电力系统运行方式分析和计算.doc

电力系统运行方式分析和计算
设计报告
专 业： 电气工程及其自动化
班 级: 11级电气1班
学 号： 201130213166 201130212176
姓 名: 杨玉豪 潘鸣
华南理工大学电力学院
2015—01—05
0、课程设计题目A3：电力系统运行方式分析和计算
姓名： 指导教师：
一、 一个220kV分网结构和参数如下：
500kV站（#1）的220kV母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV。
图中，各变电站参数如下表：
编号
类型
220kV最大负荷，MVA
＃1
500kV站
平衡节点
＃2
220kV站
230+j40
＃3
220kV站
210+j25
＃4
220kV站
300+j85
#5
220kV站
410+j110
＃6
220kV站
220+j30
各变电站负荷曲线基本一致。日负荷曲线主要参数为：
² 日负荷率:0。85，日最小负荷系数：0.64
各线路长度如图所示。所有线路型号均为LGJ—2*300，基本电气参数为：
正序参数： r = 0.054Ω/km, x = 0。308Ω/km, C = 0.0116 µF/km；
零序参数： r0 = 0。204Ω/km， x0 = 0.968Ω/km， C0 = 0。0078 µF/km；
40ºC长期运行允许的最大电流：1190A.
燃煤发电厂G有三台机组,均采用单元接线.电厂220kV侧采用双母接线。发电机组主要参数如下表（在PowerWorld中选择GENTRA模型):
机组台数
单台容 量（MW）
额定电压（EV）
功率因数
升压变容量MVA
Xd
Xd’
Xq
Td0'
TJ=2H
ai，2
t/（MW2×h)
ai，1
t/（MW×h)
ai，0
t/h
Pmax
（MW)
Pmin
（MW）
1
300
10。5
0.85
350
1.8
0。18
1.2
8
7
0.00004
0。298
10。22
300
120
1
300
10。5
0.85
350
1。8
0.18
1.2
8
7
0.00003
0。305
10。32
300
120
1
250
10.5
0。85
300
2.1
0。2
1.5
7
6
0.00003
0。321
9。38
250
100
升压变参数均为Vs%=10.5%，变比10.5kV/242kV.不计内阻和空载损耗。
稳定仿真中发电机采用无阻尼绕组的凸极机模型。不考虑调速器和原动机模型.不考虑电力系统稳定器模型。励磁系统模型为:
该模型在PowerWorld中为BPA_EG模型,主要参数如下:
KA=40 TA=0.1 TA1=0。1 KF=0。05 TF=0。7 VRmax=3。7 VRmin=0.0
发电厂按PV方式运行，高压母线电压定值为1。05VN。考虑两种有功出力安排方式：
² 满发方式: 开机三台,所有发电机保留10％的功率裕度；
² 轻载方式: 仅开250MW机组,且保留10％的功率裕度；
² 发电厂厂用电均按出力的7%考虑。
二、 设计的主要内容：
1、根据负荷变化和机组出力变化，拟定至少两种典型运行方式;（完成)
2、进行参数计算和标幺化，形成两种典型运行方式的潮流计算参数；(完成）
3、用Matlab编制潮流计算程序,可任选一种潮流计算方法；(完成)
4、用所编制的潮流程序完成典型运行方式的潮流计算，进行电压和网损分析;(完成）
5、用PowerWorld软件进行潮流计算并与自己编制的软件计算结果进行校核和分析;(完成）
6、用所编制的潮流程序完成大方式的“N—1"潮流校核，进行线路载流能力和电压水平分析；(完成）
7、用Matlab编制三相短路的短路容量计算程序；（完成）
8、对主要220kV母线进行三相短路容量测算，并与PowerWorld的计算结果进行校核;（完成）
9、自行选择2-3种故障方案，用PowerWorld进行稳定计算，给出摇摆曲线，并计算故障的极限切除时间。
10、假定电网公司下发给燃煤发电厂G的日发电计划曲线如下图，按照等微增率准则对三台机组进行经济负荷分配，同时采用matlab中的quadprog函数对三台机组进行负荷优化分配，并对两种分配结果进行分析比较。要求给出三台机组的日发电计划曲线。
11、编制课程设计报告
三、 设计要求和设计成果：
1、每两位同学为一组，自行分工，但任务不能重复；
2、每位同学对自己的设计任务编写课程设计说明书一份；
3、一组同学共同完成一份完整的设计报告；
4、设计说明和报告应包含：
² 以上设计任务每一部分的计算过程和结果分析；
² 所编制的潮流、短路和机组经济负荷分配源程序（主要语句应加注释)；
² 潮流计算结果（潮流图)
² 稳定计算的功角曲线等；
1、电力系统参数计算及其标幺化
1。1 电力系统等效电路图
π型等效电路
1。2 运行方式拟定
1．满载发电负荷最大运行方式:
发电厂：满发。取发电机容量的10%为裕量,再按已知保留出力的7%作为厂用电，即发出功率为总容量的83。7%.
