电力系统分析课程设计实验指导书(1800字)

来源:m.ttfanwen8.com时间:2016.4.18

电力系统分析课程设计实验指导书

一、课程设计的目的与任务:

该课程设计为电气工程及其自动化专业的主要专业课设计之一,是学习电力系统分析基础课程后的一个重要的实践性教学环节。其目的在于巩固和加深对电力系统潮流和短路电流计算基本原理的理解,学习和掌握应用计算机进行电力系统设计和计算的方法,培养学生独立分析和解决问题的能力。

二、课程设计的基本要求:

掌握电力系统等值模型和参数计算,以及潮流和短路计算的基本原理,学会应用计算机计算系统潮流分布和短路电流的方法。

三、课程设计选题原则:

该课程设计是根据电力系统分析基础课程内容,结合实际工程和科研的电力系统网络进行系统的潮流和短路电流计算。

四、课程设计内容: 1、课程设计地点:机房和教室

2、设计内容

(1)电力系统潮流计算(2)电力系统短路电流计算

具体内容包括:

1)系统等值模型和参数计算。

2)编制电力系统潮流和短路计算程序。

3)计算结果分析。

4)编写说明书。

3、时间安排

1、系统等值模型和参数计算(2天)

2、编制算法程序并进行计算(2天)

3、计算结果整理和分析(1天)

4、编写说明书(1天)

5、成绩考核(1天)

五、课程设计主要参考资料:

1、李光琦.电力系统暂态分析.北京:水利电力出版社.第二版

2、陈珩.电力系统稳态分析.北京:水利电力出版社.第二版

3、孟祥萍.基于MATLAB的电力系统设计与计算.长春:吉林人民出版社 4、孟祥萍.电力系统分析.北京:高等教育出版社

六、课程设计成绩考核:

根据学生的平时表现,说明书,以及设计完成后的口试成绩等进行综合评定。课程结束时,要求学生有课程设计说明书。课程设计成绩以平时成绩(占50%)、设计说明书(占50%)进行综合评定。3个同学一个题目,一个班题目不能选重复。

七、课程设计题目

(一)电力系统潮流的计算机计算

1. 题目

电力系统潮流的计算机计算

2. 目的和要求

通过课程设计,使同学们掌握电力系统P-Q分解法潮流计算(包括理论分析计算和数值 计算)的基本原理和数值计算仿真的基本过程(包括算法的确定),同时也有助于计算机操 作能力和软件开发能力的提高。

要求手工计算和计算机仿真出给定系统的潮流分布(包括节点电压和支路功率计算); 开发语言:FORTRAN或C语言。

3. 内容

1. 复习PQ分解法潮流计算,弄清基本原理,写出程序框图(课堂复习讲授);

2. 复习计算机语言,并根据程序框图制定分步实施方案,给出进度表;

3. 为各阶段准备原始数据和计算过程模拟数据,确定合适的数值计算方法。

4. 编程上机调试;连调。

5. 计算分析给定系统潮流分布并与手工计算结果作比较分析。

6. 准备老师检查(计算机演示),书写该课程设计说明书(尽可能计算机打印)。

4. 成品要求

(1)设计说明书

成品要求书写工整,内容全面,简明扼要,层次清楚。具体应包括:

1). 原始资料,手工计算的过程及结果。

2). P-Q分解法的原理、特点及适用场合,潮流数学模型的建立。

3). 数学计算方法的确定及其原理(如因子表法)

4). 程序流程图及分步实施方案。

5). 原始数据的说明,初始条件的确定,中间计算过程数据,最终计算结果及结果分 析(并与手工计算结果比较)。

(2)源程序清单

包括输入输出变量说明,输入输出数据文件。

5. 进度安排

第1天:求解潮流的原理,算法的确定等。

第2天:编写程序流程图,确定分步实施方案,复习计算机语言,初步编写源程序。 第3—7天:上机调试程序,分析验证。

第8天:撰写课程设计报告。

第9-10天:打印整理报告,老师检查答辩。

6. 参考文献

(1). 何仰赞等,“电力系统分析(上、下)”华中理工大学出版社。

(2). 西安交通大学等,“电力系统计算”,水利电力出版社。

题四::如图2电力系统,各元件的参数如下:

发电机G: 60MVA,Xd’’=0.12;调相机 SC: 5MVA,Xd’’=0.2 变压器 T-1: 31.5MVA,Vs%=10.5.

