电力系统稳态潮流计算课程设计
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信息工程学院课程设计报告书题目: 电力系统潮流计算专业:电气工程及其自动化班级:0310406学号:031040635学生姓名:陈代才指导教师:钟建伟2013年 4 月15 日信息工程学院课程设计任务书2013年4月15日目录1 任务提出与方案论证 (2)2 总体设计 (3)2.1潮流计算等值电路 (3)2.2建立电力系统模型 (3)2.3模型的调试与运行 (3)3 详细设计 (4)3.1 计算前提 (4)3.2手工计算 (7)4设计图及源程序 (11)4.1MA TLAB仿真 (11)4.2潮流计算源程序 (11)5 总结 (19)参考文献 (20)1 任务提出与方案论证潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。
常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布以及功率损耗等。
潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
在电力系统运行方式和规划方案的研究中,都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。
同时,为了实时监控电力系统的运行状态,也需要进行大量而快速的潮流计算。
因此,潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。
在系统规划设计和安排系统的运行方式时,采用离线潮流计算;在电力系统运行状态的实时监控中,则采用在线潮流计算。
是电力系统研究人员长期研究的一个课题。
它既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据,又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。
潮流计算经历了一个由手工到应用数字电子计算机的发展过程,现在的潮流算法都以计算机的应用为前提用计算机进行潮流计算主要步骤在于编制计算机程序,这是一项非常复杂的工作。
课程设计说明书题目电力系统分析系 ( 部)专业( 班级 )姓名学号指导教师起止日期电力系统分析课程设计任务书系(部): 专业:指导教师:目录一、潮流计算基本原理1.1 潮流方程的基本模型1.2 潮流方程的讨论和节点类型的划分1.3、潮流计算的意义二、牛顿一拉夫逊法2.1 牛顿-拉夫逊法基本原理2.2节点功率方程2.3修正方程2.4 牛顿法潮流计算主要流程三、收敛性分析四、算例分析总结参考文献电力系统分析潮流计算一、潮流计算基本原理1.1潮流方程的基本模型电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成,其中发电机及负荷是非线性元件,但在进行潮流计算时,一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。
因此潮流计算所用的电力网络系由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成,并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。
结合电力系统的特点,对这样的线性网络进行分析,普通采用的是节点法,节点电压与节点电流之间的关系I=YV (1—1)其展开式为(i=1,2,3, …,n) (1—2)在工程实际中,已经的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率,为此必须应用联系节点电流和节点功率的关系式 (i=1,2,3, …,n) (1—3)将 式 ( 1 - 3 ) 代 入 式 ( 1 - 2 ) 得 到 (i=1,2,3, …,n) (1-4)交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示V =Vei8. (1-5)或 V=e+jf (1-6)而复数导纳为Y=G+jB (1-7)将式(1-6)、式(1- 7)代入以导纳矩阵为基础的式(1-4),并将实部与虚部分开,可以得到以下两种形式的潮流方程。
潮流方程的直角坐标形式为潮流方程的极坐标形式为(1—10)(1-11)以上各式中,j∈i表示乙号后的标号j的节点必须直接和节点i相联,并包括j=i的情况。
这两种形式的潮流方程通常称为节点功率方程,实牛顿一拉夫逊等潮流算法所采用的主要数学模型。
powergui潮流计算课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解潮流计算的基本概念、原理及在电力系统中的应用。
2. 掌握使用PowerGUI软件进行潮流计算的操作步骤。
3. 了解潮流计算结果的分析方法及其在电力系统运行中的应用。
技能目标:1. 学会使用PowerGUI软件进行电力系统的潮流计算。
2. 能够分析潮流计算结果,判断电力系统的运行状态。
3. 能够运用所学知识解决实际电力系统运行中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力系统运行管理的兴趣,激发学习热情。
2. 增强学生的团队合作意识,培养沟通协调能力。
3. 使学生认识到电力系统安全、稳定运行的重要性,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为电力系统自动化专业课程,旨在帮助学生掌握潮流计算的基本方法,提高实际操作能力。
学生特点:学生已具备一定的电力系统基础知识,对实际操作有较高的兴趣。
教学要求:结合实际案例,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于电力系统运行管理中。
教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 潮流计算基本概念:介绍潮流计算的定义、作用及其在电力系统中的应用。
教材章节:第二章第一节2. 潮流计算原理:讲解潮流计算的基本原理,包括潮流方程的建立与求解方法。
教材章节:第二章第二节3. PowerGUI软件介绍:介绍PowerGUI软件的功能、特点及其在潮流计算中的应用。
教材章节:第三章第一节4. 潮流计算操作步骤:详细讲解使用PowerGUI软件进行潮流计算的操作流程。