负荷：采用最大负荷计算.
2．满载发电负荷最小运行方式：
发电厂：满发。取发电机容量的10％为裕量，再按已知保留出力的7%作为厂用电，即发出功率为总容量的83。7％.
负荷：将最大负荷与日最小负荷系数相乘，得负荷最小值。
1。3 线路参数计算
线路参数给定如下：
正序参数: r = 0.054Ω/km x = 0。308Ω/km C = 0。0116 µF/km；
零序参数: r0 = 0.204Ω/km x0 = 0.968Ω/km C0 = 0。0078 µF/km；
线路长度：L12:30km; L23：20km； L24：11km； L36:9km；
L45：11km;L6G：16km； L5G:25km；
1。线路参数有名值计算：
按照双回路线路参数考虑，应用如下公式进行有名值计算：
R=0。5rl X=0.5xl 0.5B=ωcl
正序参数：
线路
L12
L23
L24
L36
L45
L6G
L5G
R/Ω
0。81
0.54
0。297
0。243
0.297
0。432
0.675
X/Ω
4.62
3。08
1.694
1.386
1.694
2.464
3.85
0.5B/Ω
0。0001093
0.00007289
0。00004009
0。00003280
0.00004009
0。00005831
0。00009111
零序参数：
线路
L12
L23
L24
L36
L45
L6G
L5G
R/Ω
3.06
2。04
1。122
0.918
1。122
1.632
2.55
X/Ω
14.52
9.68
5。324
4。356
5。324
7.744
12.1
0.5B/Ω
0.00007351
0。00004901
0.00002695
0。00002205
0。00002695
0.00003921
0.00006126
2。线路参数标幺值计算：
所选基准电压：230KV;基准容量：100MW。即：

应用如下公式进行标幺值计算：

正序参数：
线路
L12
L23
L24
L36
L45
L6G
L5G
R
0。001531
0.001021
0.000561
0.000459
0。000561
0。000817
0。001276
X
0。008733
0。005822
0。003202
0。002620
0。003202
0.004658
0。007278
0.5B
0.0578197
0.0385588
0.0212076
0。0173512
0。0212076
0.0308460
0.0481972
零序参数:
线路
L12
L23
L24
L36
L45
L6G
L5G
R
0。005784
0.003856
0.002121
0。001735
0。002121
0。003085
0.004820
X
0。027448
0。018299
0。010064
0。008234
0.010064
0.014639
0.022873
0。5B
0.0388869
0。0259263
0.0142566
0。0116645
0。0142566
0.0207421
0。0324065
1。4 发电机参数计算
采用10.5KV作为发电机端的基准电压，230kV为系统侧的基准电压.
