　3 仿真結(jié)果

9、6</b></p><p><b>　　總 結(jié)8</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題及相關(guān)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　下圖1-1是IE

10、EE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)：</p><p>　　圖1-1 IEEE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線圖</p><p>　　計(jì)算各個母線上的潮流分布。</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　所有數(shù)據(jù)均為標(biāo)么值，系統(tǒng)基準(zhǔn)值SYSBASE: 100MVA</p><p><b>

11、;　?。?）發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　表1-1 發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)（p.u.）</p><p><b>　?。?）母線數(shù)據(jù)</b></p><p>　　解釋說明：1表示節(jié)點(diǎn)；2表示節(jié)點(diǎn)；3表示平衡節(jié)點(diǎn)；為并聯(lián)電納（時，注入方式）；為區(qū)域序號；為電壓幅值；為電壓相角。充電電容電納，計(jì)算仿真用的參數(shù)。</p>&l

12、t;p>　　表1-2 母線數(shù)據(jù)（p.u.）</p><p><b>　?。?）線路參數(shù)</b></p><p>　　表1-3 線路參數(shù)（p.u.）</p><p><b>　?。?）變壓器參數(shù)</b></p><p>　　表1-4 變壓器參數(shù)（p.u.）</p><

13、p>　　1.2 課題說明與要求</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)主要是為了掌握電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的基本原理和熟練運(yùn)用PSCAD仿真軟件。課程設(shè)計(jì)的具體要求如下：</p><p>　　1.熟悉PSCAD軟件；</p><p>　　2.編寫潮流計(jì)算流程圖；</p><p>　　3. 建立系統(tǒng)接線圖的仿真過程；</p><

14、p><b>　　4.得出仿真結(jié)果。</b></p><p>　　1.3 PSCAD說明</p><p>　　PSCAD/EMTDC在時間域描述和求解完整的電力系統(tǒng)及其控制的微分方程(包括電磁和機(jī)電兩個系統(tǒng))。這一類的模擬工具不同于潮流和暫態(tài)視定的模擬工具。后者是用穩(wěn)態(tài)解去描述電路(即電磁過程)。但是在解電機(jī)的機(jī)械動態(tài)(即轉(zhuǎn)動慣量)微分方程。PSCAD/EMTD

15、C的結(jié)果是作為時間的即時值被求解。但通過內(nèi)置的轉(zhuǎn)換器和測量功能(象實(shí)有效值表計(jì)，或者快速育里葉變換頻譜分析等)。這些結(jié)果能被轉(zhuǎn)換為矢量的幅值和相角。    實(shí)際系統(tǒng)的測量能夠通過很多途徑來完成。由于潮流和穩(wěn)定的程序是通過穩(wěn)定方程來代表，它們只能基頻段幅值和相位。因此PSCAD的模擬結(jié)果能夠產(chǎn)生電力系統(tǒng)所有頻率的相應(yīng)，限制僅在于用戶自己選擇的時間步長。這種時間步長可以在毫秒到秒之間變化。</

16、p><p>　　1.4 PSCAD設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　基于以上簡單說明，我們可以了解到PSCAD是電力專業(yè)十分有用的仿真軟件，我們組的課題系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)較多，傳統(tǒng)的手工計(jì)算顯然不切實(shí)際，于是利用PSCAD仿真運(yùn)行出結(jié)果就成了本次課程設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。利用PSCAD對IEEE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行的仿真可以快速準(zhǔn)確得出各母線上的潮流分布及系統(tǒng)的其他運(yùn)行狀態(tài)，輸出顯示快速、明了。</p

17、><p><b>　　2 方案分析與比較</b></p><p>　　方案一：采用手工計(jì)算</p><p>　　最開始熟悉課題之后，我們準(zhǔn)備采用手工計(jì)算的方法算出各母線上的潮流分布，在進(jìn)一步熟悉了牛頓-拉夫遜法后我們發(fā)現(xiàn)不僅節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣難算，后續(xù)的雅可比矩陣更是多達(dá)一百多個元素要進(jìn)行計(jì)算，短時間根本無法完成設(shè)計(jì)任務(wù)；而P-Q分解法要將相關(guān)參數(shù)化為極

