电力系统分析课程设计 复杂电力系统的建模与分析

目录

一、基础资料 (2)

电力系统参数 (2)

二．设计任务及设计大纲 (3)

三、有名值表示的精确等值电路 (4)

四、标幺值表示的精确等值电路 (7)

五、求出用标幺值表示的等值电路的导纳矩阵 (9)

六、结论 (12)

七、参考文献 (12)

复杂电力系统的建模与分析

电力系统的建模是电力系统分析课程基本计算的核心部分之一，它为电力系统的潮流计算作为准备。本课题要求对电力系统进行精确建模，并求出导纳矩阵。

一、基础资料

本课题要求对图1所示的电力系统进行建模，要求按稳态分析时的精确模型进行建模

图1 电力系统简单结构图

1、电力系统参数

（1）发电机的参数如图1所示。

（2）变压器铭牌参数如下

变压器T1：型号SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，变压器额定容量

10MV·A，一次电压110kV，短路损耗59kW，空载损耗16.5kW，阻抗电压百分

值U

K %=10.5，空载电流百分值I

%=1.0。

变压器T2：型号SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，变压器额定容量

31.5MV·A，一次电压110kV，短路损耗148kW，空载损耗38.5kW，阻抗电压百

分值U

K %=10.5，空载电流百分值I

%=0.8。

10KV 10KV

6.3/110

110kv

121/10..5 10..5/121 121/10..5

变压器T3：型号SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，变压器额定容量16MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗86kW ，空载损耗23.5kW ，阻抗电压百分值U K %=10.5，空载电流百分值I 0%=0.9。

（3）发电机参数如下：

发电机G1：额定的有功功率110MW ，额定电压N U =10.5kV ；次暂态电抗标幺值''d X =0.264，功率因数N ϕcos =0.85 。

发电机G2：火电厂共两台机组，每台机组参数为额定的有功功率25MW ；额定电压U N =10.5kV ；次暂态电抗标幺值''d X =0.130；额定功率因数N ϕcos =0.80。 （4）线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。

线路1：钢芯铝绞线LGJ-120，截面积120㎜2，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X 0（1）=0.408Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=2.79×10﹣6S ／㎞。 对下标的说明 X 0(1)=X 单位长度（正序）；X 0（2）=X 单位长度

（负序）

。

线路2：钢芯铝绞线LGJ-150，截面积150㎜2，长度为100㎞，每条线路

单位长度的正序电抗X 0（1）=0.401Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=2.85×10﹣6S ／㎞。

线路3：钢芯铝绞线LGJ-185，截面积185㎜2，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X 0（1）=0.394Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=2.90×10﹣6S ／㎞。

（5）负载L ：容量为8＋j6（MV ·A ），负载的电抗标幺值为

=*L X **

22

*L L Q S U ；电动机为2MW ，起动系数为6.5，额定功率因数为0.86。

二．设计任务及设计大纲

1.选择110kV 为电压基本级，画出用有名值表示的稳态分析用的精确等值电路。

2.求出各元件的参数（要求列出基本公式，并加说明）

图中各变压器和线路的参数可以参考教材附录中的常用电气参数。要说明选择的理由，然后说明所选择的元件的参数。

3. 选择基准量，并画出用标幺值表示的稳态分析用的精确等值电路，并求出各元件的参数（要求列出基本公式，并加说明）

4.求出用标幺值表示的等值电路的导纳矩阵。

三、有名值表示的精确等值电路

归算到110KV 侧，有名制精确计算

(1)发电机: G1： 138.35)5.10121(1105.10264.0100(%)2212

1

11===N N G G S U X X

G2： 133.76)5

.10121(255.10130.0100(%)2222222===N N G G S U X X

(2)线路：L1: 2625.0120

5

.311==

=

S

r ρ

km /Ω 25.26100*2625.0*11===l r R Ω 8.40100*408.0*)1(01===l x X Ω 46)1(0110*79.2100*10*79.2*--===l b B S

8.4025.26111j jX R Z +=+=∴Ω 41110*79.2-==j jB Y S

L2: 21.0150

5

.312==

=S r ρkm /Ω 21100*21.0*22===l r R Ω

1.40100*401.0*)1(02===l x X Ω 46)1(0210*85.2100*10*85.2*--===l b B S 1.4021222j jX R Z +=+=∴Ω 42210*85.2-==j jB Y S

L3: 17.0185

5

.313==

=S r ρkm /Ω 17100*17.0*33===l r R Ω

4.39100*394.0*)1(03===l x X Ω 46)1(0310*9.2100*10*9.2*--===l b B S 4.3917333j jX R Z +=+=∴Ω 43310*9.2-==j jB Y S

(3)变压器：T1: 139.710

*10)110(*59102

32

232

1===N N K T S U P R 05.12710

*100)110(*5.10100(%)2

21===N N K T S U U X

6

2

3230110*36.1)

110(*105.1610-===N T U P G