電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)

專業(yè)：—

設(shè)計(jì)題目：—班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師:

分院院長(zhǎng)：—

教研室主任：_

電氣工程學(xué)院

L課程題目

電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)

2.設(shè)計(jì)內(nèi)容

供配電網(wǎng)絡(luò)潮流仿真設(shè)計(jì)

1）設(shè)計(jì)具體內(nèi)容、計(jì)算參數(shù)、總負(fù)荷容量等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)已給出；

1）完成電力網(wǎng)絡(luò)電能分配設(shè)計(jì)；

2）完成電力網(wǎng)絡(luò)功率補(bǔ)償；

3）完成電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)短路故障的計(jì)算；

4）撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告：

5）完成課程設(shè)計(jì)答辯。

3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求

課程設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

A、本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)目錄、供配電網(wǎng)絡(luò)仿真圖及數(shù)據(jù)結(jié)果、

補(bǔ)償結(jié)果、短路數(shù)據(jù)，使用設(shè)備清單、設(shè)備選擇公式、計(jì)算過(guò)程、選擇依據(jù)。

B、課程設(shè)計(jì)總結(jié)。包括本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中的收獲、體會(huì)，以及對(duì)該課程設(shè)計(jì)

的意見(jiàn)、建議等。

C、全文不少于3000字。如出現(xiàn)報(bào)告雷同，經(jīng)查實(shí)后抄襲學(xué)生成績(jī)按不及格處

理。

4.參考資料

1.電力系統(tǒng)分析。2.powerworld使用說(shuō)明書(shū)。

5,設(shè)計(jì)進(jìn)度（2013年H月25日至12月6日）

時(shí)間設(shè)計(jì)內(nèi)容

查閱資料，方案比較、設(shè)計(jì)與論證，

第1-2天

理論分析與計(jì)算

第3-8天完成電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算、短路計(jì)第、功率因

第9-12天

素補(bǔ)償

第13-14天繪制圖紙、書(shū)寫(xiě)報(bào)告、答辯

6.答疑地點(diǎn)

新實(shí)險(xiǎn)樓321

目錄

第一章電力系統(tǒng)及其發(fā)展1

1.1電力系統(tǒng)概況1

1.2電力工業(yè)的發(fā)展1

第二章潮流計(jì)算4

2.1潮流計(jì)算的意義：4

2.2潮流計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì)：4

第三章POWERWORLD軟件5

3.1軟件簡(jiǎn)介5

3.2功能5

3.2.1電力交易模隊(duì)分析6

3.2.2系統(tǒng)故障分析6

3.2.3PowerWorld在教學(xué)中的應(yīng)用6

3.2.4PowerWorId的主要工具6

3.3使用操作步驟8

第四章配電網(wǎng)絡(luò)分析及設(shè)計(jì)圖12

4.1配電網(wǎng)絡(luò)分析實(shí)例12

4.2涉及運(yùn)算公式12

4.3供配電網(wǎng)絡(luò)仿真圖12

第五章課程設(shè)計(jì)總結(jié)13

參考資料14

評(píng)語(yǔ)及成績(jī)15

吉林工程技術(shù)師范學(xué)院

第一章電力系統(tǒng)及其發(fā)展

1.1電力系統(tǒng)概況

電力系統(tǒng)是指由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消

費(fèi)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與

控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保

證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。

電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使電能得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化，

開(kāi)創(chuàng)了電力時(shí)代，出現(xiàn)了近代史上的第二次技術(shù)革命。20世紀(jì)以來(lái)，電力系統(tǒng)

的大發(fā)展使動(dòng)力資源得到更充分的開(kāi)發(fā)，工業(yè)布局也更為合理，使電能的應(yīng)用不

僅深刻地影響著社會(huì)物質(zhì)生產(chǎn)的各個(gè)側(cè)面，也越來(lái)越廣地滲透到人類日常生活的

各個(gè)層面。電力系統(tǒng)的發(fā)展程度和技術(shù)水準(zhǔn)已成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之

1.2電力工業(yè)的發(fā)展

中國(guó)的電力系統(tǒng)從50年代以來(lái)迅速發(fā)展。到1991年底，電力系統(tǒng)裝機(jī)容量

為14600萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量為6750億千瓦時(shí),均居世界第4位；220千伏輸電線

路達(dá)46056公里,330千伏輸電線路3817公里。裝機(jī)容量超過(guò)1500萬(wàn)千瓦以上

的有東北、華北、華東、華中等4個(gè)大區(qū)的電力系統(tǒng)。各大區(qū)電力系統(tǒng)之間已

開(kāi)始互聯(lián)，逐步形成全國(guó)范圍的聯(lián)合電力系統(tǒng)。全國(guó)各級(jí)調(diào)度中，已經(jīng)有約60

個(gè)程度不同地建立了電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，其中投入運(yùn)行的在線計(jì)算機(jī)約70臺(tái)，

省級(jí)調(diào)度管轄的遠(yuǎn)動(dòng)裝置約1200臺(tái)。此外，1989年中國(guó)臺(tái)灣省電力系統(tǒng)的裝機(jī)

