昆明学院电力系统仿真及建模课程设计任务书

第一篇：昆明学院电力系统仿真及建模课程设计任务书

昆

明

学

院

《电力系统建模及仿真》课程设计

任务书

适用于：电气工程及其自动化专业

（电气工程方向）

自动控制与机械工程学院电子电气教研室

2016年6月

一、课程设计的目的

该课程设计是在完成《电力系统分析》的理论教学之后安排的一个实践教学环节。其目的在于巩固和加深对电力系统潮流和短路电流计算基本原理的理解，学习和掌握应用计算机进行电力系统设计和计算的方法，培养学生独立分析和解决问题的能力。

二、课程设计的基本要求

掌握电力系统等值模型和参数计算，以及潮流和短路计算的基本原理，学会应用计算机计算系统潮流分布和短路电流的方法。

三、课程设计选题原则

该课程设计是根据电力系统分析课程内容，结合实际工程和科研的电力系统网络进行系统的潮流和短路电流计算。

四、课程设计的任务及要求

1、基本要求

（1）用Matlab中Simulink组件的SimPowerSystems工具箱构建设计要求所给的电力系统模型，在所给电力系统中K处选取不同故障类型（三相短路、单相接地短路、两相短路、两相接地短路进行仿真，比较仿真结果，给出自己的结论。（电力系统接线图见附录1，选做一题）

（2）基于Matlab/Simulink，搭建附录2所示电力网络模型，并进行潮流计算。

2、课程设计论文编写要求

纸张A4、要求书写整齐，字数不少于2000字。

（1）封面包括：《电力系统建模与仿真课程设计》总结报告、专业、班级、学号、姓名、指导教师（具体格式附后）

（2）论文包括目录、摘要、正文、参考文献、心得体会等。

要求：画出完整电路图、参数标注清楚；按照具体项目要求，完成仿真内容并记录仿真结果，给出自己的结论。

五、时间分配

1、查阅资料、熟悉Matlab中Simulink组件的SimPowerSystems工具箱（1天）；

2、基于Matlab/Simulink的电力系统短路故障的仿真与分析（3天）；

3、基于Matlab/Simulink的电力系统潮流计算（4天）；

4、完成课程设计报告（1天）；

5、答辩（1天）。

六、考核标准：

1、完成设计过程：20分；

2、完成调试：20分；

3、考勤：10分；

4、答辩：10分；

5、设计报告：40分

注：无仿真结果或无说明书者成绩以不及格记。

七、参考文献

1.于永源，杨绮雯.《电力系统稳态分析》[M]．中国电力出版社，2007.2.王晶，翁国庆，等.《电力系统分析的MATLAB/SIMULINK仿真与应用》.西安电子科技大学出版社.2008.3.刘卫国.《MATLAB程序设计与应用》[M].北京：高等教育出版社，2008.附录1：短路故障分析与计算的电力系统接线图

1、供电系统如图，发电机G1：50MVA、110kV，保持恒定，Y连接；线路L为100km；变压器T为Yn/d接法，SN=10MVA，Uk%=10.5，k=110/11。

2、供电系统如图，发电机G1：25MVA、11kV，保持恒定，Y连接；线路L为50km；变压器T为d/Yn接法，SN=10MVA，Uk%=10.5，k=11/110。、供电系统如图，发电机G1：25kV，Y连接；输电线路L1和L2长度均为100km，L2末端为中心点接地。

4、图示电力系统，发电机G：25MVA、11kV，Y连接；线路L为100km；T1：11/110，SN=20MVA，T2：110/6.3，SN=10MVA，空载运行时M点发生短路故障。

5、发电机G：50MW、13.8kV，保持恒定，Y连接；变压器T-1：13.8/220kv；线路L：100km，负荷LD：5MVA

附录2：电力网潮流计算的电气接线图

附：总结报告封面格式

《电力系统建模及仿真课程设计》

总结报告

姓 名 学 号 院 系 班 级 指导教师

第二篇：电力系统建模仿真作业

风电并网后静态电压稳定性分析的建模与仿真

电力系统经常采用P-V曲线分析法来分析有关静态电压稳定性的问题,P代表穿越传输断面传送的功率或者一个区域的总负荷,V代表代表性节点或关键节点的电压。P-V曲线分析法即是建立一个区域负荷或者传输界面潮流和节点电压之间的关系曲线,从电力系统当前的稳定运行点开始,通过不断增加P,使用潮流计算,描出代表节点的电压变化曲线,用P-V曲线的拐点来表示区域负荷或者传输界面功率的增加导致整个系统临界电压崩溃的程度,即系统静态电压稳定极点。