教材章节:第三章第二节5. 潮流计算结果分析:分析潮流计算结果,包括电压、电流、功率等参数,判断电力系统运行状态。
教材章节:第三章第三节6. 实际案例分析:结合实际电力系统案例,分析潮流计算在电力系统运行中的应用。
教材章节:第四章7. 教学进度安排:共8学时,分配如下:- 潮流计算基本概念与原理(2学时)- PowerGUI软件介绍与操作步骤(3学时)- 潮流计算结果分析(2学时)- 实际案例分析及讨论(1学时)三、教学方法1. 讲授法:在讲解潮流计算基本概念、原理及PowerGUI软件操作步骤时,采用讲授法,结合多媒体课件,使抽象的理论知识形象化、具体化,便于学生理解和掌握。
潮流计算课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解潮流计算的基本概念,掌握潮流计算的基本原理和数学模型;2. 学会使用标准算例进行电力系统潮流计算,并能够分析计算结果;3. 掌握影响潮流计算精度的因素,了解提高计算精度的方法。
技能目标:1. 能够运用所学软件或工具进行电力系统潮流计算;2. 培养学生解决实际电力系统问题的能力,能够根据计算结果提出优化方案;3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力,通过小组讨论和报告形式展示学习成果。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电力系统分析和优化工作的兴趣,培养其探索精神;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实际问题的解决;3. 增强学生的环保意识,使其认识到优化电力系统运行对环境保护的重要性。
课程性质:本课程为电力系统分析领域的专业课程,旨在帮助学生掌握潮流计算的基本理论和实践方法。
学生特点:学生具备一定的电力系统基础知识,具有一定的数学和编程能力。
教学要求:结合实际案例,采用理论教学与实践操作相结合的方式,注重培养学生的实际操作能力和问题分析解决能力。
通过分解课程目标,使学生在完成本课程学习后能够达到上述具体学习成果。
二、教学内容1. 潮流计算基本概念:介绍潮流计算的定义、作用和数学模型,包括功率方程、电压方程和相角方程。
教材章节:第一章 潮流计算概述2. 潮流计算方法:讲解常用的潮流计算方法,如牛顿-拉夫逊法、快速分解法和P-Q分解法。
教材章节:第二章 潮流计算方法3. 潮流计算软件及应用:介绍常用的潮流计算软件,如PSS/E、DIgSILENT PowerFactory等,并讲解软件的操作方法和应用案例。
教材章节:第三章 潮流计算软件及其应用4. 影响潮流计算精度的因素:分析影响潮流计算精度的各种因素,如测量误差、模型误差等,并提出相应的解决方法。
教材章节:第四章 影响潮流计算精度的因素5. 提高潮流计算精度的方法:讲解提高潮流计算精度的方法,如参数优化、模型修正等。
课程设计报告学生姓名:学号:学院:班级:题目: 电力系统潮流计算课程设计课设题目及要求一 .题目原始资料1、系统图:两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。
2、发电厂资料: 母线1和2为发电厂高压母线,发电厂一总装机容量为( 300MW ),母线3为机压母线,机压母线上装机容量为( 100MW ),最大负荷和最小负荷分别为50MW 和20MW ;发电厂二总装机容量为( 200MW )。
3、变电所资料:(一) 变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为:35KV 10KV 35KV10KV(二) 变电所的负荷分别为:60MW 40MW 40MW 50MW(三) 每个变电所的功率因数均为cos φ=0.85;变电所1变电所母线 电厂一 电厂二(四) 变电所1和变电所3分别配有两台容量为75MVA 的变压器,短路损耗414KW ,短路电压(%)=16.7;变电所2和变电所4分别配有两台容量为63MVA 的变压器,短路损耗为245KW ,短路电压(%)=10.5;4、输电线路资料:发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中,单位长度的电阻为Ω17.0,单位长度的电抗为Ω0.402,单位长度的电纳为S -610*2.78。
二、 课程设计基本内容:1. 对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数,画出等值电路图。
2. 输入各支路数据,各节点数据利用给定的程序进行在变电所在某一负荷情况下的潮流计算,并对计算结果进行分析。
3. 跟随变电所负荷按一定比例发生变化,进行潮流计算分析。
1) 4个变电所的负荷同时以2%的比例增大;2) 4个变电所的负荷同时以2%的比例下降3) 1和4号变电所的负荷同时以2%的比例下降,而2和3号变电所的负荷同时以2%的比例上升;4. 在不同的负荷情况下,分析潮流计算的结果,如果各母线电压不满足要求,进行电压的调整。
(变电所低压母线电压10KV 要求调整范围在9.5-10.5之间;电压35KV 要求调整范围在35-36之间)5. 轮流断开支路双回线中的一条,分析潮流的分布。
潮流计算的课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握潮流计算的基本理论、方法和应用,培养学生运用电力系统潮流计算解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)掌握电力系统的基本概念、结构和参数。
(2)理解潮流计算的基本原理和方法。
(3)熟悉电力系统中常用的潮流计算算法及其特点。
(4)了解潮流计算在电力系统规划、设计和运行中的应用。
2.技能目标:(1)能够运用潮流计算软件进行电力系统潮流计算。
(2)具备分析电力系统潮流计算结果的能力。
(3)能够针对实际问题,运用所学知识进行潮流计算方法的选取和应用。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对电力系统的兴趣,激发学生学习电力系统潮流计算的积极性。
(2)培养学生团队合作精神,提高学生解决实际问题的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.电力系统基本概念、结构和参数。
2.潮流计算基本原理和方法。
3.电力系统中常用的潮流计算算法及其特点。
