1、电力系统仿真实习报告模板华北电力大学实验一 电力系统有功功率分布及分析二、实验原理图1所示为一条线路的等值电路图。假设和为线路ij的有功及无功潮流，两端节点电压分别为和，其它参数如图所示。则有假设图1 线路等值电路图图1 线路等值电路图, sin, cos,上式可以简化为式中是线路电抗。 三、实验步骤及数据记录 母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBuscU(幅值)238.85239.75242.21231.29235.02237.22(相角)02.72.14-2.73-2.030.32 发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc108.60U238.2523
2、8.11240.1230.27233.85235.30-0.102.521.86-2.89-2.220.04发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc111.75U237.64236.46237.98229.23232.66233.38-0.202.341.58-3.06-2.42-0.21发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc114.86U237.00234.76235.81228.17231.44231.39-0.312.171.30-3.22-2.62-0.46发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc117.9
3、4U236.38233.07233.65227.12230.24229.43-0.411.991.02-3.39-2.81-0.72发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc121.01U235.75231.36231.45226.05229.01227.43-0.511.820.74-3.55-3.01-0.97发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc124.02U235.44230.49230.34225.51228.40226.41-0.601.610.41-3.71-3.20-1.25发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaB
4、usbBusc127.00U234.45230.46230.29225.53228.41226.37-0.691.350.04-3.85-3.39-1.56发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc131U235.46230.39230.19225.53228.39226.28-0.811.01-0.46-4.05-3.64-1.96发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc134.67U235.44230.29230.05225.51228.35226.16-0.920.70-0.91-4.23-3.87-2.34发电机有功P母线名Bus1Bu
5、s2Bus3BusaBusbBusc138.12U235.42230.17229.90225.47228.29226.01-1.030.41-1.34-4.39-4.09-2.693 第步实验完成后，重新点击“量测分析”、“状态估计”、“调度员潮流”重新返回基态潮流，或者点击“调度员潮流”窗口上菜单栏“调度操作”项，选择“清除操作”项，系统便返回初始基态潮流。选择母线C上的负荷进行操作，在窗口中选中负荷，按右键，在弹出的菜单中选择“负荷功率调节”，在出现的对话窗中调节负荷有功功率P。依次调节功率，每次递增10MW，共操作十次，记录下每次操作后负荷有功功率P的值、各节点电压的幅值和电压相角值。负
6、荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc100.01U238.85239.75242.21231.29235.02237.2202.72.14-2.73-2.030.3负荷有功P母线名BusABusBBusCBus1Bus2Bus3109.95U232.03235.89238.24239.31240.67243.61-3.09-2.35-0.62-0.191.921.51负荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusABusBBusC119.85U239.71241.42244.83232.65236.64239.07-0.371.160.89-3.45-2.67-1.5
7、2负荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc129.90U240.06242.05245.95233.19237.32239.74-0.560.40.27-3.82-2.99-2.43负荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusABusBBusC139.95U240.37242.57246.94233.65237.91240.37-0.75-0.36-0.34-4.2-3.32-3.33负荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc149.85U240.62242.96247.8234.02238.42240.82-0.94-1.1-0.94-4.56
8、-3.64-4.21负荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusABusBBusC159.80U240.82243.24248.54234.30238.85241.15-1.13-1.83-1.54-4.94-3.97-5.09负荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc169.80U240.98243.42249.19234.52239.21241.36-1.33-2.57-2.14-5.31-4.3-5.97负荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusABusBBusC179.60U241.09243.47249.69234.64239.48241.44-1.52-