变压器 T-2: 20MVA,Vs%=10.5.

变压器 T-3: 7.5MVA,Vs%=10.5.

. 线路 L-1: 60km;线路 L-2: 20km;;线路 L-3: 10km;电抗为 0.4Q/km 负荷 LD-1: 30MVA;负荷 LD-2: 18MVA; 负荷 LD-3: 6MVA;

电力系统分析课程设计实验指导书


第二篇:电力系统分析实验指导书new 5000字

电力系统分析实验指导书

广东工业大学自动化学院电力工程系

目录

实验一 电力系统分析综合程序PSASP概述 2 实验二 一个简单电力系统的短路计算 4 实验三 一个复杂电力系统的短路计算 5 实验四 基于PSASP的电力系统潮流计算实验 7 实验五

实验六

基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验 8基于PSASP的单机-无穷大系统稳定分析实验 10 1

实验一 电力系统分析综合程序PSASP概述

一. 实验目的:

了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法。

二. PSASP简介:

1. PSASP是一套功能强大,使用方便的电力系统分析综合程序,是具有我国自主知识产权的大型软件包。

2. PSASP的体系结构:

第一层是:公用数据和模型资源库,第二层是应用程序包,第三层是计算结果和分析工具。

3. PSASP的使用方法:(以短路计算为例)

1).输入电网数据,形成电网基础数据库及元件公用参数数据库,(后者含励磁调节器, 调速器,PSS等的固定模型),也可使用用户自定义模型UD。在此,可将数据合理组织成若干数据组,以便下一步形成不同的计算方案。 ? 文本支持环境:

点击“数据”菜单项,执行“基础数据”和“公用参数”命令,可依次输入各电网元件的参数。

? 图形支持环境:

在“编辑模式下”,利用工具箱,输入电网接线图。作图时,若元件参数尚未输入,会自动弹出相关数据录入窗口,此时输入数据即可。 注意:两种环境下,均应先输入母线数据,再处理其他元件!!!

2).方案定义:

从基础数据库中抽取数据组,组合成不同方案,以确定电网的规模,结构和运行方式。

? 文本支持环境:

点击“计算”菜单项,执行“方案定义”命令。

? 图形支持环境:

“运行模式”下,点击“作业”菜单项,执行“方案定义”命令。

3)数据检查:

对确定的电网结构进行检查,检查网架结构的合理性,计算规模是否超出范围。

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2

? 文本支持环境:

点击“计算”菜单项,执行“数据检查”命令。

? 图形支持环境:

“运行模式”下,点击“作业”菜单项,执行“数据检查”命令。

4)作业定义:

给出计算控制信息,明确具体的计算任务。

? 文本支持环境:

点击“计算”菜单项,执行“短路”命令。

? 图形支持环境:

“运行模式”下,点击“作业”菜单项,执行“短路”命令。

5)执行计算:

? 文本支持环境:

在上述“短路计算信息”窗口,完成作业定义之后,点击“计算”按钮即可。

? 图形支持环境:

“运行模式”下,

a. 点击“视图”菜单项,执行“短路”命令,选择作业; b. 点击“计算”菜单项,执行“短路”命令,执行计算;

c. 点击“格式”菜单项,执行“短路结果”命令,确定计算结果在图上的显示方式。

6)报表输出结果:

用户可选择期望的输出范围,输出内容和输出方式。

? 文本支持环境:

点击“结果”菜单项,执行“短路”命令。

? 图形支持环境:

“运行模式”下,点击“报表”菜单项,执行“短路”命令。

三. 实例演示:

结合\PSASP\WEPRI-7\七节点系统算例,熟悉上述内容。

3

实验二 一个简单电力系统的短路计算

一. 实验目的:

