电力系统分析——课程设计.docx

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1、辽宁工程技术大学电力系统分析课程设计设计题目城市供电网规划设计指导教师院（系、部）电气与控制工程学院专业班级学 号姓 名日 期课程设计标准评分模板一、对未加入AMA69前的系统，进行潮流计算，根据计算结果，分析统中线路潮流和节点电压是否均在正常范围内。潮流计算，作为电力系统稳态分析中最基本、最常用的计算，现在已经发展成为电力系统规划设计、发电调度以及安全性和可靠性分析的基础，同时也是各种电磁暂态和机电暂态分析的基础和出发点。城市供电网设计1 03八voxQ0SAVO YIM0.O %ar-4zi 00 pwa 02 Ra- i oop；：，-S* iHANHAMM40 HwrT J 3 iUt

2、UCM1.00 -r-r1.01Q咤；roi pw7, Mvar0.0 Mwr.111 A-O3ANZjk1.00 M -4_*-A ABO 867合?；4 Xi Hap潮流计算后的系统运行图1.1节点电压情况正常运行下，节点电压信息如下名称基准电标幺电实际电相角名称基准电标幺电实际电相角压压压压压压TIM 3453451.02525353.7115.84HALE69691.003369.227-23M0R01381381.00571138.78720.05HISKY69691.005316936723.11H0MER69691.008969.61423.55JO3453451.03355.3

3、512.8RAY69691.0196670.35720.06JO1381381.02451413811539TIM 69691.0173270.19521.43BUCKY1381381.00796139.09819.04FERNA69691.0043969.30321.79SLACK3453451.03355.3514.78WEBER69691.0088169.60822.89SAVOY1381381.01056139.45818.57UIUC69691.0065269.4522.72SAVOY69691.0132469.91420.1PETE69691.0035769.24623.25PAT

4、TEN69691.004836933323.01PAI69691.0094669.65322.1SLACK1381381.02542141.50816.15HANNAH69691.0058669.40424.3AMANDA69691.00448693092434GROSS69691.0099269.68521.77RAY3453451.02519353.69215.76SHIMKO69691.008469.5822.41RAY1381381.01605140.21518.11WOLEN69691.0027869.19223.81TIM1381381.00881139.21519.82LAUF1

5、381381.00375138.51720.04BLT1381381.00013138.01820.71LAUF69691.02703822.16BLT69691.0169.6922.65BOB1381380.99673137.54820.7DEMAR69691.0010369.07122.68BOB69691.0151570.04523.05LYNN1381381.02363141.26115.92ROGER69691.02703820.96AMA6969000根据电力系统电压质量和无功电力管理规定第五条（-）35KV及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%（二）10KV及

6、以下三相供电电压允许偏差为额定电压的7%（三）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%第六条（一）发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1.500 （ 330 ） KV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超 过系统额定电压的+10% ；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电 压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。2 .发电厂220KV母线和500 （ 330 ） KV及以上变电站的中压侧母线 正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%+10% ；事故运 行方式时为系统额定电压的-5%+10%。3 .发电厂和220kV变电站的110kV35kV母线正常运行方式时，

7、电压允许偏差为系统额定电压的-3%+7% ;事故运行方式时为系统额 定电压的10%。4 .带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10 （ 6 ） KV母线正 常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%+7%。（二）特殊运行方式下的电压允许偏差值由调度部门确定。根据以上规定,345 KV母线正常运行为1.01.1之间，即345379.5KV , 138KV 正常工作时 1.01.1 ,即 138151.8KV , 69KV 正 常运行时为 0.971.07 ,即 66.9373.83KV所以，各电压等级（345KV、138KV、69KV ）电压都维持在 0.9961.026之间，不仅合格率

8、是百分之百，电压波动也并不大。1.2潮流分析情况正常运行方式下，系统有功损耗为9.7899MVA ,该城市供电系统网 负荷为808.7220MVAo此时，有功网损率为1.21% ,可以看出，该城 市网损较低。线路和变压器运行情况如下百U而1点 名称-4XL1J-H- 木麻”点名称回路状态是 不变 压 器有功首场无功 首场视在 首场视在 极限%视 在极 限max有 功 损 耗无功 损耗TIM345TIM1381Clos edYes115.829.2119.425047.80.148.45TIM345SLACK3451Clos edNo115.829.2119.4597200.1516.99MOR

9、O138TIM1381Clos edNo-12.3-7.814.62336.20.01-1.77MORO138LAUF1381Clos edNo02.82.82331.80-1.36HOMER6HANNAH1ClosNo163-2.616.510216.20.00.05969ed8H0MER69LAUF691Clos edNo-303-0.6303102300310.58RAY69FERNA691Clos edNo40.62.940.78249.70.541.14RAY69RAY1381Clos edYes-88.7-2.988.8186.747.70.083.46RAY69GROSS691C