9、3.29-2.72-5.68-4.62-6.84负荷有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc189.60U241.16243.41250.10234.70239.68241.40-1.72-4.03-3.32-6.06-4.96-7.73三、实验数据分析1、调节发电机有功功率由图分析得：发电机有功功率增加各节点电压先降落，在P增加到125MW左右时，趋于稳定；发电机有功功率增加各节点相角随之减小，由正变负。2、调节负荷有功功率由图分析得：负荷有功功率增加，节点1、节点2、节点3电压幅值先降落后增加最后趋于稳定；节点A、节点B、节点C电压幅值先上升后降落最后趋于稳定；负荷有功
10、功率增加，节点1、节点2、节点3相角先降落后增加，然后再次一直降落；节点A、节点B、节点C相角先上升后降落。四、问题1、图1所示为一条线路的等值电路图。假设和为线路ij的有功及无功潮流，两端节点电压分别为和，其它参数如图所示。则有假设图1 线路等值电路图图1 线路等值电路图, sin, cos,上式可以简化为式中是线路电抗。2、应调节有功P，因为电力网络中，各元件的电抗一般远大于电阻，所以可将雅克比子阵中的N（）省略，可将修正方程中，所以节点电压相位角的改变主要影响各元件的有功功率潮流，即欲调节电压相角，调有功P。3,、想要调节水轮发电机的出力P应调节其水门，调节水流量；如想要调节汽轮发电机的
11、出力P应调节其气门，调节进气量。实验二 电力系统无功功率分布及分析二、实验原理图2所示为一条线路的等值电路图，其模型与实验一的线路模型相同。参数如图所示。则有假设图1 线路等值电路图, sin, cos,图2 线路等值电路图上式可以简化为式中是线路电抗。三、实验步骤及要求1 启动仿真系统运行桌面的仿真系统启动文件desktop.exe，启动仿真系统，选择九节点系统的全网图进行实验，具体操作方法和步骤与实验一同。2 实验项目及操作步骤1 在当前的九节点全网潮流图中，观察各线路无功功率Q的方向和线路首末端电压幅值U的差值方向；记录各节点电压的幅值和电压相角值。无功Q母线名Bus1Bus2Bus2U
12、2 选择3号发电机进行操作。在窗口中选中3号发电机，按右键，在弹出的菜单中选择“功率调节”，在出现的对话窗中调节3号发电机无功功率Q，依次调节功率，每次递增10MVar，共操作十次，记录下每次操作后发电机的无功功率Q值、各节点电压的幅值和电压相角值；发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc26.98U240.78244.72248.53234.52238.69242.980.022.441.84-2.69-2.020.12发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc36.97U242.58249.37254.46237.53242.12248.3
13、70.052.221.57-2.65-2.02-0.04发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc46.97U244.27253.72260.04240.35245.33253.420.062.011.33-2.62-2.02-0.20发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc56.97U245.87257.83265.32243.00248.37258.190.081.811.10-2.60-2.02-0.34发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc66.97U247.38261.73270.34245.52251.2
14、5262.120.091.630.89-2.58-2.03-0.48发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc76.91U248.82265.44275.13247.91254.00267.030.101.460.69-2.57-2.04-0.60发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc85.89U250.06268.64279.27249.97256.37270.750.111.310.52-2.56-2.06-0.72发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc94.87U251.25271.13286.28251.9
15、6258.65274.340.111.180.36-2.55-2.07-0.83发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc103.92U252.41274.73287.18253.88260.87277.830.121.040.20-2.54-2.08-0.93发电机无功Q母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc113.91U253.66277.94291.36255.94263.25281.560.120.900.03-2.54-2.10-1.043 第步实验完成后，重新点击“量测分析”、“状态估计”、“调度员潮流”进入实验操作平台，选择母线C上的负荷进
16、行操作。在窗口中选中负荷，按右键，在弹出的菜单中选择“负荷功率调节”，在出现的对话窗中调节负荷无功功率Q。依次调节功率，每次递增10MVar，共操作十次，记录下每次操作后负荷的无功功率Q值、各节点电压的幅值和电压相角值；负荷无功Q母线名Bus4Bus5Bus6Bus7Bus8Bus955U238.25239.75242.21231.29235.02237.22-0.002.702.14-2.73-2.030.3负荷无功Q母线名Bus4Bus5Bus6Bus7Bus8Bus965.20U236.54232.91235.65227.08231.00229.19-0.033.052.45-2.79-
17、2.050.53负荷无功Q母线名Bus4Bus5Bus6Bus7Bus8Bus975.20U233.99255.39228.44222.43226.56220.37-0.083.442.80-2.87-2.090.77负荷无功Q母线名Bus4Bus5Bus6Bus7Bus8Bus985.30U230.99216.62220.02216.97221.35210.10-0.153.923.22-2.98-2.141.05负荷无功Q母线名Bus4Bus5Bus6Bus7Bus8Bus995.30U227.36206.09209.90210.35215.06197.80-2.034.543.75-3.