掌握用PSASP进行电力系统短路计算的方法。

二. 实验内容:

图示电力系统,

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T

G

已知:发电机:Sn=60MVA,Xd”=0.16,X2=0.19 ;

变压器:Sn=60MVA,Vs%=10.5 ;

1) 试计算f点三相短路,单相接地,两相相间,两相接地短路时的短路电流有名值。

2) 若变压器中性点经30Ω电抗接地,再作1)。

三. 实验步骤:

1) 数据输入

2) 方案定义

3) 数据检查

4) 作业定义

5) 执行计算

6) 输出结果

要求在文本,图形两种方式下分别计算。

四. 实验注意事项:

1) 本系统文件请存入\PSASP\习题\下 ;

2) 严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容;

3) 严禁自带软盘输入输出数据。

五. 实验报告

1) 手算此题,与机算结果进行比较。

2) 对实验内容1),2)进行结果比较与分析。

3) 使用PSASP的体会。

4

实验三 基于PSASP的电力系统潮流计算实验

一、实验目的:掌握用PSASP进行电力系统潮流计算方法。

二、实验内容:

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y410

y140

图示电力系统中,网络各元件参数的标幺值如下:

z12=0.10+j0.40,

y120=y210=j0.01528,

z13=j0.3,k=1.1,

z14=0.12+j0.5,

y140=y410=j0.01920,

z24=0.08+j0.40,

y240=y420=j0.01413,系统中节点1、2为PQ节点,节点3为PV节点,节点4为平衡节点,已给定:

P1s+jQ1s=-0.30-j0.18,P3s=0.5,V3s=1.10, P2s+jQ2s=-0.55-j0.13, V3s=1.10, V4s=1.05∠0ο,试用牛顿法计算潮流分布。

三、实验步骤:

(1) 点击|“电力系统分析综合程序(PSASP)” ;

(2) 点击“创建” ,创建文件;

(3) 点击“图形支持环境” ;

(4) 点击“编辑模式” ,可进行绘图和参数录入:

a、绘制出所有母线,输入母线数据;

b、添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路,输入该元件数据;

(5) 关闭“编辑模式”窗口;

(6) 点击“运行模式” :

(7) 点击“作业”菜单项,执行“方案定义”命令(例如方案为1,数据组选

择BASIC),点击“确定”。

(8) 点击“作业”菜单项,执行“潮流”命令,定义作业;

(9) 点击“视图”菜单项,执行“潮流数据”命令,作业选择。

(10)点击“计算”菜单项,执行“潮流”命令;

(11)点击“格式”菜单项,进行元件参数格式选择;

5

(12)点击“报表”菜单项,执行“潮流”命令, 计算结果输出有图示、报表输

出两种方。

四、实验注意事项:

(1)本系统文件请存入\PSASP\潮流\下;

(2)严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。

五、实验报告

(1)将实验结果采用图示、报表列出。

(2)与教材计算结果进行分析比较。

6

实验四 一个复杂电力系统的短路计算

一、实验目的:

利用PSASP软件进行复杂电力系统的短路分析。

二、实验内容: 图示电力系统:

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试求:1)k—1点三相短路时,短路点的起始次暂态电流;

2)k—2点A相接地短路时,短路点的电流,115kV及37kV输电线路各相电流,发电机G1端电压;

3)k—3点三相短路时,短路点及各电源支路的短路电流。

三、实验方法

1)在PSASP环境下对上述系统进行建模;

2)按照前述步骤完成全部计算内容并打印结果报表; 根据结果报表对实验成绩进行评估。

7

实验五 基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验

一、实验目的:掌握用PSASP进行电力系统暂态稳定计算方法。

二、实验内容:

在实验三的基础上进行暂态稳定计算。同步发电机參数任选,可參见c:\wpsasp\wepri-7\,给出其中一组參数如下:

模型:6

参数组号:9

电抗(p.u):

d轴 Xd: 2.16 X'd: 0.265 Xd: 0.205

""q轴 Xq: 2.16 Xq: 0.530 Xq: 0.205

时间常数(s):