10、los edNo31.3-2.531.47243.60380.69TIM69HISKY691Clos edNo41.45.441.811238.10.25-5.8TIM69TIM1382Clos edYes-70.7-77118738.20.052.45TIM69TIM 1381Clos edYes-70.7-77118738.20.052.45TIM69PAI691Clos edNo20.35.2218225.60.090.1TIM69HANNAH691Clos edNo56.7-356.710653.50.852.58FERNA69DEMAR691Clos edNo17.1-0.417.1

11、90190.060.09WEBER69LAUF691Clos edNo-17.4-6.918.78123.10.13-4.61WEBER69PATTEN691Clos edNo5.24.16.6729.20.01-0.09UIUC69BLT693Clos edNo-37.3-7.4387749.40.12-2.11UIUC69BLT692Clos edNo-37.5-7.538.27749.60.12-2.1UIUC69BLT691ClosNo-37.9-7.538.67750.10.1-2.07ed2UIUC69HALE691Clos edNo17.6-1.117.77423.90.06-2

12、.14UIUC69PETE691Clos edNo36.7-0.136.79339.50.1-1.74PETE69HISKY691Clos edNo-21.2-9.723311220.80.02-4.58PAI69GROSS691Clos edNo-12.68.114.95030.10.06-0.12HANNAH69AMANDA692Clos edNo13.5-113.668200.02-2.55HANNAH69AMANDA691Clos edNo13.5-113.668200.02-2.55SHIMKO69ROGER691Clos edNo-32.93.433.18240.80.460.73

13、SHIMKO69BOB691Ope nNo00082000SHIMKO69PATTEN691Clos edNo17.6-1.117.77224.50.070.07WOLEN69BOB692Clos edNo-37.213.439.57255.20.28-0.14WOLEN69BOB691Clos edNo-37.213.439.67255.30.28-0.11HALE69LAUF691Clos edNo-18.7-9.320.98225.80.170.23JO345JO1382Clos edYes9411.694.722043.10.074.31JO345JO1381Clos edYes941

14、1.694.722043.10.074.31JO138LAUF1381ClosNo67.57.76819135.60.81.92ed3BUCKY138LAUF1381Clos edNo40.52.640.619121.30.12-0.53BUCKY138SAVOY1381Clos edNo-63.9-8.864.519133.80.090.14SLACK345RAY3451Clos edNo16829170.559728.80.21-9.32SLACK345JO3451Clos edNo111.7-9112.160019.10.2733.26SAV0Y138JO1381Clos edNo101

15、.6-4.4101.719153.91.044.06SAVOY69ROGER691Clos edNo9.611.6158218.30.11-0.04SAVOY69SAVOY1381Clos edYes-37.65.63810137.60.041.02SLACK138LYNN 1381Clos edNo-3.61.94.1100530-2SLACK138RAY1381Clos edNo51.45.951.728817.90.260.02SLACK138SLACK3451Clos edYes-47.7-7.848.422022.10.021.14RAY138BOB1381Clos edNo91.2

16、25.194.623340.60.683.01RAY138TIM1381Clos edNo38.4338.523316.50.17-1.14RAY138RAY3452Clos edYes-83.614384.822438.40.074.87RAY138RAY3451Clos edYes-83.81438522438.50.074.9LAUF69LAUF1382ClosYes-54.6-454.810154.60.02.67ed7LAUF69LAUF1381Clos edYes-52.2-3.952.410152.20.072.43BOB138BLT1381Clos edNo-12353.454

17、.818529.60.0515.81BOB69BLT691Clos edNo-12.215.719.9105250.08-7.44BOB69BOB1381Clos edYes102.668.8123.518768.20.176.77BLT69DEMAR691Clos edNo5.76.78.85017.50.050.03BLT69BLT1381Clos edYes-68.12371.818738.40.072.56LYNN138JO1381Clos edNo-17.60.217.613313.30.02-1.29线路及变压器运行情况1.2.1变压器运行情况分析从变压器回路可以看出,最大容载比为

18、BOB138到BOB69变压器， 视在功率极限的百分数为68.2% ,最小的为SLACK345到SLACK138变 压器，视在功率极限的百分数为22.1% , SLACK345到SLACK138变压 器比较小的原因在于SLACK345侧东部电源比较充足，有一台220MV 和两台150MV共三台发电机支持。南部网络有多个小型发电机支持。向 南部传输功率较小，所以，极限百分数小。课程设计成绩评定表学期课程名称姓名电气工程及其自动化 班级电力系统课设设计设计题目城市供电网规划设计绩评分项优良中及格1.设计态度非常认真认真较认真一般设2.设计纪律严格遵守遵守基本遵守少量违反计3.独立工作能独立设基本独