容量達(dá)1659萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量769億千瓦時(shí)，345千伏輸電線路1192公里。

系統(tǒng)構(gòu)成電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源（水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠），

變電所（升壓變電所、負(fù)荷中心變電所等），輸電、配電線路和負(fù)荷中心。各電

源點(diǎn)還互相聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性

和經(jīng)濟(jì)性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)的信息與控

制系統(tǒng)由各種檢測(cè)設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置以及監(jiān)控自動(dòng)

化、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保iE在先進(jìn)的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟(jì)效

益的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費(fèi)的合理協(xié)調(diào)。

吉林工程技術(shù)師范學(xué)院

根據(jù)電力系統(tǒng)中裝機(jī)容量與用電負(fù)荷的大小，以及電源點(diǎn)與負(fù)荷中心的相對(duì)

位置，電力系統(tǒng)常采用不同電壓等級(jí)輸電（如高玉輸電或超高壓輸電），以求得

最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)電流的特征，電力系統(tǒng)的輸電方式還分為交流輸電和

直流輸電。交流輸電應(yīng)用最廣。直流輸電是將交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)整流后

采用直流電傳輸。

由于自然資源分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等條件限制，電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多處于不

同地區(qū)。由于電能目前還無(wú)法大量?jī)?chǔ)存，輸電過(guò)程木質(zhì)上又是以光速進(jìn)行，電能

生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開(kāi)發(fā)與分散使用，以及電能的

連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就成為制約電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的根本特點(diǎn)。

最早的電力系統(tǒng)是簡(jiǎn)單的住戶式供電系統(tǒng)，由小容量發(fā)電機(jī)單獨(dú)向燈塔、輪

船、車間等照明供電。白熾燈的發(fā)明，使電能的應(yīng)用進(jìn)入千家萬(wàn)戶，從而出現(xiàn)了

中心電站式供電系統(tǒng)，如1882年T.A.愛(ài)迪生在紐約主持建造了珍珠街電站。它

裝有6臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，總?cè)萘繛?00馬力（約670千瓦），用110伏電壓供給電燈

照明（開(kāi)始時(shí)，近1300盞燈）。19世紀(jì)90年代初，三相交流輸電研究成功，隨

之，三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)及交流功率表也先后研制成功，推動(dòng)了電力系統(tǒng)的發(fā)展。1895

年在美國(guó)尼亞加拉建成了復(fù)合電力系統(tǒng)，這是早期交流電力系統(tǒng)的代表。它裝有

單機(jī)容量為5000馬力的交流水力發(fā)電機(jī)，用二相制交流2.2千伏向地區(qū)負(fù)荷供

電，又用三相制交流11千伏輸電線路與巴伐洛電站相連，還使用了變壓器和交直

流變換器將交流電變?yōu)?00?230伏直流電，供應(yīng)照明、化工、動(dòng)力等負(fù)荷。尼

亞加拉電力系統(tǒng)的成功，結(jié)束了長(zhǎng)達(dá)10年的關(guān)于直流輸電（以愛(ài)迪生為代表）

與交流輸電（以G.威斯汀豪斯為代表）方案之爭(zhēng)。交流電力系統(tǒng)可以提高輸電

電壓，增加裝機(jī)容量，延長(zhǎng)輸電距離，節(jié)省導(dǎo)線材料，具有無(wú)可爭(zhēng)辯的優(yōu)越性。

交流輸電地位的確定，成為電力系統(tǒng)大發(fā)展的新起點(diǎn)。

進(jìn)入20世紀(jì)后，人們普遍認(rèn)識(shí)到擴(kuò)大電力系統(tǒng)規(guī)?？梢栽谀茉撮_(kāi)發(fā)、工業(yè)

布局、負(fù)荷調(diào)整、安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面帶來(lái)顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。于是，以電

力負(fù)荷的增長(zhǎng)、發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增大和輸電電壓的提高為基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)的規(guī)

模迅速發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家的動(dòng)力、冶煉、化工、輕工、生活用電等電力總負(fù)荷平均

每10年增加一倍。70年代，火力發(fā)電的單機(jī)容量已達(dá)到130萬(wàn)千瓦，水力發(fā)電

的單機(jī)容量達(dá)73萬(wàn)千瓦，核電站的最大單堆電功率達(dá)130萬(wàn)千瓦。輸電電壓等

級(jí)的提高是擴(kuò)大電力系統(tǒng)規(guī)模的主要技術(shù)手段和必然途徑。從20世紀(jì)初開(kāi)始出

現(xiàn)110千伏輸電電壓，到80年代許多國(guó)家普遍建立了500?765千伏超高壓輸電

的電力系統(tǒng)。1150千伏和1500千伏特高壓輸電也已進(jìn)入試驗(yàn)或試運(yùn)行階段。50

年代以來(lái)，電力電子技術(shù)的進(jìn)步，使直流輸電技術(shù)獲得新生，實(shí)現(xiàn)了高壓和超高

壓直流輸電，配合交流輸電組成的交直流混合系統(tǒng)，改進(jìn)了電力傳輸和系統(tǒng)互聯(lián)