在把P-V曲线法用于研究风电的接入对电压静态稳定性的影响时,P代表的是风电场输出的有功功率,V为机端电压、风电接入点电压（PCC电压）等其他需要监测的母线电压。

实际上，P-V曲线法是在静态情况下,研究风速变化导致的风电场输出有功功率的变化对电网电压的影响。用风电输出的有功功率引起的电压水平的变化及当前运行点到电压崩溃点的“距离”,反映风电接入的电网的电压稳定裕度。

在求取风电接入系统的P-V曲线时 ,除了系统平衡节点外,一般不考虑网内其他常规机组的有功功率的变化以及网内负荷的变化情况。

综上,电网基于静态电压稳定性的风电接纳能力,即是以电网的静态电压稳定性作为约束条件,在保证电网静态电压稳定的基础上尽可能多接入风电。通常系统静态电压越限临界点所接入的风电容量即为系统可接纳的最大风电并网容量。

1算例

本文通过IEEE14节点标准测试系统作为算例，风电场通过变压器和110 kV线路接入IEEEl4节点标准测试系统的14号节点，使用以上算法对基于静态电压稳定性下的一风电场的并网功率极限进行计算。

风电场110kv线路IEEE14节点系统图2.2 风电场接入IEEE14系统图

图中变压器标幺变比取1（在实际运行中，可以通过改变变压器的分接头来调控特定节点的电压），风电场接入系统的线路参数为12.6+j24.96Ω。本文基于双馈感应风机的风电场进行电压静态稳定约束下接纳能力计算。1.1基于双馈感应风机的风电场接纳能力计算 1.1.1Powerworld仿真软件简介

Powerworld是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序,其拥有优异的交互性能以及友好的用户界面。PowerWorld软件集电力系统潮流计算、静态安全分析、灵敏度分析、经济调度EDC/AGC、短路电流计算、,最优潮流OPF、GIS功能、无功优化、用户定制模块、电压稳定分析PV/QV、ATC计算、等多种庞大复杂功能于一体,并使用数据挖掘技术来实现强大丰富的三维可视化显示技术。

1.1.2Powerworld仿真算例

按照前文所介绍的算例，仿真系统单线图如下图所示：

图1.1 Power World下的ieee14节点系统接线图

本文在原模型中另加入15号母线，并在15号母线上添加了一台双馈式感应风机来等值一个风电场。

本例中双馈异步电机风电机组采用恒功率因数控制方式,且功率因数cosφ = l，利用Powerworld中P-V曲线绘制功能，不断增加在15号母线处的双馈式感应电机的有功输出，绘制出风电接入处电压随风机并网功率变化的P-V曲线图。如下图所示：

图1.2 风电接入处P-V曲线图

大规模风电接入后,电力系统电压稳定性降低的原因是风机会消耗一定的无功功率。由上图可以看出，当风电输出有功功率功率较小时，风电接入地区的电压有所上升，这是因为风电的接入为接入地区的电网提供了一定的有功功率，减少了该地区从主网吸收的功率，使得传输线路及变压器上的无功损耗减小，降低了主网与风电接入点的电压差。

当风电场输出的有功功率进一步增加时，风电接入地区电压下降，这是因为当风电场输出较大时，风电场附近局部电网由受端系统转化为送端系统。当外送的有功出力继续增加时，线路及变压器上的无功消耗增大，需要从主网吸收大量的无功功率，无功功率的传输导致风电接入点的电压与主网的压差不断增大，导致接入点电压水平不断下降。当系统电压升高或降低超过电力系统的规程规定的标准时，就容易导致电压失稳。

此外，风电接入前的并网点电压水平以及风电场的功率因数也是影响电网接纳风电能力的重要因素。风电接入前,并网点的电压水平由整个系统决定，当并网点的电压水平很高时，如果风电的接入容量较小，则对并网点的电压的抬升效果可能会造成电压越上限。当风电场运行在不同的功率因数下，即风电机组吸收或发出无功功率会抬升或降低并网点及附近母线电压，可能会造成电压越限,使电网失去电压稳定性。由于常规电机具有一定的无功调节能力，可以在机组的无功极限内通过控制其无功输出以保证连接节点的电压维持稳定，所以当风电场出力较小时，与常规机组连接的母线电压变化不大。