19、立表能力5虫牧通计完成设计完成现4.上交设计提早或按时间时按时迟交半天迟交一天设计思路设计思路设计思路设计思路较清晰，基本清清晰，结清晰，结结构方案晰，结构构方莱良构方案合基本合方案基本好，设计理，设计理，设计合理，设参数选择参数选择参数选择计参数选设5.设计内容止确，条正确，条基本正择基本正1T说理清楚，理清楚，确，调理确，调理口日内谷元内容较完清楚,内清楚，内整，结果整,极少谷基本完容基本完书止确白卜4+、口 里T日庆整，有少整，有些里加送错误规范、整较规范、基本规基本规6.设计书洁、有条整洁、有范、整范、整-1 朱 S理，排版条理，个洁、有条洁、有条JhFJiIx很好别排版有理，个别理，

20、排版不及格不认真严重违反 不能独立 设计完成 迟交一天 以上设计思路 不清晰， 结构方案 不合理， 关键设计 参数选择 有错误， 调理清 楚，内容 不完整， 有明显错 误 不规范、 不整洁、 无条理， 排版有问而BOB138至IBOB69变压器是东北部138KV变到到69KV的主 要变压设备，负责支持东北部69KV有功功率的提供和西北部138KV到 69KV变压器无功功率，并且无大功率发电机直接支持，所以极限百分数大。建议双变压器运行，减小极限百分数，提高可靠性。l.UU pu90.55 MW-22.13 Mvar4,8 Mvar1.00 puAMW13.30 Mvar16 MWMW -14

21、MvarMvar1.02 puBOB138BOB69AMW 1- 13.25 Mvar ” 即 56 MW13 Mvar正常运行时，变压器负载情况均正常。122线路运行情况分析首先，BOB69到WOLEN69双回路线路仅由BOB69端单台变压器 供电,供电可靠性低，线路视在功率极限百分数为55.2%，随着负荷的 增长，防止线路负载率过高并需保证WOLEN69端供电可靠性，建议从 SLACK138母线出搭设变电站13869 ,为WOLEN69端供电。VWOLEN69然后，BLT69到UIUC69三回路线路由两台发电机供电，但线路潜在供电压力极大，一旦BLT138端发电机故障，供电立即崩溃并且线路

22、负载率过高。建议从HANNAH69处架设架空线为UIUC69端供电，缓解线路压力，保证供电可靠性。lf UIUC696 Mvar -6.64 Mvar1.001( 12.8 Mvar5_ 6 37.8 W140 MW45 Mvar.08 Mfva3I -7.41.01 pu-37.45 MW-7.4 var1.00 pu7.985.6B MW6.6ft Mlar5.44 Mp1.01 pu明I Mwy32 MvarMWI Mvar7.3 Mvar-4.171612.32 MW -14 y 37.63 MvarBLT13875 MW28 Mvar其次，TIM69到HANNAH69线路，虽然有双变

23、压器供电，并且HOMER69供电，但是线路负载率过大。建议建设双回路提高稳定性。29.0 Mv45 MW / 12 Mvar*-(- 18.2 Mvar最后，RAY69到FERNA69线路仅由一台变压器供电，且线路负载率 过大，建议从SLACK138母线处架设变压器为FERNA69供电，保证供电可靠性。1.30 pu FERNA6940kl41W_-1.7MV3r237 I4.8MW17.08-0.40 Mvar1.00 pu其余线路负载率均比较低。二、针对单条线路或单个变压器退出运行的情况，进行事故下潮流计算。根据计算结果，分析可能出现的越限原因。静态安全分析是指当电力系统正在运行时，在已经

24、形成的网络结构中 运用N-1准则，进行单个元件的投切，然后在观察整个网络的运行情况，检查是否出现电压跌落或是线路过载越线情况，对各种运行方式进 行综合评估，确定是否符合系统安全运行标准。如下图所示（T表示变压 器，L表示线路，其余未越线的已删除）标签跳过已处 理已求 解越 限最大支路越 限L_00021WOL EN69- 00048BOB69 ClNOYESYES1111L_00021WOL EN69- 00048BOB69 C2NOYESYES1111T_00048BOB 69- 00047BOB13 8C1NOYESYES11113会出现越线的三条线路如下所示IG91.00 pu90.55

25、 MW-22.13 Mva 1 1102.累/-68.79 Mv112.16 MWhT15.74Mva!27 Mvar个1.00 pu -X WOLEN6937.24 M V | 37,16 MW-13.41 Mvir -13.39 MvarxmvaZBOB138 .二O /.J liVV13.30 MvarBOB69T 27 / 4 Mi aj13.25 Mvar56 MW13 Mvar74 MWL_00021WOLEN69-00048BQB69C1 ( 2 )双回路线线路及 T_00048BOB69-00047BQB138C1变压器线路因故障切开后，电压会越 限,越限电压节点为WOLEN6