4.潮流计算在电力系统规划、设计和运行中的应用。
5.潮流计算软件的使用和结果分析。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:用于传授电力系统基本知识和潮流计算原理。
2.案例分析法:通过实际案例,让学生掌握潮流计算的方法和应用。
3.实验法:引导学生运用潮流计算软件进行实际操作,提高学生的动手能力。
4.讨论法:学生分组讨论,培养学生的团队合作精神和分析问题能力。
四、教学资源本课程所需教学资源包括:1.教材:《电力系统潮流计算》。
2.参考书:相关电力系统潮流计算的学术论文和专著。
3.多媒体资料:电力系统潮流计算的课件、视频等。
4.实验设备:潮流计算软件、计算机等。
教学资源应根据教学内容和教学方法的需求进行选择和准备,以支持教学的顺利进行,提高学生的学习效果。
五、教学评估本课程的教学评估采用多元化评价方式,全面客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、回答问题等方式,评价学生的学习态度和积极性。
东北电力大学电力系统潮流计算课程设计一、课程设计目的本课程设计旨在通过电力系统潮流计算的原理和方法,使学生掌握电力系统潮流计算的基本理论和方法,能够熟练地使用相应的软件进行电力系统潮流计算,解决实际电力系统运行中的电压稳定性、线路功率负载分配、网损分配等问题。
二、课程设计基本内容1. 电力系统潮流计算的基本原理和方法。
2. 电力系统潮流计算的数学模型和基本方程。
3. 电力系统潮流计算的常用算法和软件。
4. 电力系统潮流计算在电力系统运行中的应用。
5. 电力系统潮流计算中的实际问题。
三、课程设计要求1. 确定实验对象:根据实际情况,选择一座电力系统进行潮流计算。
2. 搜集资料:搜集电力系统的拓扑结构、参数数据等资料。
3. 撰写实验报告:根据实验结果,撰写实验报告,包括潮流计算结果分析、各种潮流计算算法的比较和评价等内容。
四、主要学习步骤1. 熟悉电力系统潮流计算的基本原理和方法。
2. 学习电力系统潮流计算的数学模型和基本方程。
3. 掌握电力系统潮流计算常用算法和软件。
4. 对电力系统进行拓扑分析,确定潮流计算的输入数据。
5. 进行电力系统潮流计算,分析计算结果。
6. 对潮流计算的不同算法进行比较和评价,选择最适合实际情况的算法。
7. 撰写实验报告,反映实验结果和分析。
五、课程设计评分要点1. 实验报告撰写质量。
2. 对电力系统潮流计算原理和方法的理解和掌握程度。
3. 对电力系统潮流计算常用算法和软件的掌握程度。
4. 对实际问题的分析和解决能力。
5. 对潮流计算结果的分析和解释能力。
6. 对不同潮流计算算法的比较和评价。
7. 学生的表现和实验思路。
电力系统潮流计算课设课程设计报告学生姓名:学号:学院:电气工程学院班级:电自1012题目:电力系统潮流计算指导教师:职称:副教授2022年1月9日1.题目分析1.1节点设置及分类根据系统图可知此系统为两端供电网路,将母线1,2设为节点1,2,将变电所1、2、3、4的高压侧分别设为节点3、4、5、6,低压侧为7、8、9、10。
并且,将节点1设为平衡节点,将节点2设为PV节点,其余节点设为PQ节点。
参数求取(1)运用下列公式计算变压器参数:采用变压器参数为折算至高压侧的数值,其变比K1,其中:2PkUNU%URT2某100S1000SN2KNTNZTRT某TZT计算变压器分接头变比变压器有5个抽头,电压调节范围为UN122.5%,UN对应的分接头开始时设为变压器高压侧接主接头。
(2)计算线路参数:ZRj某(rj某)LYjbLZZTB将参数整理,见下表:表1支路首端号1114223456支路末端号34555678910各支路阻抗即及对地电纳标幺值支路对地电纳标幺值(3)变电所负荷分别为:变电所1:变电所2:1.2求解方法利用牛顿-拉夫逊法进行求解,用MATLAB软件编程,可以求解系统潮流分S10.7j0.434S20.4j0.248变电所3:变电所4:S30.5j0.31S40.6j0.372布根据题目的不同要求对参数进行调整,通过调节变压器变比和发电厂的电压,求解出合理的潮流分布,最后用PSAT进行潮流分析,将两者进行比较。
2.题目求解对题目中所给定的电力系统接线图,画出如下等值电路图。
其中的数据参数已在问题分析中给出。
379524681012.2牛顿-拉夫逊法的流程图232.3根据题目所给变电所负荷数据求解2.3.1B1、B2矩阵的生成及约束条件根据所求参数,以及B1矩阵的含义,列写B1矩阵如下(以下数据均为标幺值):1、支路首端号;2、末端号;3、支路阻抗;4、支路对地电纳5、支路的变比;6、支路首端处于K侧为1,1侧为0。
课程设计(论文)题目名称电力系统潮流计算课程名称电力系统稳态分析学生姓名学号系、专业电气工程系电气工程及其自动化—电力方向指导教师2009年1月6日前言在如今的社会,电力已经成为人们必不可少的需求,而建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配,减少总装机容量,节省动力设施投资,且有利于地区能源资源的合理开发利用,更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。
电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。
电力系统的出现,使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用,推动了社会生产各个领域的变化,开创了电力时代,发生了第二次技术革命。
电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
电力系统稳态分析包括潮流计算(或潮流分析)和静态安全分析。
潮流计算针对电力系统各正常运行方式,而静态安全分析则要研究各种运行方式下个别系统元件退出运行后系统的状况。
其目的是校验系统是否能安全运行,即是否有过负荷的元件或电压过低的母线等。
原则上讲,静态安全分析也可用潮流计算来代替。
但是一般静态安全分析需要校验的状态数非常多,用严格的潮流计算来分析这些状态往往计算量过大,因此不得不寻求一些特殊的算法以满足要求。
牛顿法是数学中解决非线性方程式的典型方法,有较好的收敛性。
解决电力系统潮流计算问题是以导纳距阵为基础的,因此,只要在迭代过程中尽可能保持方程式系数距阵的稀疏性,就可以大大提高牛顿法潮流程序的放率。