18、15-2.241.38负荷无功Q母线名Bus4Bus5Bus6Bus7Bus8Bus9100U225.26200.04204.08206.53211.42190.74-2.094.924.07-3.26-2.301.57四、实验数据分析1、调节发电机无功功率由图分析得：发电机无功功率增加各节点电压幅值呈线性上升；发电机有功功率增加，节点2、节点3、节点C相角降落；节点1、节点A、节点B相角基本不变。2、调节负荷有功功率由图分析得：负荷无功功率增加，各节点电压幅值基本都降落，节点2的突然升高可能是试验软件的误差或者扰动所致；负荷有功功率增加，节点2、节点3、节点C相角角度增加；节点A、节点B、节
19、点1相角基本保持稳定。五、问题1请给出本实验的理论依据；答：图1所示为一条线路的等值电路图。参数如图所示。则有假设图1 线路等值电路图, sin, cos, 图1 线路等值电路图上式可以简化为式中是线路电抗。因此，调节两侧以及线路无功直接影响电压大小相角。本实验分别调节发电机和负荷无功，观察线路电压变化。2欲调节电压相角，调有功P有效还是调无功Q有效？答：调节无功有效。3想要调节水轮发电机的无功Q应调节什么控制装置？调节汽轮发电机的Q呢？答：调节励磁装置，调节发电机励磁电流,增加励磁电流就会增加无功输出,减少励磁电流无功输出就会下降。4调整变压器分接头能增加或减少全系统无功总量吗？答：不能。系
20、统的无功总量由发电机，同步调相机，电力电容器和静止补偿器等来影响，变压器分接头只是通过改变电压来改变无功分布，不影响全系统无功总量。实验三 电力系统综合调压措施分析一、 实验目的1. 让学生学会应用仿真系统对模拟电网的节点电压进行调节；2. 对比发电机和负荷无功功率对节点电压的影响；3. 了解电抗器与电容器对电压调节的不同作用；4. 让学生能借助仿真电网的潮流状态进行初步的无功补偿容量计算；5. 让学生用电压损耗公式验算计算结果；二、实验步骤及要求1 启动仿真系统运行桌面的仿真系统，登录后，进入EMS的“调度员潮流”项，选择“九节点全网潮流图”作为实验平台。2. 实验项目及操作步骤1) 手工验
21、算电压损耗在当前的九节点全网潮流图中，观察并记录各线路首末端有功功率P、无功功率Q以及各节点电压的幅值，任选线路如lineAto2，根据第三章第一节中的电压损耗计算公式，手工计算电压损耗，并验证首末端电压。线路功率LNAto1LNAto2LNBto1LNBto3LNCto2LNCto3P(首端)62.564.342.648.263.736.8Q(首端)29.55.61405.713.1P(末端)626342.947.463.436.6Q(末端)34.715.37.315.610.922.9在当前“调度员潮流”窗口中，右键选中线路lineAto2，选“线路参数查询”，获得该线路电阻、电抗标么值，
22、将其变换为有名值后，便可进行计算。标幺值：r 0.032 x 0.1612)参阅报警窗口的遥测统计信息，选择九节点全网图中电压最低点如母线A，并对该点电压进行调节。分别对1号、2号、3号发电机进行操作。在窗口中选中1号发电机，按右键，在弹出的菜单中选择“功率调节”，在出现的对话窗中调节1号发电机无功功率Q，使Q增大约20MVar，记录下母线A的节点电压的幅值和电压相角。参照以下表格。母线名43.8847.8851.8855.8859.8863.88BusA电压231.29232.6233.89235.14236.35237.53BusA相角-2.73-2.71-2.69-2.68-2.66-2
23、.65改变机组3：母线名17.4621.4625.4629.4633.4637.46BusA电压231.29232.87234.4235.89237.33238.74BusA相角-2.73-2.71-2.69-2.67-2.65-2.64重新点击“量测分析”、“状态估计”、“调度员潮流”进入实验操作平台，返回系统基态潮流状态下；或者点击“调度员潮流”窗口上菜单栏“调度操作”项，选择“清除操作”项，系统便返回初始基态潮流。分别对2号和3号发电机重复上述操作，并记录母线A的节点电压的幅值和电压相角。3) 第2)步实验完成后，重新返回系统基态，选择母线A上的负荷进行操作。 在窗口中选中负荷，按右键，在弹出的菜单中选择“负荷功率调节”，在出现的对话窗中调节负荷无功功率Q，使Q增加约20MVar，记录下每次操作后母线A的电压的幅值和电压相角；母线名69.84