但是在风电场出力持续增大的过程中，如果常规机组的无功调节能力达到了机组极限，即发出的无功功率超过极限值时，则随着风电场并网功率的持续增加，其输出无功不会再改变，以保证风电机组的稳定运行，因此，母线电压仍会下降。如下图所示：

图1.3 发电机母线的P-V曲线图

再绘制出其余节点的P-V曲线图，如图1-4和1-5所示：

图1.4 剩余母线P-V曲线图

图1.5 剩余母线P-V曲线图

绘制出所有母线的P-V曲线图后，分别观察其母线电压是否越限，得到节点电压越限时风电场输出功率的集合，取其最小值即为基于电力系统静态电压稳定性下的风电最大并网功率。

第三篇：BIM建模课程设计任务书(2014级)

给排水科学与工程专业 BIM建模课程设计 任务书

专

业：

给排水科学与工程

年

级：

2014级

学

生：

学

号：

指导教师：

孟 婧

日

期：

2017/7/3~2017/7/7

建筑工程学院

二O一七年七月

课程设计任务书

一．课题名称：某教学楼室内给排水工程BIM建模 二．课程设计应达到的目的

1.加深对BIM建模课程内容的理解与掌握；

2.培养学生综合运用和深化所学理论知识，培养学生的工程观念；提高独立分析问题和解决工程实际问题的能力；

3.通过本课程设计使学生初步具有使用REVIT软件建立简单建筑给排水施工图模型的能力。使学生受到专业BIM机电建模工程师应具备的基本技能的初步训练，为今后的进一步学习和系统训练打下基础。三．课程设计任务的主要内容和要求

主要任务：使用REVIT软件建立某教学楼建筑给排水施工图模型。设计要求：设计要符合规范，不应有原则性和理论性错误，设计要正确、图纸表达良好、绘制正确，线条、字体符合规范。具体设计要求包括：

(1)处理建筑条件图（链接条件图、复制标高轴网和绑定条件图等）。要求：严格按照课上所学步骤，正确处理条件图。（2）布置洁具

要求：按照所给CAD参考图布置，选用合适的族文件，洁具应标上定位尺寸标注。

（3）绘制给排水管网

要求：可按照所给CAD参考图布置，也可自行根据《建筑给排水》课程学习内容设计，要求高程正确，管径合理、管件完整。

（4）绘制消防管网

要求：可按照所给CAD参考图布置，也可自行根据《建筑给排水》课程学习内容设计，要求消火栓放置位置合理，消防管道高程正确，管径合理、管件完整。

（5）出图

要求：布图整齐美观，图纸大小符合规定，图面内容完整，图框填写完整、正确折图。

（6）说明书 要求：内容简要、文字通畅、附图准确，按要求顺序装订成册。四.设计成果 1.设计说明书

设计说明书要求装订成册，内容包括：任务书、封面、目录、设计说明、总结、参考文献等。

说明书的主要内容为：对建模过程的说明和描述，建模过程中遇到的问题及解决过程，心得体会等，应附有必要的软件操作截图。

要求：设计说明书应手写在学院统一印制的课程设计（论文）说明书用纸上，至少10页或6000字（不包含任务书和附图）；相关截图不少于10幅，编号后打印附在说明书后。2.图纸部分

本次课程设计采用REVIT软件绘制出图，内容包括： ① 各层给排水平面图（1:150），视图样式为“线框” ； ② 给排水三维系统图，要求隐藏建筑图，视图样式为“真实”； ③ 所有图纸均为A2图。3.设计成果

设计说明书和图纸装在档案袋中，图纸要求正确折图并签字，档案袋上须完整填写个人信息（包括姓名、学号、专业、班级和课程名称），并在袋底填写姓名和学号。

五．课程设计时间分配

课程设计时间为一周，每天任务如下：

第一天：阅读研究课程设计任务书，处理建筑条件图，完成卫生间洁具布置和尺寸标注，撰写该部分课程设计报告；

第二天：完成给排水管道系统布置，撰写该部分课程设计报告； 第三天：完成消防系统布置，撰写该部分课程设计报告； 第四天：REVIT软件布图、出图，完成课程设计报告； 第五天：整理汇总、装订、交成果。六．参考文献

