电力系统项目一

-燕山大学电力系统稳态分析课程工程报告学院系：电气工程学院电力工程系年级专业： 13级电力4班学生：景兴春，飞翔，符求才，晏廷楷完成日期： 2015.10.25 . z.-目录1.问题重述12.问题求解12.1 问题一求解12.2 问题二求解12.3 问题三求解12.4 问题四求解12.5 问题五求解13.附录13.1 问题一程序13.3 问题三程序13.4 问题四程序13.5 问题五程序11.问题重述500kV架空输电线路，三相导线水平排列，相间距离10m，采用四根LGJQ-700型组成的分裂导线，分裂间距400mm。工程要求：(1)计算线路单位长度的等值电阻、电抗和电纳；(2)线路长度为450km，分别计算分布参数和集总参数等值电路模型参数，并比拟其差值大小。假设线路长度从200km增加到1000km，每次增量为100km，比拟两种模型差值的变化，并以表格和图形的形式给出它们之间的变化关系；(3)计算出线路的波阻抗、传播系数和自然功率，采用Simulink进展仿真，分析线路输送功率为自然功率时，线路上电压和电流的有效值和相位随线路长度变化的关系；(4)当线路空载和轻载时，计算线路的电压损耗，分析末端电压的变化规律。(5)采用Simulink仿真，分析线路的传输功率极限，线路输送功率与电压有效值和相位之间的关系。2.问题求解2.1 问题一求解1.1计算每相电阻。LGJQ-700型每相单位长度的电阻环境温度20为：= 三相导线的几何均距为：)计算导线等值半径为：计算等值电抗为：=0.25451.3计算等值电纳为：2.2 问题二求解2.1型等值电路的分布参数为：2.2计算集总参数：表一两种模型变化关系表线路长度m200300400ZYZYZY分布参数2.23+ 50.52i7.26e-08 + 4.38e-04i3.28 + 75.08i2.47e-07 + 6.61e-04i4.25+ 98.8i5.96e-07 + 8.87i集总参数2.26+ 50.90i0.00 + 4.37e-04i3.39 + 76.35i0.00+ 6.55e-04i4.52 + 1.01e+02i0.00+ 8.74e-04i差值-0.0334 - 0.3760i0.0001 e-3 + 0.0016 e-3i-0.1123 - 1.2653i0.0002 e-3 + 0.0055 e-3i-0.2646 - 2.9877i0.0006 e-3 + 0.0132 e-3i线路长度m500600700ZYZYZY分布参数5.13 + 121.44i1.19 e-06 + 1.11 e-03i5.90 + 142.72i2.11 e-06 + 1.35 e-03i6.53 + 162.42i3.45 e-06 + 1.60 e-03i集总参数5.65+ 1.27e+02i0.00+ 0.00109i6.77 + 1.52e+02i0.00 + 0.00131i7.90 + 1.78e+02i0.00+ 0.00153i差值-0.5130 - 5.8063i0.0012 e-3 + 0.0261 e-3i-0.8784 - 9.9723i0.0021 e-3 + 0.0456 e-3i-1.3797 -15.7218i0.0035 e-3 + 0.0735 e-3i线路长度m8009001000ZYZYZY分布参数7.00+ 180.32i5.34 e-06 + 1.86 e-03i7.31 + 196.22i7.92 e-06 + 2.12 e-03i7.44+ 209.94i11.39 e-06 + 2.41 e-03i集总参数9.04 + 2.03e+02i0.00+ 0.001748i1.01e+01 + 2.29e+02i0.00+ 0.001967i1.13e+01 + 2.54e+02i0.00+ 0.002185i差值-2.0337 -23.2736i0.0053 e-3 + 0.1117 e-3i-2.8545 -32.8263i0.0079 e-3 + 0.1624 e-3i-3.8533 -44.5566i0.0114 e-3 + 0.2280 e-3i图一两种模型变化关系图2.3 问题三求解3.1计算波阻抗：=241.3407+j-5.3552=241.40014-1.271()3.2计算传播系数：3.3计算自然功率：计算无损线路电感计算无损线路电容表二线路上电压和电流的有效值和相位随线路长度变化的关系表线路长度/km100300500700900电压/kv500500500500500电流/kA2.07082.07082.07082.07082.0708相位角-6.301-18.12-30.2-42.28-54.37在输出功率为自然功率时，沿线各点电压和电流的有效值分别相等，同一点的电压和电流都是同相位的，得出：图二Simulink进展仿真电路2.4 问题四求解4.1线路末端空载时由式,当始端电压为时表三末端电压与线路长度关系表1003005007009001100130015001.0051.0521.1571.3521.7172.5055.044损耗-0.005-0.052-0.157-0.352-0.717-1.505-4.044-在线路空载时线路末端电压随线路长度增加而增加图三线路末端空载时末端电压与线路长度关系图4.2线路末端轻载时也会产生末端电压升高的现象。2.5 问题五求解图四传输极限有功功率图五传输极限无功功率在忽略电阻的情况下，线路的始末端的有功功率相等，线路的传输功率与两端电压的大小及相位查之间的关系为：线路传输的极限传输功率为982.32MW3.