自从20 世纪60 年代中期利用了最佳顺序消去法以后,牛顿法在收敛性、内存要求、速度方面都超过了阻抗法,成为直到目前仍在广泛采用的优秀方法。
目录第一章系统概述 (4)1.1 设计目的与要求 (4)1.1.1 设计目的 (4)1.1.2 设计要求 (4)1.2 设计题目 (4)1.3 设计内容 (4)第二章潮流计算设计题目 (5)2.1 潮流计算题目 (5)2.2 对课题的分析及求解思路 (6)第三章潮流计算算法及手工计算 (6)3.1 潮流计算算法 (6)3.2 关于电力系统潮流计算手工计算 (8)3.2.1 节点导纳矩阵 (8)3.2.2 简化雅可比矩阵 (9)3.2.3修正、迭代 (10)第四章Matlab概述 (10)4.1 Matlab简介 (10)4.2 矩阵的运算 (11)4.2.1 四则运算 (12)4.2.2 与常数的运算 (12)4.2.3 基本数学运算 (12)4.2.4 逻辑关系运算 (12)第五章潮流计算流程图及源程序 (13)5.1 潮流计算流程图 (13)5.2 潮流计算源程序 (14)5.3 运行计算结果 (19)总结 (20)参考文献 (21)第一章系统概述1.1 设计目的与要求1.1.1 设计目的1. 掌握电力系统潮流计算的基本原理;2. 掌握并能熟练运用一门计算机语言(MATLAB语言或FORTRAN或C语言或C++语言);3. 采用计算机语言对潮流计算进行计算机编程计算。
电力系统稳态分析课程设计--电力系统的潮流分布计算—牛拉法课程设计任务书课程名称电力系统稳态分析课程设计设计题目电力系统的潮流分布计算―牛拉法指导教师时间1周一、教学要求电力系统稳态分析课程设计以设计和优化电力系统的潮流分析为重点,提高学生综合能力为目标,尽可能结合实际工程进行。
设计内容的安排要充分考虑学校现有的设备,设计时间及工程实际需要,并使学生初步学会运用所学知识解决工程中的实际问题。
二、设计资料及参数(一)设计原始资料1、待设计电气设备系统图2、电力系统网络各元件参数3、电力系统电气元件的使用规范4、电力工程电气设计手册(二)设计参考资料1、《电力系统稳态分析》,陈珩,中国电力出版社,2007,第三版2、《电力系统分析》,韩祯祥,浙江大学出版社,2005,第三版3、《电力系统分析课程实际设计与综合实验》,祝书萍,中国电力出版社,2007,第一版三、设计要求及成果1.根据给定的参数或工程具体要求,收集和查阅资料;学习相关软件(软件自选)。
2.在给定的电力网络上画出等值电路图。
3.运用计算机进行潮流计算。
4.编写设计说明书。
基本要求:1.编写潮流计算程序;2.在计算机上调试通过(?);3.运行程序并计算出正确结果(?);4.写出课程设计报告(包括以下内容)(1份)(1)程序框图;(2)源程序;(3)符号说明表;(4)算例及计算结果5.编写计算说明书(1份)。
四、进度安排根据给定的参数或工程具体要求,收集和查阅资料(半天)学习软件(MATLAB或C语言等)(一天半)编程计算复杂系统潮流计算(三天)编写计算设计书(一天)五、评分标准课程设计成绩评定依据包括以下几点:工作态度(占10%);基本技能的掌握程度(占20%);程序编写是否合理是否有运行结果 40% ;课程设计说明书编写水平占30% 。
分为优、良、中、合格、不合格五个等级。
考核方式:设计期间教师现场检查;评阅设计报告系统接线图其中节点1为平衡节点,节点2、3、4、5为PQ节点。
信息工程学院课程设计报告书题目: 电力系统潮流计算专业:电气工程及其自动化班级: 0310406学号: 031040635学生姓名:陈代才指导教师:钟建伟2013年 4 月 15 日信息工程学院课程设计任务书2013年4月15日目录1 任务提出与方案论证 (2)2 总体设计 (3)2.1潮流计算等值电路 (3)2.2建立电力系统模型 (3)2.3模型的调试与运行 (3)3 详细设计 (4)3.1 计算前提 (4)3.2手工计算 (7)4设计图及源程序 (11)4.1MA TLAB仿真 (11)4.2潮流计算源程序 (11)5 总结 (19)参考文献 (20)1 任务提出与方案论证潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。
常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布以及功率损耗等。
潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
在电力系统运行方式和规划方案的研究中,都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。
同时,为了实时监控电力系统的运行状态,也需要进行大量而快速的潮流计算。
因此,潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。
在系统规划设计和安排系统的运行方式时,采用离线潮流计算;在电力系统运行状态的实时监控中,则采用在线潮流计算。
是电力系统研究人员长期研究的一个课题。
它既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据,又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。
潮流计算经历了一个由手工到应用数字电子计算机的发展过程,现在的潮流算法都以计算机的应用为前提用计算机进行潮流计算主要步骤在于编制计算机程序,这是一项非常复杂的工作。
课程名称电力系统稳态分析邵阳学院课程设计(论文)任务书注:1.此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;2.此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份指导教师(签字):学生(签字):邵阳学院课程设计(论文)评阅表学生姓名学号系电气工程及其自动化专业班级题目名称潮流计算课程设计课程名称电力系统分析一、学生自我总结二、指导教师评定注:1、本表是学生课程设计(论文)成绩评定的依据,装订在设计说明书(或论文)的“任务书”页后面;2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