将三台机组分别赋予编号，两个300MW机组为1、2号，剩余一台250MW机组为3号。
1.功率输出
PG1=PG2=300×83.7%=251.1MW，PG3=250×83.7％=209。25MW
QG1=QG2= =155。617803 MVar
QG3= =129。681503MVar
相应的标幺值：
PG1＊=PG2＊=2.511000， PG3*=2。092500
QG1*=QG2＊=1。556178, QG3＊=1。296815
2.机端电压
VG=10。5kV, 取基准电压10.5kV，VG*=1
3。相关电抗值归算
应用如下公式进行归算：
机组
发电容量
Xd＊
Xd'*
Xq＊
1
300MW
0。5100
0.051000
0。408000
2
300MW
0。5100
0。051000
0.408000
3
250MW
0。7140
0.068000
0。510000
1。5 变压器参数计算
分别将与1、2、3号机组相连的变压器分别编号为1、2、3号。
根据题目计算XT,相关计算公式为:；k＊=(242*10.5）/(230＊10。5)=1。05
变压器
容量/MVA
变比k＊
XT/Ω
XT*
1
350
0.950413
17。569200
0。033212
2
350
0.950413
17。569200
0.033212
3
300
0。950413
20。497400
0。038747
1.6 负荷参数计算
已知的日负荷率0.85和日最小负荷系数0。64，可得到以下数据:
负荷有名值：
节点
类型
Pmax/MW
Qmax/MW
Pmin/MW
Qmin/MW
＃1
平衡节点
—
—
—
—
＃2
PQ
230
40
147.2
25.6
#3
PQ
210
25
134.4
16
#4
PQ
300
85
192
54。4
＃5
PQ
410
110
262。4
70。4
#6
PQ
220
30
140.8
19。2
#7
PQ
0
0
0
0
#8
PV
300
185.9233
251。1
155.6178
#9
PV
300
185.9233
251.1
155.6178
#10
PV
250
154.9361
209.25
129。6815
负荷标幺值：
节点
类型
电压
Pmax/MW
Qmax/MW
Pmin/MW
Qmin/MW
#1
平衡节点
1
—
-
—
—
#2
PQ
1
2。3
0。4
1.472
0。256
＃3
PQ
1
2.1
0.25
1.344
0。16
＃4
PQ
1
3
0。85
1.92
0。544
＃5
PQ
1
4.1
1。1
2。624
0。704
#6
PQ
1
2。2
0.3
1.408
0.192
#7
PQ
1
0
0
0
0
#8
PV
1。05
3
1.859233
2。511
1.556178
#9
PV
1.05
3
1。859233
2.511
1.556178
＃10
PV
1。05
2。5
1.549361
2。0925
1.296815
2、潮流计算的Matlab编程及PowerWorld仿真
2.1牛顿拉夫逊法Matlab计算程序
牛顿拉夫逊法是计算潮流时常见的方法，该方法具有广泛的应用。该方法是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法。多数方程不存在求根公式，因此求精确根非常困难，甚至不可能，从而寻找方程的近似根就显得特别重要。方法使用函数f（x)的泰勒级数的前面几项来寻找方程f（x) = 0的根.牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f（x） = 0的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。
相应程序详见附件1。
2。1.1 满发满载运行方式下计算
在这种运行方式下，三台机组全部开启,各自保留10%作为功率裕度，重用负荷占发电量7%，负荷为最大负荷。此方式下，节点1为平衡节点，节点2、3、4、5、6、7为PQ节点,节点8、9、10为PV节点。
经过Matlab的运算，我们得到如下结果:
2。1。2 满发轻载运行方式下计算
经Matlab运算，我们得到:
2.2 PowerWorld仿真电路图
2.2。1 满发满载方式运行下电力系统的潮流计算