2

吉林工程技術(shù)師范學(xué)院

的功能。

經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，許多國(guó)家都建成了總裝機(jī)容量數(shù)億千瓦的區(qū)域性大

電力系統(tǒng)，并且在本國(guó)或跨國(guó)間互聯(lián)，例如英、法、德、意電力系統(tǒng)互聯(lián),加拿大

與美國(guó)電力系統(tǒng)互聯(lián)，蘇聯(lián)與東歐國(guó)家電力系統(tǒng)互聯(lián)等。蘇聯(lián)還在全國(guó)范圍建立

起統(tǒng)一電力系統(tǒng)，東西延伸7000公里，南北延伸3000公里，覆蓋了大約1000

萬(wàn)平方公里的領(lǐng)土。從19世紀(jì)80年代的住戶電站到20世紀(jì)80年代的聯(lián)合電力

系統(tǒng)，電力系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的能源動(dòng)脈和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并且仍在繼續(xù)發(fā)展和

提高。

3

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第二章潮流計(jì)算

潮流計(jì)算是根據(jù)給定的系統(tǒng)接線和運(yùn)行參數(shù)等條件，求解電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀

態(tài)，如母線的電壓幅值及相位、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布及功率損耗。電力系統(tǒng)潮流計(jì)

算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種基木電氣計(jì)算。

電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的用途：系統(tǒng)正常運(yùn)行性能分析、故障分析、穩(wěn)定計(jì)算、

電力系統(tǒng)規(guī)劃。

2.1潮流計(jì)算的意義：

(1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過(guò)潮流計(jì)算，合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn)，合理規(guī)劃

網(wǎng)架，選擇無(wú)功補(bǔ)償方案，滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)

相、調(diào)壓的要求。

(2)在編制年運(yùn)行方式時(shí),在預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)及新設(shè)備投運(yùn)基礎(chǔ)上,選擇典型方

式進(jìn)行潮流計(jì)算,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié)，供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考,并對(duì)規(guī)劃、

基建部門(mén)提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu),加快基建進(jìn)度的建議。

(3)正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算，用于日運(yùn)行方式的編制,指導(dǎo)發(fā)

電廠開(kāi)機(jī)方式，有功、無(wú)功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案，滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要

求及電壓質(zhì)量要求。

(4)預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對(duì)靜態(tài)安全的影響分析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式

調(diào)整方案。

2.2潮流計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì)：

通過(guò)幾十年的發(fā)展，潮流算法日趨成熟。近幾年，對(duì)潮流算法的研究仍

然是如何改善傳統(tǒng)的潮流算法，即高斯-塞德?tīng)柗?、牛頓法和快速解耦法。牛頓

法，由于其在求解非線性潮流方程時(shí)采用的是逐次線性化的方法，為了進(jìn)一步提

高算法的收斂性和計(jì)算速度，人們考慮采用將泰勒級(jí)數(shù)的高階項(xiàng)或非線性項(xiàng)也考

慮進(jìn)來(lái)，于是產(chǎn)生了二階潮流算法。后來(lái)又提出了根據(jù)直角坐標(biāo)形式的潮流方程

是一個(gè)二次代數(shù)方程的特點(diǎn)，提出了采用直角坐標(biāo)的保留非線性快速潮流算法。

4

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第三章PowerWorld軟件

3.1軟件簡(jiǎn)介

PowerWorld仿真器是美國(guó)伊利諾伊大學(xué)電氣及計(jì)算機(jī)工程系開(kāi)發(fā)的一個(gè)基

于潮流計(jì)算的叫視化仿真軟件其強(qiáng)大的對(duì)電力系統(tǒng)分析能力及其叫視化環(huán)境以

及良好的交互性交互能力和圖形化方法等特點(diǎn)使它在勝任嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ谭治龅耐?/p>

時(shí)適用于向非專業(yè)人員演示復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行并闡明其原理。自90年代末美

國(guó)重大電力變革時(shí)期以來(lái)PowerWorld被廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中得

到越來(lái)越多美國(guó)大學(xué)和工業(yè)界的重視和認(rèn)可。更新改進(jìn)后的PowerWorldV.13版

本及第一個(gè)己經(jīng)問(wèn)世的中文版本仿真器使用方便、功能強(qiáng)大、可視化程度更高。

作為電力系統(tǒng)輔助教學(xué)工具軟件在加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解方面起著重要的

作用3。在我國(guó)高等院校和電力企業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行分析和相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)方面也將有很

好的應(yīng)用前景。PowerWorld由3部分合成:獨(dú)立潮流部分、時(shí)域潮流仿真部分、

圖像電力系統(tǒng)編輯器。其核心是強(qiáng)大的綜合電力系統(tǒng)潮流計(jì)算軟件能演算多達(dá)