目录第1章潮流计算课题及算法 (1)1.1 潮流计算课题 (1)1.2 极坐标下P-Q法的算法 (2)1.2.1 节点导纳矩阵Y (2)1.2.2 简化雅可比矩阵B/和B// (2)1.2.3 修正和迭代 (2)第2章手工计算 (3)第3章程序设计 (9)3.1 流程图 (9)3.2 潮流计算程序 (10)3.3 潮流计算程序运行结果 (16)结束语 (22)参考文献 (23)第1章 潮流计算课题及算法1.1 潮流计算课题题目一:在图1所示的简单电力系统中,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3.04.01j s --=,2.03.02j s --=,4.03=P ,02.13=V ,05.14=V , 04=θ,网络各元件参数的标幺值如表2所示,给定电压的初始值如表2所示,收敛系数00001.0=ε。
试求:44θ∠V 112jQ图1 简单电力系统表1 网络各元件参数的标幺值表2 各节点电压(初值)标幺值参数(3)采用极坐标下的Q P -分解法计算图1网络的潮流分布。
1.2 极坐标下P-Q 法的算法1.2.1 节点导纳矩阵Y根据题目提供的各节点的参数,求得节点导纳矩阵Y ii=ij y ji y ∑+0yYikik-=1.2.2 简化雅可比矩阵B /和B //通过上一步的导纳矩阵,形成有功迭代和无功迭代的简化雅可比矩阵B /和B // 对雅可比矩阵进行三角分解,形成因子表,为后面进行修正方程计算作好准备。
课程设计(论文)题目名称潮流计算课程名称电力系统稳态分析学生姓名学号 10412010 系、专业电气工程系指导教师2013年 1月3 日邵阳学院课程设计(论文)任务书注:1.此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;2.此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师(签字):学生(签字):邵阳学院课程设计(论文)评阅表学生姓名冯莉学号 1041201073 系电气工程及其自动化专业班级 10电力二班题目名称潮流计算课程设计课程名称电力系统分析二、指导教师评定注:1、本表是学生课程设计(论文)成绩评定的依据,装订在设计说明书(或论文)的“任务书”页后面;2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
目录第1章潮流计算概述及课题 (1)1.1 潮流计算概述 (1)1.2课程设计题目 (1)1.3课题与分析思路 (2)第2章 PSCAD软件介绍及应用 (3)2.1 PSCAD简介 (4)2.2 PSCAD应用 (4)2.2.1流程图 (4)2.2.2电气接线图流程图 (4)2.2.3 输出显示图 (5)2.2.4仿真波形图 (5)总结 (9)参考文献 (10)1 潮流计算简介及课题1.1 潮流计算简介潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算,指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下,计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。
潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件,确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。
通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。
待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角,以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
在电力系统运行和规划中,都需要研究电力系统稳定运行情况,确定电力系统的稳态运行状态。
给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件,,确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。
电力系统稳态 课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力系统的基本概念,掌握电力系统稳态运行的特点;2. 掌握电力系统中各元件的参数及其对系统稳态的影响;3. 学会分析电力系统在各种运行条件下的稳定性,并了解提高稳定性的措施。
技能目标:1. 能够运用所学知识,对电力系统进行稳态分析,解决实际运行问题;2. 能够运用相关软件工具,模拟电力系统稳态运行,进行数据处理和分析;3. 能够通过小组合作,共同探讨电力系统稳定性问题,提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力系统的兴趣,激发他们探索电力科学奥秘的热情;2. 培养学生严谨的科学态度,使他们认识到电力系统稳定运行对国家经济和社会生活的重要性;3. 培养学生的团队协作精神,使他们学会在合作中学习、成长,共同为我国电力事业的发展贡献力量。
本课程针对高年级学生,结合电力系统稳态的学科特点,注重理论知识与实际应用相结合。
课程目标旨在使学生在掌握电力系统稳态知识的基础上,提高分析问题和解决问题的能力,同时培养他们的团队协作意识和科学素养,为今后从事电力系统相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 电力系统基本概念:介绍电力系统的组成、运行特点及其稳定性分类,使学生了解电力系统稳态分析的基础知识。
2. 电力系统元件参数:讲解发电机、变压器、线路等主要元件的参数,分析这些参数对电力系统稳态的影响。
3. 电力系统稳态分析:教授电力系统潮流计算、短路计算等分析方法,使学生掌握系统在各种运行条件下的稳定性。
4. 提高稳定性的措施:介绍电力系统稳定性提高的方法,包括调节控制、设备改造、运行优化等。
5. 实践操作与软件应用:指导学生运用电力系统分析软件,进行稳态模拟、数据处理和分析,提高实际操作能力。
教学内容安排如下:1. 第1周:电力系统基本概念及稳定性分类;2. 第2周:电力系统元件参数及其对稳态的影响;3. 第3周:电力系统稳态分析方法;4. 第4周:提高电力系统稳定性的措施;5. 第5周:实践操作与软件应用。
电力系统稳态分析课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力系统的基本概念,掌握电力系统稳态分析的基本原理;2. 掌握电力系统中各元件的参数计算和等效变换方法;3. 学会运用稳态分析方法,分析电力系统的电压、电流、功率等参数的分布及变化规律。