满发满载方式运行下，发电厂三台机组均满载，取发电机容量10％为裕量，并保留出力的7%作厂用电，即发出功率为总容量的83.7％，负荷采用最大负荷计算.满发满载电路图：
编辑模式下,＃1为平衡节点，电压恒定为1。05VN。为了反映这一特性,＃1应接一台容量无穷大的发电机。具体参数设置如图3所示（机组出力暂不确定，可填为100MW。）
接在平衡节点处的发电机参数设置
#7为PV节点,P=711。45MW,V=1。05VN，正常运行时各机组发出的有功功率P1=P2 =251。1MW,P3=209。25MW.具体参数设置如图4、图5所示。
接在＃7处的发电机#8、#9参数设置
接在＃7处的发电机＃10参数设置
其余节点为PQ节点,将基准电压设置为230kV，带上相应大小的负荷。最后，用输电线路将各节点连接起来。
潮流仿真结果如下:
各节点电压
节点编号
基准电压kV
标幺电压
实际电压(kV）
相角 (度）
1
230
1.00000
230.0000
0
2
230
0。9992
229.816
-1.70
3
230
1.0021
230。483
—1.88
4
230
0.9985
229.655
-2.02
5
230
0.9998
229.954
-2。08
6
7
230
230
1.0041
1.0090
230。943
232.07
—1。80
-1。39
各发电机运行状态
节点编号
发电机编号
有功出力（MW)
无功出力（MVar）
电压标幺值
1
1
664.18
-100.66
1。0000
8
8
251。10
139.61
1。0500
9
9
251.10
139.61
1.0500
10
10
209.25
119.20
1。0500
各支路状态
首端节点编号
末端节点编号
首端有功功率(MW)
首端无功功率（Mvar）
首端视在功率（MVA）
有功损耗（MW）
无功损耗（Mvar）
1
2
332。1
-50。3
335.9
1.72
-1.75
2
3
43。3
-60.8
74.6
0。05
-7。42
2
4
172。1
—7.8
172。3
0。17
-3。28
3
6
—61。8
-65.9
90.3
0.04
—3.28
4
5
21.9
—47
51。8
0。01
-4。15
5
6
7
7
-183.1
-171。8
-97。8
—77.6
207。6
188。5
0。54
0.28
—6。65
-4。63
电网线损率计算：
线损率按以下公式计算：
支路
＃1#2
＃2＃3
＃2＃4
#3#6
#4#5
＃5＃7
＃6＃7
线损率
0。518％
0。115%
0.099％
0。065％
0。046%
0。295％
0。163％
电网网损率的计算：
网损率按以下公式计算：
其中，发电机输出功率包括发电厂和平衡节点的功率，发电机输出功率和负荷均只取有功分量。则发电机输出功率PD=711.45MW+664MW=1375.45MW
总负荷PL =230MW+210MW+300MW+410MW+220MW =1370MW
网损率=(PD—PL)/PD×100%=0。396％
2.2.2 满发轻载方式运行下电力系统的潮流计算
满发轻载方式运行下,发电厂三台机组均满载，取发电机容量10%为裕量，并保留出力的7％作为厂用电,即发出功率为总容量的83.7%，负荷采用最小负荷计算。
满发轻载电路图
潮流仿真结果如下：
各节点电压
节点编号
基准电压kV
标幺电压
实际电压（kV)
相角 (度)
1
230
1。00000
230.0000
0
2
230
1.0056
231.2880
—0。49
3
230
1.0093
232。1390
—0.39
4
230
1.0061
231.4030
-0。58
5
230
1.0079
231.8170
-0。51
6
7
230
230
1。0113
1.0157
232。5990
233。6110
-0。26
0。17
各发电机运行状态
节点编号
发电机编号
有功出力（MW）
无功出力（MVar）
电压标幺值
1
1
167.57
-169.22
1.0000
8
8
251。10
118.21
1.0500
9
9
251。10
118.21
1。0500
10
10
209.25
100.86
1。0500
各支路状态
首端节点编号
末端节点编号
首端有功功率（MW）
首端无功功率(Mvar）
首端视在功率（MVA）
有功损耗（MW）