附录3.1 问题一程序clc,clear%导线计算半径LGJQ-700 18.12%计算电阻s = 700; %导线截面积(mm2)d = 4; %分裂根数r1 = 31.5/s/d; %r1 = p/s/d;铝的电阻率p = 31.5%计算电抗Dab = 10; %三相导线相间距离单位(m)Dbc = 10;Dac = 10;r = 18.12;%几何均距Dm = (Dab*Dbc*Dac)(1/3);%计算导线等值半径(mm)d12 = 400;d13 = 400;d14 = 400;Req = (r*d12*d13*d14)(1/4);Req = Req/1000; %mm-m%等值电抗*1 = 0.1445*log10(Dm/Req)+0.0157/4;%等值电纳b1 = 7.58*10-6/log10(Dm/Req);fprintf(n单位长度线路参数n);fprintf(R1=%1.4f(/km)n,r1);fprintf(*1=%1.4f(/km)n,*1);fprintf(b1=%1.4e(S/km)n,b1);3.2 问题二程序clear all; %Removes all variables from the workspaceclose all; %Closes all the open figure windowsclc; %Clears the mand window and homes the cursor%线路长度和单位长度线路参数l=450;r1=0.0113;*1=0.2545;b1=4.3716e-6;z1=r1+*1*1i;%极坐标转换为直角坐标函数：Z = R*e*p(i*theta)y1=b1*1i;%计算波阻抗和传播系数Zc=sqrt(z1/y1);gama=sqrt(z1*y1);fprintf(n波阻抗n);fprintf(Zc=%1.4f+j%1.4f=%1.5f%1.3f()n,real(Zc),imag(Zc),abs(Zc),angle(Zc)*180/pi);fprintf(n传播系数n);fprintf(=%1.e+j%1.4en,real(gama),imag(gama);%计算Pi型等值电路参数Z=Zc*sinh(gama*l);Y=(cosh(gama*l)-1)/Zc/sinh(gama*l);%显示参数fprintf(n分布参数n);fprintf(Z=%1.4f+j%1.4f()n,real(Z),imag(Z);fprintf(Y/2=%1.4e+j%1.4e(S)n,real(Y),imag(Y);%与集总参数比拟fprintf(n集总参数n);fprintf(Z=%1.4f+j%1.4f()n,real(z1*l),imag(z1*l);fprintf(Y/2=%1.4e+j%1.4e(S)n,0,b1*l/2);%计算Pi型等值电路中的等值电感和等值电容L=imag(Z)/2/pi/50;C=imag(Y)/2/pi/50;fprintf(n型等值电路中的等值电感和等值电容)fprintf(nL=%1.4f(H);C=%1.4e(F)n,L,C);%集总参数和分布参数电路比照l=200:100:1000;m,n=size(l);for i=1:n Z=Zc*sinh(gama*l(i); Y=(cosh(gama*l(i)-1)/Zc/sinh(gama*l(i); deltZ(i)=Z-z1*l(i); deltY(i)=Y-y1*l(i)/2; z(i)=Zc*sinh(gama*l(i); y(i)=(cosh(gama*l(i)-1)/Zc/sinh(gama*l(i); zz(i) = z1*l(i); yy(i) = y1*l(i)/2;endfprintf(n分布参数和集总参数等值电路模型参数差值)deltZdeltYfigure(1); %设定绘图窗口1subplot(2,2,1),plot(l,real(deltZ),r-*)*label(L(km); %*坐标名称和单位ylabel(real(Z)-real(Z); %Y坐标名称和单位title(串联阻抗实部差值变化)%添加标题subplot(2,2,2),plot(l,imag(deltZ),r-*)*label(L(km);ylabel(imag(Z)-imag(Z);title(串联阻抗虚部差值变化)subplot(2,2,3),plot(l,real(deltY),*-)*label(L(km);ylabel(real(Y)-real(Y);title(并联导纳实部部差值变化)subplot(2,2,4),plot(l,imag(deltY),*-)*label(L(km);ylabel(imag(Y)-imag(Y);title(并联导纳虚部差值变化)%自然功率Un=500e3;Pe=Un2/Zc;fprintf(n自然功率n);fprintf(Pe=%1.4f(MW)n,Pe/1e6);3.3 问题三程序3.4 问题四程序clear all; %Removes all variables from the workspaceclose all; %Closes all the open figure windowsclc; %Clears the mand window and homes the cursor*1=0.2545;b1=4.3716e-6;l = 100:200:1300;for i = 1:7 UU(i) = 1/cos(sqrt(*1*b1)*l(i); u(i) = (cos(sqrt(*1*b1)*l(i)-1)/cos(sqrt(*1*b1)*l(i);endplot(l,UU,-*b)*label(L(km);ylabel(U2/UN);3.5 问题五程序. z.