课程设计实践心得

发布时间：2020-03-03 11:09:37 来源：范文大全收藏本文下载本文手机版

一、课程设计的目的

掌握电力系统潮流计算的基本原理。掌握并熟练运用MATLAB仿真软件。

采用MATLAB仿真软件，做出系统接线图的潮流计算仿真结果。

二、课程设计要求

1、在读懂程序的基础上画出潮流计算基本流程图

2、通过输入数据，进行潮流计算输出结果

3、对不同的负荷变化，分析潮流分布，写出分析说明。

4、对不同的负荷变化，进行潮流的调节控制，并说明调节控制的方法，并列表表示调节控制的参数变化。

5、打印利用MATLAB进行潮流分析绘制的系统图，以及潮流分布图。

三、课程设计基本内容

1.对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。

2.输入各支路数据，各节点数据利用给定的程序进行在变电所在某一负荷情况下的潮流计算，并对计算结果进行分析。

3.跟随变电所负荷按一定比例发生变化，进行潮流计算分析。 1) 4个变电所的负荷同时以2%的比例增大； 2) 4个变电所的负荷同时以2%的比例下降；

3) 1和4号变电所的负荷同时以2%的比例下降，而2和3号变电所的负荷同时以2%的比例上升；

4.在不同的负荷情况下，分析潮流计算的结果，如果各母线电压不满足要求，进行电压的调整。（变电所低压母线电压10KV要求调整范围在9.5-10.5之间；电压35KV要求调整范围在35-36之间）。

5.轮流断开环网一回线，分析潮流的分布。

6.利用MATLAB软件，进行绘制系统图进行上述各种情况潮流的分析，并进行结果的比较。

7.最终形成课程设计成品说明书。

四、问题分析

1、节点设置及分类

2设为节点1，10，根据系统图可知此系统为两端供电网路，将母线1，将变电所

1、

2、

3、4的高低压侧分别设为节点

2、

3、

4、

5、

6、

7、

8、9。并且，将节点1设为平衡节点，将节点10设为PV节点，其余节点设为PQ节点。

2、参数求取

设定基准值SB100MVA，UB220KV，所以ZB资料，计算发电厂、变压器及线路的参数。

（1）运用下列公式计算变压器参数：

SBUB2484根据题目原始

PUU%URX100S 1000S22kNKNT2TNNZ（2）计算线路参数

RTXTTZTZZTB

ZRjX(rjx)L

（3）变电所负荷分别为：

变电所1

SL=50+j30.987

变电所2

SL=40+j27.79 变电所3

SL=50+j30.987

变电所4

SL=60+j37.18

3、计算变压器分接头变比

变压器有5个抽头，电压调节范围为UN2*2.5%，UN对应的分接头开始时设变压器高压侧接主接头,降压变压器5个分接头时的非标准变比k*以备调压时选用

对变电所低压母线为35KV时，非标准变比与10KV时相同。

4、计算方法

利用牛顿拉夫逊法进行求解，用MATLAB软件编程，可以求解系统潮流分布根据题目的不同要求对参数进行调整，通过调节变压器变比和发电厂的电压，求解出合理的潮流分布，最后用PSAT进行潮流分析，将两者进行比较。

5、牛顿—拉夫逊法

（1）牛顿—拉夫逊法概要

首先对一般的牛顿—拉夫逊法作简单的说明。已知一个变量X函数为：

到此方程时，由适当的近似值X(n1)(0)220(15%)100.95511220 220(12.5%)10k*20.93211220 22010k*30.90911220 220(12.5%)10k*40.88611220 220(15%)10k*50.86411220 k*1f(X)0

出发，根据：

(n)X反复进行计算，当X的牛顿—拉夫逊法。

(n)Xf(X(n))(n1,2,......)f(X(n))

满足适当的收敛条件就是上面方程的根。这样的方法就是所谓

(n)这一方法还可以做下面的解释，设第n次迭代得到的解语真值之差，即X时，则：

把f(X(n))在X(n)的误差为附近对用泰勒级数展开

)f(X(n)f(X(n))0

)f(X(n)f(X(n))22!f(X(n))......0

上式省略去2以后部分

f(X(n))f(X(n))0

(n)X的误差可以近似由上式计算出来。

f(X(n)) (n)f(X)比较两式，可以看出牛顿—拉夫逊法的休整量和X用同样的方法考虑，给出n个变量的n个方程：

(n)的误差的一次项相等。

f1(X1,X2,,Xn)0f(X,X,,X)0212n fn(X1,X2,,Xn)0对其近似解X得修正量X可以通过解下边的方程来确定：

11f1f1f1,,Xn)f1(X1,X2xxx12nf(X,X,,X)X1f2n212f2f2X2x1x2 xnXfnfnfnnfn(X1,X2,,X)nxnx1x2fn,X2,,Xn的值。式中等号右边的矩阵都是对于X1这一矩阵称为雅可比（JACOBI）

xn,X2,,Xn后，得到如下关系矩阵。按上述得到的修正向量X1XnXn Xn,X2,,Xn更接近真实值。这一步在收敛到希望的值以前重复进行，一般要反这比X1复计算满足

maxX1n1X1n1,X2n1X2n1,,Xnn1Xnn1

为预先规定的小正数，Xnn1是第n次迭代Xn（2）牛顿法的框图及求解过程

用牛顿法计算潮流时，有以下的步骤： ①给这各节点电压初始值e(0),f(0)；

的近似值。

②将以上电压初始值代入公式，求修正方程的常数项向量P(0),Q(0),(V2)(0)； ③将电压初始值在带入上述公式，求出修正方程中系数矩阵的各元素。 ④解修正方程式e(0),f(0)；

f(0)f(0)；

⑥将e(1)，f(1)在带入方程式，求出P(1),Q(1),(V2)(1)； ⑤修正各节点电压e(1)e(0)e(0)，f⑦检验是否收敛，即maxPi(1)(k),Qi(k)