无功损耗（Mvar）
1
2
83。8
—84。6
119。1
0.2
—10.47
2
3
—37。6
-60.8
71。3
0。05
-7。56
2
4
47。6
—26。4
54。4
0.02
—4.20
3
6
-104.9
—61.0
121.3
0.07
-3.17
4
5
—48.4
—49.4
69。2
0.03
—4.16
5
6
7
7
-179。6
—175。3
—80.4
—67。4
196.8
187。8
0.48
0.28
-7。15
-4。75
电网线损率计算：
线损率按以下公式计算：
支路
＃1＃2
#2＃3
＃2＃4
＃3#6
#4＃5
#5＃7
#6#7
线损率
0。239%
0.133％
0.042%
0。067％
0.062％
0。267%
0。160%
电网网损率的计算
网损率按以下公式计算:
其中，发电机输出功率包括发电厂和平衡节点的功率，发电机输出功率和负荷均只取有功分量。则发电机输出功率PD=711。45MW+167。571MW=879.021MW
总负荷PL =147。2MW+134。4MW+192MW+262.4MW+140.8MW =876.8MW
网损率=（PD-PL)/PD×100％=0。253%
2。3 Matlab和PowerWorld计算的结果比较
以大方式的结果为例：电压标幺值很接近;电角度有一定差别，但一般小数点第一位都相同；线损有一定差别,但也都不大。
造成结果差别的原因，首先，两种程序输入参数上存在误差，Matlab的参数会保留一定位小数,不能达到最精确值，而PowerWorld会将线路参数强制以美制单位保存，每次查看和修改参数自动转换成公制单位造成误差，而且这种误差还会随着查看与修改的次数累积；使用Matlab的算法较为理论和简单，系统中各个元件和部分的反馈和相互作用没什么体现，而PowerWorld仿真的算法更为精确和复杂，如发电机的模型更加详细。
3、大方式下“N—1"潮流校核
使用满发大负荷运行方式,即：三台机组保留10%容量备用，发出功率的7％为厂用电,出力为机组总容量的83。7％;负荷使用提供的220kV最大负荷。
N-1情况下,将3发电机组及其变压器统一以#7节点代表进行计算。依次分别断开各条支路中双回线的一条线,计算节点电压和各个功率及损耗；根据设计要求：40°C长期运行允许的最大电流：1190A。
3.1 Matlab“N-1"潮流校核
N—1故障可理解为双回线中的一回被切除，只剩一回在维持运行.这种情况会造成电力系统潮流状态的变更，需要进行潮流校核来检验系统的稳定性.
此方式中，我们依次分别将其中一条双回线参数改成相应的单回线参数带入Matlab计算。
经过Matlab运算，得到以下结果:
N-1故障下各节点电压
故障线路
＃1
#2
＃3
#4
＃5
#6
#7
L12
1.000
1。011
1。020
1。011
1.016
1。026
1.039
L23
1.000
1.007
1。022
1。008
1.014
1。027
1。039
L24
1。000
1.008
1.018
1.009
1。014
1.024
1.037
L36
1。000
1.007
1.016
1。008
1.014
1.026
1.039
L45
1.000
1。008
1。018
1.008
1。016
1.024
1.039
L57
1.000
1.005
1.018
1。003
1.005
1。025
1.041
L67
1。000
1.006
1.013
1。008
1.014
1.018
1.040
N-1故障各线路电流
故障线路
L12
L23
L24
L36
L45
L57
L67
L12
2。84
0.96
1.37
0。67
1.16
2。09
1.7
L23
3。65
0.57
1.59
0。84
1.03
2.61
1。39
L24
3.69
0。75
1。66
0.7
1。02
2。73
1。22
L36
3。65
1。03
1.35
0.9
1。08
2。65
1.32
L45
3.65
0。84
1.35
0.63
1。25
2。47
1。49
L57
3。65
0。78
1.97
0.95
1。21
2.21
1。97
L67
3。65
0.98
1.04
1.06
1。08
2.95
1。47
根据基准值的选取,可以得到题目已知的40℃长期允许最大电流1190A的标幺值为2.737.
