Материал: Расчет установившихся режимов электроэнергетических систем

Расчет установившихся режимов электроэнергетических систем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА

Кафедра «Электроэнергетика»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Математические модели в электроэнергетике»

на тему «Расчет установившихся режимов электроэнергетических систем»

Вариант №6.

Выполнил: ст.гр. ЭСб-11-2

Захаров А.А

Проверил:          Сухачев И.С.

Тюмень, 2014

Задание на курсовую

Задание 1.

Используя расчетную схему и исходные данные для ручного счета, произвести следующие действия:

·   составить матрицы инциденций M и N;

·   записать матрицы режимных параметров:

а) J, ZB, YB;

б) UΔ, UВ в общем виде

в) предположить наличие ЭДС в ветвях 2,5 (ЕВ2, ЕВ5), записать матрицы ЕВ, ЕК.

Задание 2.

Используя вариант расчетной схемы и исходные данные записать 1 и 2 законы Кирхгофа в матричной форме и в виде системы уравнений .

Задание 3.

Для расчетной схемы записать в матричной форме обобщенное уравнение состояния. Перейти к системе алгебраических уравнений относительно неизвестных токов в ветвях.

Задание 4.

. Для расчетной схемы Вашего варианта вычислите матрицу узловых проводимостей Yy .

. Составьте матрицу Yy без перемножения матриц с учетом физическо- го смысла её элементов. Сравните полученный результат с матрицей Yy , вычисленной в п.1.

. Записать уравнение узловых напряжений в матричной форме и в виде системы уравнений.

Задание 5.

Предположив наличие ЭДС в ветвях 2,5 расчетной схемы ЕВ2 = 100, ЕВ5 = 300, записать уравнение контурных токов в матричной форме и в виде системы уравнений.

Задание 6.

1. Используя систему уравнений узловых напряжений, полученную в задании 4, рассчитать значение узловых напряжений методом Гаусса.

2. Проанализировать точность результатов расчета.

Задание 7.

. Используя систему уравнений узловых напряжений (задание 4), рассчитать значения напряжений в узлах расчетной схемы методом Зейделя (провести 3 итерации).

. Проанализировать сходимость итерационного процесса.

Задание 8.

На основе расчетной схемы с учетом постановки задачи раздела 3.2. и исходных данных о параметрах генератора, который подключен к 4-му узлу, определить устойчивость системы по корням характеристического уравнения.

Задание 9.

Для расчетной схемы задания 8 записать характеристическое уравнение с учетом переходных процессов в обмотке возбуждения. Проанализировать устойчивость системы по критерию Гурвица.

Задание 10.

Проанализировать устойчивость системы (задание 9) по критерию Михайлова. Построить кривую Михайлова.

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях расчет установившихся режимов электроэнергетической системы является наиболее часто решаемой задачей. При проектировании ЭЭС расчет установившихся режимов осуществляется с целью выбора и уточнения параметров проектируемой системы.

В процессе эксплуатации подобные расчеты позволяют оперативно управлять и прогнозировать работу ЭЭС. При этом осуществляется оценка допустимости режима по условиям обеспечения нормальной работы оборудования и определение режимов, оптимальных по технико-экономическим критериям.

Задача расчета установившихся режимов ЭЭС сводится к определению совокупности параметров, характеризующих работу системы: напряжений в различных точках системы, токов в её элементах, потоков мощности и потерь мощности и т.д.

Исходные данные для расчета

Рис.1 Схема.

Б=Uг ном = 10,5 кВ; SБ = Sг ном = 7 Мва.

Eg = 1.07; Uc = 1 ; Pd = 60; Tj = 14c. Xd =1,7

X’d =0.172

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА

Кафедра «Электроэнергетика»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Математические модели в электроэнергетике»:

на тему «Расчет установившихся режимов электроэнергетических систем»

Вариант №6.

Выполнил: ст.гр. ЭСб-11-2

Захаров А.А

Проверил:          Сухачев И.С.

Тюмень, 2014

Задание 1

Матрицы режимных параметров:

А)

Матрица сопротивлений ветвей:

Матрица проводимости ветвей:

Б) Матрица узловых напряжний  и матрица падения напряжий

Б) Матрица Э.Д.С в ветвях  и матрица контурных Э.Д.С

Задание 2

ток ветвь закон кирхгоф

Первый закон Кирхгофа:

Матричная форма:

В виде системы уравнений:

Второй закон Кирхгофа:

В матричной форме:

В виде системы уравнений:

Задание 3

Обобщенное уравнение состояния:

Задание 4

Определяем матрицу узловых проводимостей:

Транспонированная матрица М

Запишем в матричной форме

Задание 5

ЕВ2 = 100 ЕВ5 = 300

В матричной форме уравнение 2-го закона Кирхгофа имеет вид:

Выразим (I) через вектор контурных токов.

Тогда 2й закон Кирхгофа будет выглядеть как:

 Транспонированная матрица N

Система уравнений контурных токов:

Задание 6

Возьмем данные из задания 4.

этап.

-е ключевое уравнение:

-е ключевое уравнение:

-е ключевое уравнение:

-е ключевое уравнение:

-е ключевое уравнение:

этап.

Обратный ход метода Гаусса.

этап.

Рассчитаем невязки.

Рассчитаем суммарную невязку:

Задание 7

Возьмем данные из задания 4.

Расчет узловых напряжений с использованием метода Зейделя(метод итераций) включает в себя следующие этапы:

Преобразуем систему узловых напряжений к виду, удобному дя итерационного процесса:

Зададимся начальным приближением узловых напряжений

На первой итерации вычисляем значения первого приближения узловых напряжений осуществляя подстановку в систему уравнений:

Рассчитаем невязки на первой итерации для проверки полученных результатов. Для этого подставляем  в исходную систему уравнений:

т.к то точность расчета не достигнута

Рассчитаем невязки на второй итерации:

т.к то точность расчета не достигнута