如果收敛，迭代到此结束，进一步计算各线路潮流和平衡节点功率，并打印输出结果。如果不收敛，转回②进行下次迭代计算，直到收敛为止。

五、问题求解

电压是衡量电力系统电能质量的标准之一。电压过高或过低，都将对人身及其用电设备产生重大的影响。保证用户的电压接近额定值是电力系统调度的基本任务之一。当系统的电压偏离允许值时，电力系统必须应用电压调节技术调节系统电压的大小，使其维持在允许值范围内。本文经过手算形成了等值电路图，并编写好了程序得出节点电压标幺值，使其满足所要求的调整范围。

我们首先对给定的程序输入部分作了简要的分析，程序开始需要我们确定输入节点数、支路数、平衡母线号、支路参数矩阵、节点参数矩阵。

（1）为了保证整个系统潮流计算的完整性，我们把凡具有母线及发电机处均选作节点，这样，可以确定有10个节点，节点号见等值电路图。

（2）确定完节点及编号后，各条支路也相应确定了，网络中总计有13条支路，我们对各支路参数进行了计算。根据所给实际电路图和题中的已知条件，有以下公式计算各输电线路的阻抗和对地支路电容的标幺值和变压器的阻抗标幺值。选择电压基准值为UB=220KV和功率基准值SB=100MVA，所以ZB

六、误差分析

UB=484。 SB以系统在正常运行的情况下为例。利用PSAT软件，比对MATLAB中的B

1、B2矩阵，得到各个节点的电压状况。将PSAT软件运行的结果对MATLAB运行的结果进行校验。同时利用该软件对图形颜色的变化的描绘和数据对结果进行呈现。得到PSAT软件运行的结果各节点的电压标幺值，并与MATLAB程序运行得到的结果进行比较。

七、心得体会及总结

此次课程设计使我在潮流计算、MATLAB的使用方面均有所提高，但也暴露出了一些问题；理论知识的储备还是不足，对MATLAB的性能和特点还不能有一个全面的把握，对MATLAB中PSAT工具箱使用不够熟悉，相信通过以后的学习能弥补这些不足，从而达到一个新的层次。潮流计算是电力系统的最基本、最常用的分析计算。用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。实际的情况远比我们计算的情况复杂，这让我深刻了解了潮流计算的重要性。精准的潮流计算不仅可以使电网处于稳定且平衡的状态，这对电网的安全运行起到关键性的作用，还可以实现运行的经济性。所以我认为学好电力系统的关键在于学好潮流计算，电力系统的安全运行不是儿戏，一个很小的失误就可能造成整个电网的崩溃，这给国家和社会带来的危害和损失之大是可想而知的。学好电力系统这门课、学好潮流计算是我们电专业学生的当务之急。没有坚实的基础就不可能建造出高楼大厦，所以，要想在以后的工作岗位上有所成就，就必须打好基础，努力提高自己的专业素养。

通过此次课程设使得我更加扎实的掌握了有关潮流计算和MATLAB方面相关的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正不断领悟和不断获取。最终的检测调试环节本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了。在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下。终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决。只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上披荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦。也永远不可能得到社会及他人对你的认可。

课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课；一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计。我掌握了MATLAB中各种元器件的识别和使用，熟悉了和了解了潮流计算的基本原理。以及如何提高实验的求解精度和收敛性能。掌握了MATLAB软件的方法和技术。

我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力。在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践、再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后不管有多苦，我想我们都能变苦为乐。找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多。从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识。而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的。只有把所学的理论知识与实践相结合起来从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量。只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询。只要认真钻研、动脑思考、动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，MATLB已经成为当前电力系统重要的仿真软件之一。因此作为二十一世纪的电气专业的大学来说掌握MATLB的开发技术是十分重要的。回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西。同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论。

与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处。对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。比如说MATLAB中原理图的搭建以及潮流计算的基本原理掌握得不好。通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题。最后在陈老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在陈老师的身上我学得到很多实用的知识。

整个设计通过了软件调试和图形搭建以及程序设计。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的。所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。对于教材管理系统，其程序是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题。而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在MATLAB图形的搭建和参数的设置。其中很多子程序是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在，这需要对系统的结构很熟悉。因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。其次，这次课程设计让我充分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能保证整个项目的有条不紊。另外在课程设计的过程中，当我们碰到不明白的问题时，陈老师总是耐心的讲解，给我们的设计以极大的帮助，使我们获益匪浅。因此非常感谢老师的教导。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名电气工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课程懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解。但是通过这次的课程设计的沟通和各个小组同学探讨，渐渐对这门课程逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。

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