TJ:8.0 a: 0.9 '

T'

do: 8.62 T"d0: 0.05 b: 0.00

T'

q0 : 2.2 0 T"

qo: 0.07 n: 9.0

D: 0.000

Ra: 0.000

X2: 0.205

三、实验步骤:

(1)点击“编辑模式”: 先双击发电机,再点击“发电机及其调节器” 输入同步机參数;

(2)关闭“编辑模式”窗口;

(3)点击“运行模式” :

a、点击“作业”菜单项,执行“暂态稳定”命令,定义作业; b、点击“视图”菜单项,执行“暂态稳定”命令,作业选择。 c、点击“计算”菜单项,执行“暂态稳定 ”命令;

d、点击“报表”菜单项,执行“暂态稳定”命令, 查看计算结果; e、点击发电机功角分析输出,选择输出变量,点击输出,点击确定。 8

四、实验注意事项:

1)本系统文件请存入\PSASP\实验算例\下;

2)严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。

五、实验结果检查:

计算结果提交老师检查,并从功角变化曲线判断系统的暂态稳定性。

]

9

实验六 基于PSASP的单机-无穷大系统稳定分析实验

一、实验目的:

理解自动励磁调节器和电力系统稳定器对电力系统稳定的影响。

二、实验对象:

1.接线图:

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2.参数:SB=100MVA

发电机:S=120MVA,采取模型6

Xd=1.4, Xd’=0.3, Xd”=0.1, Xq=1.35, Xq’=0.6, Xq”=0.1,

Tj=10s, Td0’=6s, Td0”=0.05s, Tq0’=1s, Tq0”=0.05s,

饱和系数:a=0.9, b=0.06, n=10

D=0s, Ra=0.005 p.u., X2=0.1p.u.,

AVR模型:模型1

参数1:Kr=1,Tr=0.03,Ka=30,Ta=0.03,Kf=0.04,Tf=0.715,Te=0.5s,

Efdmax=5, Efdmin=0 (常规AVR)

参数2:Ka=500,Te=0.03s (快速高放大倍数AVR)

PSS模型:模型1

参数:Kw=200,Inertia-diff,Tq=10s

T1=0.2, T2=0.01, T3=0.2, T4=0.01

Vsmax=5.0p.u.,Vsmin=-5.0p.u.

系统:S=9999MVA,采取模型0

Xd=Xd’=Xd”=0.1, Xq=Xq’=Xq”=0.1

Tj=100s,Td0’ =Td0”=Tq0’=Tq0” =0.05s,

饱和系数:a=0.9, b=0.06, n=10,

D=2s, Ra=0.005 p.u., X2=0.1p.u.

变压器:电抗标幺值X=0.1

输电线:每回电抗标幺值X=0.4

负荷:S=(4+j2)p.u.

三、实验内容

1、 潮流计算:

发电机设为PQ节点,S=0.8+j0.3085,

系统设为平衡节点,V=1.0+j0., 完成潮流计算。

2、 稳定计算:

故障方式:两回并联交流线路中一回首端三相短路,0.1s切除故障;

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作业1:AVR和PSS均采取模型0,即不考虑AVR和PSS;

作业2:AVR采取参数组1,PSS采取模型0,即考虑常规AVR,不考虑PSS; 作业3:AVR采取参数组2,PSS采取模型0,即考虑快速、高放大倍数AVR,不考虑PSS;

作业4:AVR采取参数组2,PSS采取模型1,即考虑快速、高放大倍数AVR,考虑PSS;

1,2对比,观察AVR的作用;

2,3对比,观察快速、高放大倍数AVR对暂态稳定的影响和负阻尼效应; 3,4对比,观察PSS的效果。

上述作业中,重点通过功角摇摆情况观察自动励磁调节器和电力系统稳定器对电力系统稳定的影响,学生可同时自主观察其他相关变量的变化。

四、实验报告

1)报告中要求附上相关实验曲线并对实验现象给出具体的说明和分析;

2)结合实验曲线,分析本PSS参数整定的合理性,说明其改善电力系统阻尼特性的机理。

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