32500母線的系統(tǒng)，與其他商業(yè)潮流分析軟件不同的是該軟件能通過(guò)全彩動(dòng)畫(huà)單

線圖形象化地模擬多區(qū)域互聯(lián)的電力系統(tǒng)并支持全屏縮放zooming和屏幕漫游

panningo用戶能使用GUI建立自己的系統(tǒng)模型或利用及修改軟件包中已有的模

型進(jìn)行模擬仿真。在動(dòng)態(tài)仿真運(yùn)行過(guò)程中用戶簡(jiǎn)單地操作鼠標(biāo)就可以做到：1、將

輸電線可以投入、投出運(yùn)行。2、添加新的輸電線或發(fā)電機(jī)。3、改變負(fù)荷、發(fā)電

量、有功、無(wú)功輸出等。4、建立新的電力交易。從而理解系統(tǒng)控制、變壓器分

接頭改變等對(duì)電力系統(tǒng)潮流分布的影響以及經(jīng)濟(jì)調(diào)度、區(qū)域電力交易、功率傳輸

分配因子PTDF計(jì)算、故障分析等重要概念及其實(shí)現(xiàn)。

3.2功能

PowerWorld的強(qiáng)大功能及簡(jiǎn)易操作PowerWorld可直觀的顯示電力系統(tǒng)的運(yùn)

行情況且用戶也易于在動(dòng)畫(huà)圖像中進(jìn)行各種操作。用戶可以簡(jiǎn)單地用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖

標(biāo)來(lái)改變各種元件數(shù)值或在菜單中設(shè)置各種操作:如在某些發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、或變

壓器等旁有上下箭頭用鼠標(biāo)點(diǎn)擊各上下箭頭可分別改變發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷大小、

及變壓器分接頭等4。單擊斷路器可以改變其關(guān)/斷狀態(tài)。用戶可以斷開(kāi)一條線

路進(jìn)行N21校驗(yàn)改變負(fù)荷大小或發(fā)電機(jī)出力大小等觀察有無(wú)過(guò)負(fù)荷觀察電力中

斷、連鎖停電現(xiàn)象等。

5

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3.2.1電力交易模擬分析

PowerWorld采用最優(yōu)化潮流運(yùn)算OPT模擬實(shí)際的電力市場(chǎng)考慮各區(qū)域的約

束各地區(qū)的供應(yīng)與需求平衡考慮輸電系統(tǒng)的各種約束邊緣成本局部化采用最優(yōu)

化潮流運(yùn)算OPT5。OPT以見(jiàn)效成本為目標(biāo)并考慮各種約束:平衡約束母線有功/

無(wú)功平衡、發(fā)電機(jī)電壓設(shè)定值、區(qū)域有功功率交換、輸電線/變壓器/表面功率約

束非平衡約束輸電線/變壓器/表面功率約束、發(fā)電機(jī)有功功率約束、發(fā)電機(jī)無(wú)功

功率容量曲線、母線電壓幅值。仿真中用戶可以通過(guò)改變機(jī)組有功出力和相角變

換器來(lái)進(jìn)行控制。

3.2.2系統(tǒng)故障分析

PowerWorld可以模擬系統(tǒng)故障并進(jìn)行故障分析。故障分析包括不平衡故障

分析單相接地短路、線間短路、雙線接地短路、三相平衡故障、及互阻抗。用戶

可以在菜單中設(shè)置各種故障來(lái)進(jìn)行仿真分析。模擬器采用的各種線性分析技術(shù)包

括:功率傳輸分配因子PTDF、支路開(kāi)斷分布系數(shù)LODF、電機(jī)開(kāi)斷分布系數(shù)OTDF、

總徑流線性響應(yīng)TLR2o

3.2.3PowerWorld在教學(xué)中的應(yīng)用

PowerWorld已經(jīng)廣泛應(yīng)用于美國(guó)本科及研究生電力系統(tǒng)運(yùn)行、控制及分析

教育。軟件簡(jiǎn)單易學(xué)同時(shí)其對(duì)電力系統(tǒng)的詳盡形象的刻畫(huà)又對(duì)工程專業(yè)的學(xué)生極

其富有挑戰(zhàn)性。教學(xué)中可以通過(guò)該軟件：1、計(jì)算和存取潮流雅可比矩陣

JacobianMa2trix和母線導(dǎo)納矩陣數(shù)據(jù)。2、交流和/或直流運(yùn)算結(jié)果。3、單步

求解。階段性查取運(yùn)算結(jié)果。4、計(jì)算和理解功率傳輸分配因子PTDF、通用調(diào)度

框架GSF、總徑流線性響應(yīng)TLR、支路開(kāi)斷分布系數(shù)LODF、潮流、電壓、及網(wǎng)損

靈敏度。5、進(jìn)行平衡和非平衡故障分析。6、建立自動(dòng)平衡系統(tǒng)。7、建立最優(yōu)

化程序和安全運(yùn)行程序八8潮流模型比較工具可建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型依次與其他

模型進(jìn)行比較。9、單步仿真。

3.2.4PowerWorld的主要工具

Powerworld有兩種不同的模式：編輯模式和運(yùn)行模式。操作過(guò)程中大家要

注意當(dāng)前工作模式，模式選擇不正確，會(huì)不能正確進(jìn)行相應(yīng)的操作。

編輯模式用于創(chuàng)建新的樣程和單線圖或者修改已存在的樣程和單線圖。通過(guò)