技能目标:1. 能够运用所学知识,对电力系统进行建模和仿真分析;2. 培养学生运用计算机软件进行电力系统稳态计算的能力;3. 培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的实际操作技能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力系统的兴趣,激发学生主动学习的热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实际操作与理论相结合;3. 增强学生的团队协作意识,培养良好的沟通与表达能力。
课程性质分析:本课程为电力系统专业核心课程,旨在帮助学生掌握电力系统稳态分析的基本理论和方法,为后续相关课程及实际工作打下基础。
学生特点分析:学生为大学三年级本科生,已具备一定的电力系统基础知识和电路理论知识,具备一定的自学能力和实践操作能力。
教学要求:1. 结合课本内容,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力;2. 采用案例教学,引导学生运用所学知识解决实际问题;3. 注重培养学生的团队协作能力和沟通表达能力,提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 电力系统基本概念:介绍电力系统的组成、运行特点和基本参数;2. 电力系统元件参数计算:讲解发电机、变压器、线路等主要元件的参数计算方法;3. 等效变换:阐述电力系统等效变换的方法和步骤;4. 稳态分析方法:包括潮流计算、灵敏度分析等,详细讲解各种方法的原理和适用范围;5. 电压、电流、功率分布分析:分析电力系统中电压、电流、功率的分布规律,探讨影响系统稳定运行的因素;6. 计算机软件应用:教授电力系统稳态分析相关软件的使用,如PSS/E、DIgSILENT PowerFactory等;7. 实践操作:组织学生进行电力系统建模、仿真和稳态计算的实际操作。
稳态分析课程设计潮流计算一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握稳态分析的基本原理,理解潮流计算在电力系统分析中的应用。
2. 使学生能够运用数学模型和计算方法,进行电力系统的潮流计算,解决实际工程问题。
3. 帮助学生了解电力系统运行中的稳定性问题,以及稳态分析在保障电力系统安全、稳定运行中的作用。
技能目标:1. 培养学生运用所学理论知识,解决实际电力系统稳态分析问题的能力。
2. 提高学生运用计算工具(如MATLAB等)进行潮流计算的速度和准确性。
3. 培养学生的团队协作能力和沟通表达能力,通过讨论、分析,共同完成稳态分析任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱电力工程事业,树立正确的专业观念和职业态度。
2. 激发学生的求知欲和探索精神,鼓励他们勇于面对稳态分析中的挑战。
3. 培养学生的安全意识,强调在电力系统运行中严格遵守规程,确保电力系统的安全稳定运行。
本课程针对高年级电力系统及其自动化专业的学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
教学过程中,注重理论与实践相结合,以实际电力系统为背景,引导学生通过小组合作、课堂讨论等形式,提高分析问题和解决问题的能力。
课程结束后,学生应能独立完成电力系统的稳态分析,为电力系统设计、运行和管理提供技术支持。
二、教学内容1. 稳态分析基本理论:包括电力系统的基本概念、数学模型,以及稳态运行的基本原理。
- 教材章节:第二章 电力系统基础- 内容:电力系统数学模型、稳态运行条件、功率传输和电压控制原理。
2. 潮流计算方法:介绍常用的潮流计算方法,如牛顿-拉夫逊法、快速分解法等。
- 教材章节:第三章 电力系统潮流计算- 内容:潮流计算基本步骤、算法原理及实现。
3. 潮流计算应用:分析实际电力系统稳态运行问题,运用潮流计算方法解决。
- 教材章节:第四章 电力系统稳态分析- 内容:实际电力系统案例分析、潮流计算程序编写及运行。
4. 计算工具应用:使用MATLAB等软件进行潮流计算,提高计算速度和准确性。
基于Matlab 的牛顿拉夫逊法潮流计算一、目的与要求潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
可以说,它是电力系统分析中最基本、 最重要的计算,是系统安全、 经济分析和实时控制与调度的基础。
本次课程设计目地有:1. 掌握电力系统潮流计算的基本原理;2. 掌握并能熟练运用一门计算机语言(MATLAB 语言或FORTRAN 或C 语言或C++语言);3. 采用计算机语言(或者用专用模块)对潮流计算进行计算机编程计算仿真并进行分析。
二、原始资料与技术指标原始资料:(1)、电力系统网络图(2)、电力系统网络各元件参数如图所示,3为平衡节点,1、2为P 、Q 节点,电压等级为110kV ,节点处功率已将各线路充电功率考虑在内,3节点电压为KV 0115 。
表1-1导线型号参数的选择25+j18MVA32技术指标:(1).取S B=100MV A,V B=V av形成标么制下的节点导纳矩阵(2)求各次迭代用的雅可比矩阵(3)解修正方程,求出修正量ε(4)用牛拉法反复迭代,直到误差小于410-=三、实训任务1.根据给定的电力系统网络计算出元件参数,写出节点导纳矩阵;2.手算进行潮流计算。
3.熟悉matlab软件,编程实现牛拉法的潮流计算,或用matpower模块,simlink模块实现也可。
4.分析比较机算与手算结果的区别。
5.书写该课程设计说明书(计算机打印)。
说明书包括以下内容:(1)手算计算过程及数据(2)程序框图;(2)源程序;(3)符号说明表;(4)算例及计算结果。
四、时间安排另见安排。
五、考核与评分见电力系统稳态分析课程设计成绩登记册。
六、参考资料[1]《电力系统分析》上下册. 何仰赞.第三版. 华中科技大学出版社.2002.1[2]《电力系统稳态分析》,陈珩,中国电力出版社,2007,第三版[3]《电力系统分析》,韩祯祥,浙江大学出版社,2005,第三版[4]《电力系统分析课程实际设计与综合实验》,祝书萍,中国电力出版社,2007,第一版[5] 《MATLAB_Simulink电力系统建模与仿真》于群机械工业出版社。