3.2 PowerWorld“N—1”潮流校核
断线电路图（以L12为例）
L12断开一路：
节点电压和功角
节点
1
2
3
4
5
6
7
电压基准值（kV)
230
230
230
230
230
230
230
标幺值
1
0。99785
1.00087
0。99715
0.99854
1.00289
1。00788
有名值(kV）
230
229。506
230.200
229.344
229。663
230。665
231.813
功角（°)
0
—3.4
—3.6
—3.7
-3.8
—3。5
-3.1
一回线相电流
线路
12
23
24
36
45
57
67
电流值（kA)
1.6874
0.1923
0.4337
0.2307
0。1354
0。5244
0。4743
分析:由于题目限定40°C长期运行允许最大电流是1190A，而表中12回线路的断线电流为1687.4A，已经超过极限，说明该线路载流能力较差，支路12不能承受断一回线路的电流，而对于各母线的电压水平均无大变化。
L23断开一路：
节点电压和功角
节点
1
2
3
4
5
6
7
电压基准值（kV）
230
230
230
230
230
230
230
标幺值
1
0。99873
1.00323
0.99819
0。99973
1。00495
1。00942
有名值（kV)
230
229.709
230。743
229。583
229.938
231.140
232.167
功角（°）
0
—1。7
-1。99
-2。03
—2.11
—1.90
-1。45
一回线相电流
线路
12
23
24
36
45
57
67
电流值（kA)
0。8411
0。2945
0。4539
0。2228
0.1581
0.5148
0。4791
L24断开一路：
节点电压和功角
节点
1
2
3
4
5
6
7
电压基准值（kV）
230
230
230
230
230
230
230
标幺值
1
0。99912
1。00189
0.99771
0。99913
1.00380
1。00858
有名值（kV）
230
229.798
230。434
229.473
229。801
230.873
231.974
功角（°）
0
—1.7
—1。94
—2。27
—2.29
-1。89
—1。53
一回线相电流
线路
12
23
24
36
45
57
67
电流值（kA）
0.843
0.2199
0.773
0。2003
0。1188
0.5629
0.4312
L36断开一路：
节点电压和功角
节点
1
2
3
4
5
6
7
电压基准值(kV）
230
230
230
230
230
230
230
标幺值
1
0。99894
1。00131
0.99834
0.99982
1。00483
1.00938
有名值（kV）
230
229。756
230.302
229。618
229。958
231。110
232.157
功角(°）
0
—1.7
-1.89
-2.01
—2。06
—1。75
-1。35
一回线相电流
线路
12
23
24
36
45
57
67
电流值（kA）
0.8419
0.181
0。4198
0.4055
0。1352
0。5383
0.4524
L45断开一路：
节点电压和功角
节点
1
2
3
4
5
6
7
电压基准值（kV）
230
230
230
230
230
230
230
标幺值
1
0.99899
1。00208
0。99802
1.00031
1.00413
1.00917
有名值（kV）
230
229。769
230。479
229。544
230。071
230。951
232。110
功角（°）
0
-1。7
—1.89
-2.01
—2.11
—1.82
—1.41
一回线相电流
线路
12
23
24
36
45
57
67
电流值（kA)
0.842
0.199
0.4265
0.2296
0.2246
0.5208
0.4700
L57断开一路:
节点电压和功角
节点
1
2
3
4
5
6
7
电压基准值(kV）
230
230
230
230
230
230
230
标幺值
1
0.99808
1.00214
0.99623
0.99649
1。00463
1.01047
有名值（kV）
230
229。557
230。492
229.133
229。192
231。065
232.408
功角（°)
0
—1.69
-1。75
—2。08
—2.20
-1.62
—1。11
一回线相电流
线路
12
23
24
36
45
57
67
电流值（kA)
0。8397
0.1870
0.5350
0.3212
0.1628
0。8095
0。5740
L67断开一路：
节点电压和功角
节点
1
2
3
4
5
6
7
电压基准值（kV）
230
230
230
230
230
230
230
标幺值
1
0.99854
1.00028
0.99814
0。99982
1。00173
1.00985
有名值(kV）
230
229.664