26、9以及BOB69 ,越限电压为111.04%、 111.29%。由于进入BOB138母线的有功潮流为90.55MV ,而WOLEN69母 线端负荷为74MV ,因此，当线路或变压器故障切除后，负荷骤减，造 成WOLEN69电压升高至1.1104pu , BOB69电压升高至1.1129puo为了防止N1后电压越限，可采用的措施是对BOB138BOB69 变压器实行双变压器并分接头方式的调节。三、选择线路方案，将变电站AMA69接入系统。根据潮流计算和安全性 分析结果，比较不同设计方案的优劣，最终提出最优方案。首先，根据以上一、二分析，线路，变压器视在功率百分数较大的线 路已经不适合接入AMA6

27、9系统，这样会加重线路负担，影响供电的可 靠性；其次,会出现越限的线路也不能接入AMA69系统,原本就会出 现越限，在接入其他系统，增加负荷，N1后，必然越限而且越限电压 会变得更大。排除以上因素，所需考虑的方案如下：方案一 ：AMA69通过变压器接到JO138通过一个13869的变压器，将AMA69连到JO138 ,接入系统。r13.99.7076 MW1; :856.7223 MWHom01_O* Q6MB”.- pw j- 1AVQV1J=43 4 4；.M Y.；, 城市供电网设计System Losses: 9.71 MWr;9 3、14 X可以看出，系统总负荷提升，网损降低，有功网

28、损率降低。*-71_O工工h6专e潮流计算：电压分析名称基准电 压标幺电 压实际电 压相角名称基准电 压标幺电 压实际电 压相角TIM3453451.02512353.66815.88SAV0Y1381381.0094139.29819.29MORO1381381.00548138.75720.42SAVOY69691.0124269.85720.79H0MER69691.0089569.61823.96PATTEN69691.0048769.33623.59RAY69691.019747036220.22SLACK1381381.02518141.47516.31TIM69691.01727

29、0.191AMAND691.004569.312一621.67A69224.67FERNA69691.0044469.30721.99RAY3453451.02513353.66915.8WEBER69691.0088169.60823.43RAY1381381.01602140.2118.25UIUC69691.0064669.44622.97TIM1381381.0087139.220.05PETE69691.0035169.24223.5LAUF1381381.00328138.45320.6PAI69691.0093969.64822.37LAUF69691.0270.3822.66H

30、ANNAH69691.005969.40724.63BOB1381380.99666137.53920.91GROSS69691.0099369.68521.97BOB69691.0151870.04823.28SHIMKO69691.0084869.58523.03ROGER69691.0270.3821.61WOLEN69691.0028269.19424.04BLT1381381.00006138.00820.92HALE69691.0031169.21423.32BLT69691.0169.6922.9HISKY69691.0052669.36323.36DEMAR69691.0011

31、669.0822.9JO3453451.03355.3513.29LYNN1381381.02205141.04316.53JO1381381.02205141.04316.28AMA69691.0137869.95117.57BUCKY1381381.00697138.96219.73581381.01908140.63316.52所有电压均符合要求。潮流计算：潮流分析首端节点 名称1工 uLi-H-上 木U而P/ol名称回路状态是否 变 压 器有功 首师无功-M-XlLi 首场视在-M-duLl 首师视在 极限%视 在极 限max有 功 损 耗无功 损耗TIM345TIM1381Clos

32、edYes121.129.5124.625049.80.159.2RAY69FERNA691Clos edNo41.12.741.2825030.551.17RAY69RAY1381Clos edYes-89.9-2.589.9186.748.30.083.53TIM 69HANNAH691Clos edNo58.3-3.658.410655.10.92.74UIUC69BLT691ClosNo-38.7-7.139.47751.20.1-2.06ed3UIUC69BLT692Clos edNo-38.3-7397750.60.13-2.1UIUC69BLT693Clos edNo-38.2-

33、738.87750.40.13-2.11W0LEN69BOB691Clos edNo-37.213.439.67255.30.28-0.11W0LEN69BOB692Clos edNo-37.213.439.57255.20.28-0.14JO345JO1381Clos edYes10817109.322049.70.15.75JO345JO1382Clos edYes10817109.322049.70.15.75SLACK138SLACK3451Clos edYes-55.4-855.922025.50.031.52LAUF69LAUF1381Clos edYes-50.5-3.450.610150.40.062.29LAUF69LAUF1382Clos edYes-52.8-3.452.910152.80.072.53BOB69BOB1381Clos edYes103.568.5124.118768.60.176.83AMA69581Clos edYes-48-10491004930.060.94变压器方面：加入AMA69后，各线路，变压器负荷情况并没有明显增 加情况，合理。从变压器回路可以看出，最大容载比为BOB138到BOB69变压器, 视在功率极限的百分数为68.6% ,最小的为SLACK345到S