电力系统稳态分析课程设计【精选文档】(文档可以直接使用,也可根据实际需要修改使用,可编辑推荐下载)内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题目:基于Matlab的电力系统潮流仿真计算Subject:The Power Flow Simulation ofPower System Based onMATLAB学生姓名:学生学号:学院:信息工程学院专业:电气工程及其自动化指导老师:李子剑完成日期:2010-12-27目录一、内蒙古科技大学课程设计任务书 (2)二、中英文摘要 (4)第一章电力系统潮流计算 (5)第一节潮流计算简介 (5)第二节潮流计算的意义及其发展 (5)第二章潮流计算的数学模型 (6)第一节导纳矩阵的原理及计算方法 (6)第二节潮流计算的基本方程 (8)第三节电力系统节点分类 (11)第四节潮流计算的约束条件 (11)第三章牛顿-拉夫逊法概述 (12)第一节牛顿-拉夫逊法基本原理 (12)第二节牛顿-拉夫逊法求解过程 (13)第四章Matlab简介 (15)第一节Matlab简介 (15)第二节矩阵的简单基本运算 (16)第五章牛顿—拉夫逊法潮流具体计算 (17)第一节牛顿—拉夫逊直角坐标法潮流计算Matlab程序及运行结果 (17)第二节本程序的符号说明 (26)总结及感想 (27)参考文献及资料 (28)内蒙古科技大学课程设计任务书系统接线图其中节点1为平衡节点,节点2、3、4、5为PQ 节点。
摘 要电力系统潮流计算是电网分析的基础应用,是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。
给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件,,确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。
PQ 分解法是极坐标形式牛顿-拉潮流计算的一种简化计算方法,。
P —Q 分解法通过对电力系统具体特点的分析,对牛顿法修正方程式的雅可比矩阵进行了有效的简化和改进。
由于这些简化只涉及修正方程式的系数矩阵,并未改变节点功率平衡方程和收敛判据,因不会降低计算结果的精度。
课程设计(论文)题目名称电力系统潮流计算课程名称电力系统稳态分析学生姓名学号系、专业电气工程系电气工程及其自动化—电力方向指导教师2009年1月6日前言在如今的社会,电力已经成为人们必不可少的需求,而建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配,减少总装机容量,节省动力设施投资,且有利于地区能源资源的合理开发利用,更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。
电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。
电力系统的出现,使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用,推动了社会生产各个领域的变化,开创了电力时代,发生了第二次技术革命。
电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
电力系统稳态分析包括潮流计算(或潮流分析)和静态安全分析。
潮流计算针对电力系统各正常运行方式,而静态安全分析则要研究各种运行方式下个别系统元件退出运行后系统的状况。
其目的是校验系统是否能安全运行,即是否有过负荷的元件或电压过低的母线等。
原则上讲,静态安全分析也可用潮流计算来代替。
但是一般静态安全分析需要校验的状态数非常多,用严格的潮流计算来分析这些状态往往计算量过大,因此不得不寻求一些特殊的算法以满足要求。
牛顿法是数学中解决非线性方程式的典型方法,有较好的收敛性。
解决电力系统潮流计算问题是以导纳距阵为基础的,因此,只要在迭代过程中尽可能保持方程式系数距阵的稀疏性,就可以大大提高牛顿法潮流程序的放率。
自从20 世纪60 年代中期利用了最佳顺序消去法以后,牛顿法在收敛性、内存要求、速度方面都超过了阻抗法,成为直到目前仍在广泛采用的优秀方法。
目录第一章系统概述 (4)1.1 设计目的与要求 (4)1.1.1 设计目的 (4)1.1.2 设计要求 (4)1.2 设计题目 (4)1.3 设计内容 (4)第二章潮流计算设计题目 (5)2.1 潮流计算题目 (5)2.2 对课题的分析及求解思路 (6)第三章潮流计算算法及手工计算 (6)3.1 潮流计算算法 (6)3.2 关于电力系统潮流计算手工计算 (8)3.2.1 节点导纳矩阵 (8)3.2.2 简化雅可比矩阵 (9)3.2.3修正、迭代 (10)第四章Matlab概述 (10)4.1 Matlab简介 (10)4.2 矩阵的运算 (11)4.2.1 四则运算 (12)4.2.2 与常数的运算 (12)4.2.3 基本数学运算 (12)4.2.4 逻辑关系运算 (12)第五章潮流计算流程图及源程序 (13)5.1 潮流计算流程图 (13)5.2 潮流计算源程序 (14)5.3 运行计算结果 (19)总结 (20)参考文献 (21)第一章系统概述1.1 设计目的与要求1.1.1 设计目的1. 掌握电力系统潮流计算的基本原理;2. 掌握并能熟练运用一门计算机语言(MATLAB语言或FORTRAN或C语言或C++语言);3. 采用计算机语言对潮流计算进行计算机编程计算。
1.1.2 设计要求1. 程序源代码;2. 给定题目的输入,输出文件;3. 程序说明;4. 给定系统的程序计算过程;5. 给定系统的手算过程(至少迭代2次)。
1.2 设计题目电力系统潮流计算(牛顿-拉夫逊法、P-Q 分解法)1.3 设计内容1.根据电力系统网络推导电力网络数学模型,写出节点导纳矩阵;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;3.形成雅可比矩阵;4.求解修正量后,重新修改初值,从2开始重新循环计算;5.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;6.上机编程调试;连调;7.计算分析给定系统潮流分析并与手工计算结果作比较分析。
8.准备计算机演示答辩,书写该课程设计说明书(必须计算机打印)。
第二章 潮流计算设计题目2.1 潮流计算题目图2-1 电力系统接线图2.2 对课题的分析及求解思路此电力系统是一个5节点,4支路的电力网络。
其中包含3个PQ 节点,一个PV 节点,和一个平衡节点。