230.064
229.572
229.959
230。398
232。266
功角(°)
0
—1。70
—1。95
-1。97
-1.98
-1。91
-1。19
一回线相电流
线路
12
23
24
36
45
57
67
电流值（kA）
0。8409
0.2074
0.371
0。1565
0.1359
0.5855
0.7971
3。3 Matlab与PowerWorld“N—1”潮流校核对比:
通过就“N-1”潮流校核分别进行Matlab和PowerWorld计算、仿真，我们发现结果差距较大，其中PowerWorld仿真下只有L12电流值超过给定值，而Matlab计算下过流线路较多。经过反复计算、仿真,我们大胆认为中间存在的较大差异并非本身操作失误，而是软件在运算中机理不同而生：节点导纳矩阵形成过程不同。
4、220kV母线的三相短路容量测算
选用满发重荷的运行方式，平衡机基准容量为100MVA，发电机基准容量为各自的额定容量，变压器改为原来的标幺变比和标幺阻抗,对非平衡母线的所有220kv的母线进行三相短路测算。
4。1 短路容量的Matlab计算
相应Matlab计算程序详见附件2。
4.1.1 满发满载运行方式下短路容量计算
经过Matlab运算，分别得到短路电流和短路容量：
节点
#1
#2
＃3
#4
#5
＃6
#7
电流
13.787
14.995
14。998
15。093
15.139
15。069
15。291
容量
1390
1500
1050
1510
1510
1510
1530
4。1.2 满发轻载运行方式下短路容量计算
经过Matlab运算，分别得到短路电流和短路容量：
节点
＃1
＃2
#3
#4
＃5
＃6
＃7
电流
9。693
10.343
10。370
10.387
10.432
10.427
10。591
容量
970
1030
1040
1040
1040
1040
1060
4。2 短路容量的PowerWorld仿真
短路容量仿真操作
4。2.1 满发满载运行方式下短路容量计算
经过PowerWorld仿真，分别得到短路电流和短路容量：
节点
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
容量
1433。7
1475.5
1475。5
1476。4
1478。8
14.795
1492.6
4.2。2 满发轻载运行方式下短路容量计算
经过PowerWorld仿真,分别得到短路电流和短路容量：
节点
＃1
#2
#3
#4
#5
＃6
#7
容量
961.5
986。4
989。5
986。5
990。4
992.8
1001.6
4。3 两种计算方法结果比较
使用Matlab和PowerWorld进行计算和仿真的结果有一定相关性,但是存在一定差别.我们认为除了两者输入各种参数的误差之外，还可能是导纳矩阵算法之间的差距.PowerWorld形成的节点导纳矩阵与我们处理的不同，短路电流的计算准确.Matlab的算法是我们根据书本概念按自己的理解写成的程序代码，核心算法也遵照书本所述，可能是我们对负荷模型处理不够准确造成了这种差别.
5、PowerWorld的网络稳定扫描
如果短路点越靠近发电机节点，则短路故障对电力系统扰动越大.因此在以下稳定扫描仿真中,均把短路点尽可能靠近母线7上。若在此情况下，发电机摇摆曲线仍能保持暂态稳定,则电力系统稳定性符合要求。
5。1 暂态参数设置
先按照要求添加发电机的暂态模型，设置好发电机的暂态参数。线路的零序阻抗参数。具体参数设置如下图:
发电机＃8、#9 GENTRA 模型参数
发电机＃10 GENTRA 模型参数
发电机＃8、#9、＃10 BPA_EG模型参数
发电机升压变压器零序参数设定
线路零序参数设定(以L67为例）
5.2 故障方案
故障均设置在t=1。0s发生，仿真时间为20s。
故障方案一:母线7三相短路，1。10s切除故障线路.
故障方案一设计
故障方案一运行
从故障切除时间为0.1s的各发电机转子角摇摆曲线，我们可以看出个发电机的转子角由于故障而产生扰动，而在切除故障之后逐渐趋于稳定，各转子角的差（功角）趋于稳定，所以系统暂态稳定.
故障极限切除时间求解:
用二分法通过不断地设置切除时间，知道系统在故障切除之后不能保持暂态稳定性，到达临界值,从而确定大致的系统故障的极限切除时间。
故障切除时:1。4218s
2.4218s功角图
2。4219s功角图
故障方案二：线路6—7三相短路,1。20s切除故障线路。
从故障切除时间为0。2s的各发电机转子角摇摆曲线，我们可以看出个发电机的转子角由于故障而产生扰动,而在切除故障之后逐渐趋于稳定,各转子角的差（功角)趋于稳定,所以系统暂态稳定.
故障极限切除时间求解：
用二分法通过不断地设置切除时间，知道系统在故障切除之后不能保持暂态稳定性，到达临界值,从而确定大致的系统故障的极限切除时间。
故障切除时：1.4217s
2.4217s功角图
2.4218s功角图
5。3 方案总结
由此可以得出故障的极限切除时间的大致区间为［1。4217,1.4218]，我们可以取故障