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點(diǎn)擊程序欄的“編輯模式"(EDITMODE)按鈕可切換到本模式。

運(yùn)行模式可求解單步潮流計(jì)算問(wèn)題以及運(yùn)行電力系統(tǒng)的時(shí)域仿真。在程序欄

上點(diǎn)擊“運(yùn)行模式"(RUNMODE)按鈕進(jìn)入該模式。

快捷菜單提供了在單線圖界面中直接獲得若干選項(xiàng)和工具的方法。將鼠標(biāo)置

于單線圖的空白處，單擊鼠標(biāo)右鍵，即會(huì)出現(xiàn)一個(gè)快捷菜單?？旖莶藛问菆?zhí)行命

令的最方便的方式，其內(nèi)容取決于當(dāng)前工作模式是編輯模式還是運(yùn)行模式。

文件菜單主要用于打開(kāi)、保存、打印完整的樣程或者單線圖，也用于創(chuàng)建新

樣程、樣程查錯(cuò)或者退出仿真器。

格式菜單用于編輯模式下定制單線圖的外觀。包括：更改字體、設(shè)備圖元的

顯示特性，如線條粗細(xì)、圖形填充顏色、所繪設(shè)備的放大比例及其層次等方面。

縮放就是通過(guò)改變視圖的放大倍率來(lái)調(diào)整單線圖的顯示區(qū)域。放大會(huì)使屏幕

上顯示的單線圖較放大前的單線圖的內(nèi)容少?？s小而則使屏幕上顯示的內(nèi)容相應(yīng)

多一些。

可按照下述說(shuō)明，操作鍵盤(pán)縮放單線圖：

使用Ctrl-t放大

使用Ctrlup快速放大

使用Ctrl-1縮小

使用Ctrldown快速縮小

縮放工具欄(ZoonPalette)提供一些附加選項(xiàng)：

使用工具欄中ZoomPalette的ZoominonArea按鈕，選擇想要放縮的部

分。

使用工具欄中ZoomPalette的ShowFullOr.e-line按鈕，以在屏幕中顯示

出完整的單線圖。

使用工具欄中ZoomPalette的Pan/ZoomControl按鈕，顯示Zoom、Par.and

find對(duì)話框。

單擊PowerWorldToolbar中Zoom/PanPalette上的"+”按鈕，則單線圖

放大；而按“一”時(shí)，則縮小。

移位就是通過(guò)移動(dòng)屏幕M心的位置來(lái)移動(dòng)單線圖。你將屏幕的中心位置上、

下、左、右移動(dòng)，就可以看到一幅單線圖的不同部分。

使用鍵盤(pán)時(shí)，要按照如下用法：

使用方向箭頭，按希望的方向移動(dòng)

使用pageup快速向上移動(dòng)

使用pagedown快速向下移動(dòng)

使用Home鍵快速向左移動(dòng)

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使用End鍵快速向右移動(dòng)

你也可以使用縮放工具欄(Pan/ZoomPalette)移動(dòng)單線圖。單擊方向箭頭,

把中心位置移到你想要的位置即可。另外你可以使用Pan/Zoom對(duì)話框?qū)尉€圖

移到特定的位置，甚至是某個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置。要想得到Pan/Zoom對(duì)話框，可以從

工具欄中ZoomPalette上選擇Pan/ZoomControl按鈕，或者從單線圖快捷菜單

中選擇FindObject/Pan/Zoonio

窗口菜單包括影響屏幕窗口外觀顯示的幾個(gè)命令，并列出了仿真器目前打開(kāi)

的子窗口。

窗口菜單欄包括以下命令：

平鋪排列Tile

選擇該項(xiàng)，將重新排列已打開(kāi)的單線圖文件，使整個(gè)窗口被它們平分，并且

每一個(gè)都可以完整地顯示。

分級(jí)排列Cascade

選擇該項(xiàng)，重新排列已打開(kāi)的窗口，把它們重疊排列，可以看到每一個(gè)標(biāo)題

欄。

刷新顯示RefreshDisplays

刷新己打開(kāi)的每一個(gè)窗口。仿真器在必要時(shí)通常會(huì)自動(dòng)刷新己打開(kāi)的窗口。

但是，該選項(xiàng)允許你在需要的時(shí)候啟動(dòng)它。

顯示全部ShowFull

在當(dāng)前激活的單線圖上改變放縮倍數(shù)和中心的位置，使單線圖包含的所有設(shè)