综合比较牛顿拉夫逊法(直角坐标、极坐标)、PQ 分解法等多种求解方法的特点,最后确定采用牛顿拉夫逊法(极坐标)。
因为此方法所需解的方程组最少。
第三章 潮流计算算法及手工计算3.1 潮流计算算法本题采用了题目要求的牛顿-拉夫逊潮流计算的方法。
牛顿-拉夫逊法潮流计算的公式。
把牛顿法用于潮流计算,采用直角坐标形式表示的如式(1-3)所示的形式。
其中电压和支路导纳可表示为:i i iij ij ijj j j ij ij ijU e jf Y G jB U e jf Y G jB **=+=+=-=- (1-2)将上述表示式(1-2)代入(1-1)式的右端,展开并分出实部和虚部,便得:1111()()()()n ni i ij j ij j i i j j ij j j i nni i ij j ij j i i j j ij j j j P e G e B f f G f B e Q f G e B f e G f B e =====-++=--+∑∑∑∑ (1-3)按照以上的分类,PQ 节点的输出有功功率和无功功率是给定的,则第i 节点的给定功率设为is P 和is Q (称为注入功率)。
假定系统中的第1、2、…、m 节点为PQ 节点,对其中每一个节点的N-R 法表达式F(x)=0[如0i S ∆=、0i P ∆=、0i Q ∆=]形式有些下列方程:1111()()0()()0nni is i is i ij j ij j i ij j ij j j j n ni is i is i ij j ij j i ij j ij j j j P P P P e G e B f f G f B e Q Q Q Q f G e B f e G f B e ====∆=-=---+=∆=-=--++=∑∑∑∑(1-4)i =(1、2、…、m )PV 节点的有功功率和节点电压幅值是给定的。
假定系统中的第m+1、m+2、…、n-1节点为PV 节点,则对其中每一PV 节点可以列写方程:11222222()()0()n ni is i is i ij j ij j i ij j ij j j j is i is i i P P P P e G e B f f G f B e U U U U e f ==⎫∆=-=---+=⎪⎬⎪∆=-=-+⎭∑∑ (1-5)i =(m+1、m+2、…、n-1)(6)形成雅可比矩阵。
N-R 法的思想是`()()0F x F x x +⨯∆=;本例()P j Q F x ∆+∆=;对F(x)求偏导的式(1-6)、式(1-7),即式(1-4)、式(1-5)中的0i P ∆=、0i Q ∆=、U ∆是多维变量的函数,对多维变量求偏导(i i P e ∂∆∂、i j P e ∂∆∂、i i P f ∂∆∂、i j P f ∂∆∂、i i Q e ∂∆∂、ijQ e ∂∆∂、iiP e ∂∆∂、…),并以矩阵的形式表达称为雅可比矩阵。
当j=i 时,对角元素为111122()()()()22ni ij j ij j ii i ii i ii j i n iij j ij j ii i ii i ii j i n iij j ij j ii i ii i ii j i niij j ij j ii i ii ii ii j i i iiii i P G e B f G e B f N e P G f B e B e G f H f Q G f B e B e G f L e Q G e B f G e B f J f U e e U f f ====∂∆⎫=----=∂∂∆=--+-=∂∂∆=-+-=∂⎬∂∆=--++=∂∂∆=-∂∂∆=-∂∑∑∑∑⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭(1-6)当j i ≠时,矩阵非对角元素为:22()0i iij i ij i ij ij i j i i ij i ij i ij ij j ji i j j P Q G e B f N J e f P Q B e G f H L f e U U e f ⎫∂∆∂∆=-=-+==-⎪∂∂⎪⎪∂∆∂∆⎪==-==⎬∂∂⎪⎪∂∆∂∆⎪==∂∂⎪⎭(1-7)由上式不难看出,雅可比矩阵有以下特点。
① 雅可比矩阵中的诸元素都是节点电压的函数,因此在迭代过程中,它们将随着节点电压的变化而不断的变化。
② 雅可比矩阵具有结构对称性,数据不对称。
如非对角ij ji H H ≠,ij ij i ij i H B e G f =-,ji ij j ij j H B e G f =-。
③ 由式(1-7)可以看出,当导纳矩阵中非对角元素ij Y 为零时,。
雅可比矩阵中相应的元素也为零,即矩阵是非常稀疏的。
因此,修正方程的求解同样可以应用稀疏矩阵的求解技巧。
正是由于这一点才使N-R 法获得广泛的应用。
3.2 关于电力系统潮流计算手工计算3.2.1 节点导纳矩阵 求得节点导纳矩阵Y=ii i jyij y Y +∑y Y ikik -=各节点的导纳值如下:1110.83432.500Y j =+-; 21 1.667 5.000Y j =-+; 12 1.667 5.000Y j =-+; 2212.91738.750Y j =+-; 13 1.667 5.000Y j =-+; 2310.00030.000Y j =-+; 14 2.5007.5000Y j =-+; 2400Y j =+;15 5.00015.000Y j =-+; 25 1.250 3.750Y j =-+;311.667 5.000Y j=-+;412.5007.500Y j=-+;3210.0030.000Y j=-+;4200Y j=+;3312.91738.750Y j=+-;431.250 3.750Y j=-+;341.250 3.750Y j=-+;443.75011.250Y j=+-;3500Y j=+;4500Y j=+;515.00015.000Y j=-+;521.250 3.750Y j=-+;5300Y j=+;5400Y j=+;556.25018.750Y j=+-.3.2.2 简化雅可比矩阵形成有功迭代和无功迭代的简化雅可比矩阵B/和B//B/=B//=将B/ 和B//进行三角分解:-0.234654 -0.564073 -0.443749 -0.423068 2.357080-1.02902 -0.234654 -0.564073 -0.4230683.2.3 修正、迭代给定PQ 节点初值和各节点电压相角初值 V 1=1.05∠0。