18、坐標(biāo)形式，計(jì)算量也十分巨大，于是我們放棄了這個方案。</p><p>　　方案二：用MATLAB軟件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算</p><p>　　這個方案大大減少了手工計(jì)算的時間，但每次計(jì)算過程都要編寫大量程序，雖然編程的相關(guān)指令并不難，但編程稍微有一點(diǎn)錯誤結(jié)果就無法正確顯示，而且算出的結(jié)果并不直觀清晰。所以最后我們也放棄這個方案。</p><p>　　方案三：用PSCAD軟件

19、仿真</p><p>　　在老師的指導(dǎo)和幫助下，我們開始學(xué)習(xí)PSCAD軟件，這是電氣專業(yè)的專業(yè)仿真軟件，開始我們并看不懂。而且關(guān)于這個軟件的教程和說明大部分是英文版的，這無疑又增加了我們的學(xué)習(xí)難度。但考慮到今后畢業(yè)設(shè)計(jì)也要學(xué)習(xí)這個軟件，我們還是硬著頭皮開始學(xué)習(xí)。在老師的耐心指導(dǎo)下，我們幾個人一小組開始學(xué)習(xí)和探討這個軟件的使用方法。從元件的選擇到布線安排、相關(guān)參數(shù)的設(shè)置到最后的調(diào)試運(yùn)行，可謂每一步大家都付出了相當(dāng)大

20、的努力。雖然我們現(xiàn)在對這個軟件還不是特別熟悉，但是我們的課題還是成功的完成了。在仿真圖輸出顯示中，系統(tǒng)特性十分直觀快速的顯示出來了，我們覺得非常開心。</p><p><b>　　3 仿真結(jié)果</b></p><p>　　PSCAD仿真圖如下圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1 仿真圖</p><p>　　輸

21、出顯示如下圖2-2所示，點(diǎn)擊最右邊放大圖標(biāo)可放大查看每個節(jié)點(diǎn)的分布情況。</p><p>　　圖3-2 輸出端顯示圖</p><p>　　點(diǎn)擊上圖最左端任意正弦圖標(biāo)，對應(yīng)顯示相關(guān)輸出，如下圖3-3是buse3的輸出顯示：</p><p>　　圖3-3 buse3輸出顯示圖</p><p><b>　　總 結(jié)</b>&

22、lt;/p><p>　　在本次潮流計(jì)算的設(shè)計(jì)中，我收獲很大，總結(jié)下來主要有以下三點(diǎn)：</p><p>　　1、這次的學(xué)習(xí)讓我更好的掌握了潮流計(jì)算的相關(guān)原理及計(jì)算步驟。通過本次的課題，我深深感受到了從前學(xué)習(xí)的知識還相當(dāng)淺顯，課堂上我們學(xué)習(xí)的潮流計(jì)算只是非常簡單的原理和公式。為了完成好此次課程設(shè)計(jì)，我把教材相關(guān)章節(jié)又看了幾遍，在圖書館和網(wǎng)上查閱了相關(guān)文獻(xiàn)資料，并和我們組的同學(xué)進(jìn)行了討論。功夫不負(fù)有

23、心人，我們的努力對設(shè)計(jì)還是很有幫助的。</p><p>　　2、由于我們是初次接觸到課程設(shè)計(jì)要使用的專業(yè)軟件PSCAD，而且這個軟件的相關(guān)教程基本都是英文的，所以仿真對于我們來說還是很有難度的。但大家都沒有放棄，通過老師給的資料和實(shí)例，我們進(jìn)行討論和不斷改正，最后終于運(yùn)行出了結(jié)果，我覺得很有成就感。</p><p>　　3、在學(xué)習(xí)的過程中，我得到了老師耐心的解答和組員的幫助，我覺得合作是這

24、次設(shè)計(jì)成功很關(guān)鍵的地方。</p><p>　　最后，我希望這次學(xué)到的知識能為今后的學(xué)習(xí)和工作做一個良好的鋪墊，我也期待還有這樣好的學(xué)習(xí)機(jī)會。</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

25、學(xué)等.電力系統(tǒng)計(jì)算[M].北京：水利電力出版社，1993.12 </p><p>　　[3] 陳 衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].北京：水利電力出版社，2004.1 </p><p>　　[4] 李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M].北京： 水利電力出版社，2002.5 </p><p>　　[5] 于永源，楊綺雯. 電力系統(tǒng)分析（第二版）[M]. 北京：中國電力出版社，20