備都可以在屏幕中顯示出來(lái)。然后，你可以使用縮放欄中的ZoominonArea

按鈕，或Ctrl-I去放縮你感興趣的部分。

工具欄Toolbars

為用戶提供控制工具欄選項(xiàng)可視與否的選項(xiàng)。這個(gè)子菜單列表示出了所有可

得到的工具欄的名稱。那些當(dāng)前顯示出來(lái)的都有標(biāo)記和標(biāo)注。單擊Toolbars上

各選項(xiàng)名稱，即可顯示或隱藏它。

3.3使用操作步驟

首先從開(kāi)始一程序一PowerWorld—PowerWorldSimulator或者雙擊

Simulator的圖標(biāo),啟動(dòng)Simulator系統(tǒng)。

(1)母線：

1.在主菜單上點(diǎn)擊Insert-Bus或插入工具欄上點(diǎn)擊母線圖元按鈕。

2.在想放置新母線的地方單擊左鍵，打開(kāi)BusOption對(duì)話框。

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3.在BusOption對(duì)話框中設(shè)定母線名稱、母線外觀、母線所在的地區(qū)、母

線所在的區(qū)域、母線額定電壓以及是否為系統(tǒng)松弛節(jié)點(diǎn)等，并且設(shè)定與之相連的

負(fù)荷及對(duì)地電容補(bǔ)償。

4.按0k鍵完成母線的設(shè)定，并且關(guān)閉母線選擇對(duì)話框，這時(shí)母線已經(jīng)出現(xiàn)

在設(shè)定的位置。

（2）發(fā)電機(jī)：

1.在主菜單上點(diǎn)擊Insert-Generator或在插入工具欄上點(diǎn)擊發(fā)電機(jī)按鈕。

2.在需要安裝發(fā)電機(jī)的母線上單擊一下左鍵，打開(kāi)GeneratorOption對(duì)話

框。

3.在對(duì)話框中設(shè)定發(fā)電機(jī)的名稱、外觀、輸出功率控制和電壓控制有功功

率、有功功率極限、無(wú)功功率極限、電壓設(shè)定值和計(jì)費(fèi)方式。

（3）負(fù)荷的母線：再畫(huà)一條母線，在主菜單上選取Insert-*Bus或在插入

工具欄中點(diǎn)擊母線的按鈕，然后在單線圖中母線1的右側(cè)單擊左鍵打開(kāi)Bus

Option對(duì)話框，在BusNumber一欄中就使用缺省值2,BusName填入TWO。我

們還要在母線上加上一個(gè)100MW,40MVR的負(fù)荷，點(diǎn)擊AttachedDevices標(biāo)簽，

其中有一個(gè)LoadSummaryInformation編輯框,在BaseMW和BaseMVR欄目中

分別填入200和100,然后按0k鍵就把母線畫(huà)上了。添加負(fù)荷

此時(shí)，盡管母線2上并沒(méi)有出現(xiàn)負(fù)荷，但負(fù)荷實(shí)際上已經(jīng)在電力系統(tǒng)模型中。

要想在單線圖上畫(huà)一個(gè)負(fù)荷，選擇主菜單上的InsertfLord或直接在屏幕下方

的插入工具欄上點(diǎn)擊負(fù)荷圖元的按鈕，在母線上單擊左鍵，打開(kāi)LoadOption

對(duì)話框，通過(guò)此對(duì)話框可以看出負(fù)荷是200MW,100MVR。此外，Simulator還允

許用戶建立隨電壓變化的負(fù)荷模型。

Orientation欄決定了所畫(huà)負(fù)荷元件的方向，選擇Up,負(fù)荷指向上。然后，

選定Anchored,把負(fù)荷固定在母線上，這樣母線移動(dòng)時(shí)，負(fù)荷也會(huì)隨著移動(dòng)。

點(diǎn)擊0k鍵，負(fù)荷就畫(huà)上了。每個(gè)負(fù)荷都自動(dòng)帶一個(gè)斷路器。

如果要移動(dòng)母線2,先把鼠標(biāo)移到母線上（不是負(fù)荷上），按住左鍵，移動(dòng)

鼠標(biāo)（這就是拖動(dòng)）。負(fù)荷也會(huì)移動(dòng)，因?yàn)樗航?jīng)被固定了。要想改變負(fù)荷在母

線上的位置，只要用左鍵按住負(fù)荷，就可以把它拖到其他位置。

（4）輸電線：

1.在主菜單上選擇Insert-*TransmissionLine或在插入工具欄上點(diǎn)擊輸

電線圖元的按鈕。

2.在輸電線的起始點(diǎn)上單擊左鍵，這個(gè)點(diǎn)通常在一個(gè)線路的始端母線上。

3.放開(kāi)鼠標(biāo)鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，將看到一條線段，一端在起始點(diǎn)，另一端隨鼠

標(biāo)移動(dòng)。輸電線和變壓器由一串連續(xù)的線段組成。如果結(jié)束此線段，只要點(diǎn)擊鼠

標(biāo)左鍵。如果開(kāi)始畫(huà)下一條線段，只要再移動(dòng)鼠標(biāo)即可。每次點(diǎn)擊左鍵都會(huì)確定

一條線段，同時(shí)確定一個(gè)頂點(diǎn)，可以移動(dòng)或刪除這些頂點(diǎn)來(lái)改變輸電線。

4.確定輸電線的最后段，在結(jié)束處雙擊鼠標(biāo)左鍵，這個(gè)點(diǎn)通常在另一個(gè)母

線上。此時(shí)出現(xiàn)一個(gè)TransmissionLinc/Transformer對(duì)話框。

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5.在對(duì)話框中設(shè)定輸電線的參數(shù)，按Ok鍵就出現(xiàn)一條輸電線。

現(xiàn)在我們?cè)谀妇€1和母線2之間畫(huà)上一條輸電線。在主菜單上選擇Insert

fTransmissionLine,然后在母線1上適當(dāng)位置上單擊左鍵，畫(huà)出輸電線的一

個(gè)點(diǎn)。把鼠標(biāo)向上移一小段距離單擊左鍵，然后把鼠標(biāo)平移到母線2的上方單擊

左鍵，再把鼠標(biāo)移到母線2的適當(dāng)位置上，雙擊左鍵立即會(huì)出現(xiàn)Transmission

Line/Transformer對(duì)話框。在FromBusNumber一欄中已經(jīng)自動(dòng)填入1,ToBus

Number中己經(jīng)自動(dòng)填入2。在Resistance(R),Reactance(X)和Changing(RorC)

欄目中填入線路參數(shù)的標(biāo)幺值，這三個(gè)欄目分別填入0.02,0.08,0.1。在LimitA

(MVA)一欄中填入線路的額定視在功率，填入400。最后點(diǎn)擊0k鍵，輸電線就

畫(huà)完成了。右擊輸電線路上的餅圖，在彈出對(duì)話框的MVARating項(xiàng)也可以改變

線路的額定視在功率。

(5)放置斷路器

現(xiàn)在放置斷路器，斷路器用來(lái)控制線路的狀態(tài)。點(diǎn)擊Insert-Circuit

Breaker然后在輸電線靠近母線1一端單擊鼠標(biāo)左鍵，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)Circuit

BreakerOptions對(duì)話框，F(xiàn)romBus和ToBus己經(jīng)分別填入1和2。寫(xiě)上標(biāo)題

和母線、線路注釋，讓我們?cè)趩尉€圖上填寫(xiě)一些注釋，這樣可以更清楚地了解網(wǎng)

絡(luò)的運(yùn)行情況。首先我們給單線圖加一個(gè)標(biāo)題，在主菜單上選取Insert-Text,

打開(kāi)TextObjects對(duì)話框,寫(xiě)入“FirstCase"，點(diǎn)擊0k鍵。為了讓標(biāo)題看起

來(lái)漂亮一些，可以作一些設(shè)置，選擇Format-Font,打開(kāi)相應(yīng)的對(duì)話框，將字

號(hào)設(shè)置為26,字的顏色設(shè)為藍(lán)色。要想改變標(biāo)題的背景色，點(diǎn)擊Format-

Line/Fillt打開(kāi)EditMultipleObjects對(duì)話框,選中UseBackgroundFill

一欄，給標(biāo)題設(shè)置白色背景，然后按0k鍵。如果你對(duì)標(biāo)題的位置不滿意，可以

用鼠標(biāo)進(jìn)行拖動(dòng)。

下面我們將要在圖上標(biāo)出母線有關(guān)參數(shù)的注釋，步驟如下：

1.右擊母線，打開(kāi)母線上的彈出式菜單。

2.在彈出式菜單上選擇AddNewFieldsaroundBus,打開(kāi)InsertNewFields

aroundSelectedObjects對(duì)話框。

3.使用此對(duì)話框可以設(shè)置你想要加入的注釋，每個(gè)母線可以加入8個(gè)注釋。

4.點(diǎn)擊0k鍵，單線圖上母線周圍將出現(xiàn)所沒(méi)置的注釋。

下面舉一個(gè)例子，我們將在母線1上寫(xiě)上名稱、母線電壓、實(shí)際發(fā)出有功、

實(shí)際發(fā)出無(wú)功，在母線2寫(xiě)上名稱、母線電壓、有功負(fù)荷、無(wú)功負(fù)荷。分以下四

步完成：首先，右擊母線1,選擇AddNewFieldsaroundBus,打開(kāi)BusFields

對(duì)話框。因?yàn)槟妇€1水平放置，所以采用屏幕右上方圖的標(biāo)注形式。在母線1

的位置1設(shè)定Name,位置5設(shè)定Voltage,然后點(diǎn)擊0k,也可以按鍵盤(pán)上的回

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車鍵。這樣，在母線1的所設(shè)置位置上就會(huì)出現(xiàn)母線的名稱和電壓。對(duì)于母線2

也采用相同的步驟。有必要的話，我們也可以用鼠標(biāo)來(lái)拖動(dòng)己設(shè)置好的數(shù)值。下

面在與母線1相連的發(fā)電機(jī)周圍填寫(xiě)實(shí)際發(fā)出有功功率和無(wú)功功率的注釋。右擊

發(fā)電機(jī)，選擇AddNewFieldsAroundGenerator選項(xiàng)，打開(kāi)GeneratorFields

對(duì)話框，由于發(fā)電機(jī)是向下的，因此使用屏幕上最靠右上的那個(gè)圖。在位置1

設(shè)定ActualMW,在位置2設(shè)定ActualMVR。最后我們?cè)谂c母線2相連的負(fù)荷周

圍填寫(xiě)有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷的注釋。右擊負(fù)荷，點(diǎn)擊AddNewFieldsAround

Load,打開(kāi)LoadFields對(duì)話框，由于負(fù)荷是向上的，因此適用于左邊第二個(gè)圖，

用下拉式對(duì)話框在位置5中設(shè)置MW,在位置6中設(shè)置Mvaro

下面我們要在輸電線上填加注釋，用來(lái)顯示潮流情況。在母線1和母線2

之間的輸電線上右擊一下,選擇AddNewFieldsAroundLine,打開(kāi)Line/XFMR

Fields對(duì)話框,在位置3上設(shè)定MWFlow,在位置4上設(shè)定MvarFlow,在位置

9設(shè)定MWFlow,在位置10設(shè)定MvarFlow,點(diǎn)擊Ok鍵，設(shè)置完成。在單線圖

中可以用鼠標(biāo)拖動(dòng)這些數(shù)值到更合適的位置。

（6）對(duì)樣程進(jìn)行求解

在程序工具欄上點(diǎn)擊RunMode進(jìn)入運(yùn)行模式。注意，如果網(wǎng)絡(luò)中含有錯(cuò)誤,

進(jìn)入運(yùn)行模式前必需根據(jù)MassageLog的提示把錯(cuò)誤改正，否則程序不能正常演

示和存盤(pán)。要進(jìn)行模擬運(yùn)行，只需要點(diǎn)擊SimulationControl-Start/Restart。

如果只想演示一下單步運(yùn)行的潮流狀態(tài)，在程序欄上點(diǎn)擊SingleSolutiono

ii

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第四章配電網(wǎng)絡(luò)分析及設(shè)計(jì)圖

4.1配電網(wǎng)絡(luò)分析實(shí)例

已知條件：變壓器T：SFT-40000/110,APs=200kW,Vs%=10.5,APo=42kW,

lo%=0.7,Kt=Kn；線路AC段:l=50km,rl=0.27/km,xl=0.42/km；線路BC段:

l=50km,rl=0.45/km,xl=0.41/km；線路AB段：l=40km,rl=0.27/km,xl=0.42/km；

各段線路的導(dǎo)納均可忽略去不計(jì)；負(fù)荷功率：Sldb=25+jl8MVA,Sldc=30+j20MVA；

母線D額定電壓為10KV。當(dāng)C點(diǎn)的運(yùn)行電壓Vc=：08kV時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行圖。

4.2涉及運(yùn)算公式

線路的阻抗:Z=(r+jx)1

2

變壓器：Rt=APsVn71000Sn；Xt=Vs%Vn7100Sn0

4.3供配電網(wǎng)絡(luò)仿真圖

曾涉fJL便總SiBulator13Educational

ttffi塞也圖工反0項(xiàng)耐功能sn

中

驛ft夜式集合.AX0目實(shí)取…節(jié)頹IS…

r節(jié)點(diǎn)贏…

運(yùn)行程式實(shí)例信JB?.區(qū)組分區(qū)過(guò)濾弱...X-E****仿真=…自取家例《息...AUX蚌導(dǎo)出格式...打開(kāi)窗口

模式實(shí)制BJBJI宴

運(yùn)行模式仍真動(dòng)畫(huà)停止?交流愛(ài)哥當(dāng)前案例

Stnulwtor13?p^ervOT-ld。電力累.燒國(guó)doc???

圖4-1仿真動(dòng)態(tài)圖

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第五章課程設(shè)計(jì)總結(jié)

每次課程設(shè)計(jì)都有不同的收獲和體會(huì)。即使在報(bào)告完成部分也是如此。從剛

剛接觸Word到現(xiàn)在，使用的并不頻繁，但是很有趣，每次都能收獲新的東西。

從編輯到排版，可謂“困難”重重，不過(guò)很有意思，每次解決一個(gè)處理問(wèn)題，就

獲得一種技巧。

在此次課程設(shè)計(jì)中初次接觸PowerWorld軟件，竊喜的是在老師那兒拷了份

收藏。首先值得一提的是又多了一個(gè)可用軟件，離“牛牛people"又近了一步

哦。其次覺(jué)得此軟件實(shí)用性很強(qiáng)，真的很不錯(cuò)。

在簡(jiǎn)單的操作中，學(xué)會(huì)了一些此軟件的基本應(yīng)用。不是很嫻熟，但是自己勉

強(qiáng)還能夠完成。

另外在此次課設(shè)過(guò)程中又重新溫習(xí)了潮流計(jì)算的有關(guān)知識(shí)，收益匪淺。電力

系統(tǒng)潮流計(jì)算不僅是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種基本電氣計(jì)算。它還能根

據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅

值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的結(jié)果是電

力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算和故障分析的基礎(chǔ)。

在這次的實(shí)踐中，我要感謝我的指導(dǎo)老師和熱心幫助我的同學(xué)們，如果沒(méi)有

他們我不會(huì)這么順利的完場(chǎng)這次實(shí)踐，我衷心的謝謝他們。