[1] 王婷.全国BIM技能培训教程 Revit初级[M].北京：中国电力出版社，2015.[2] 廖小烽.Revit2014建筑设计火星课堂[M].北京：人民邮电出版社，2015.[3] 吕东军，孔黎明.Autodesk Revit Architecture建筑设计教程[M].北京：中国建材工业出版社.2011-5-1.[4] 王君峰、杨云.Autodesk Revit 机电应用之入门篇[M].北京：中国水利水电出版社，2015.[5]《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年局部修订版）[6]《建筑设计防火规范》GB50016-2014 [7]《全国民用建筑工程设计技术措施－给水排水》(2009年)七．考核方式及成绩评定 1．考核方式

由平时检查、提问抽查、设计图质量与说明书质量等几方面结合起来考虑：学习与设计态度的认真性，课堂知识理解掌握的深入程度，设计程序的合理性，是否独立完成，是否具有独立分析解决问题的能力和创新精神等。2．考核成绩评定标准

成绩按百分制评定。

优（90-100分）：学习与设计态度很认真，独立完成课程设计，制图规范，报告书写规范，条理清晰明白。

良（80-89分）：学习与设计态度认真，基本独立完成课程设计，制图较规范，报告书写较规范。

中（70-79分）：学习与设计态度较认真，设计方案基本正确，部分完成课程设计，制图较规范，但有抄袭现象。

及格（60-69分）：学习与设计态度一般，部分完成课程设计，有抄袭现象。不及格（60分以下）：学习与设计态度很不认真，设计方案有原则错误，不能完成课程设计，或抄袭行为严重。八.要求及注意事项

1、所有同学都要到场，和正常上课一样，不准缺席，不准请假，不准提前提交成果，不准代交成果。

2、注意保持教室的卫生，不乱丢垃圾。

3、本次为计算机画图，注意保管好设备，最后出门的同学记得随手关门。

给排水科学与工程专业BIM建模课程设计

说明书

专 业： 给排水科学与工程 年 级： 2014级 学 生： 学 号： 指导教师： 日 期： 2017/7/3~2017/7/7

建筑工程学院

二O一七年七月

附录：课程设计说明书内容目录（参考）

目 录 概述...................................................1 1.1 设计内容..........................................1 1.2 设计要求..........................................1 1.3 设计成果..........................................1 2处理条件图及布置洁具....................................2 2.1 XXXXX.............................................2 2.2 XXXXX.............................................3 3 给排水系统设计.........................................4 3.1 XXXXX.............................................4 3.2 XXXXX.............................................6 4 消防系统设计...........................................7 4.1 XXXXX.............................................7 4.2 XXXXX.............................................9 5 图纸输出..............................................10 6 总结..................................................11 参考文献................................................12 附图....................................................13

第四篇：电力系统仿真

1、潮流计算

电力系统的潮流计算，是指在给定电力系统网络拓扑结构，元件参数和发电负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角，待求的运行参量包括网络中各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。

2、潮流计算的目的

电力系统潮流计算的最主要目的是为了让电力系统能够安全稳定运行的同时做到经济运行，为电力资源的调度，电网的规划，电力系统的可靠性分析提供支撑。

具体表现：（1）、在电网规划阶段，通过潮流计算，合理规划电源容量及接入点，合理规划网架，选择无功补偿方案，满足规划水平的大小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。（2）、在编年运行方式时，在预计负荷增长及新设备投入运行基础上，选择典型方式进行潮流计算，发现电网中的薄弱环节，供调度人员日常调度控制参考，并对规划、基建部门提出改进网架结构，加快基建进度的建议。（3）、正常检修及特殊运行方式下的潮流计算，用于日常运行方式的编制，指导发电厂开机方式，有功、无功调整方案及负荷调整方案，满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。（4）、预想事故、设备退出对静态完全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。

即电力系统在运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行方式，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统应用最广泛，最基本和最重要的一种电气运算，在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算，而在电力系统运行状态的实时监控中，采用在线潮流计算。

3、本次仿真的目的及任务

通过仿真，了解和熟悉电力系统潮流分析计算的软件的使用方法，结合理论知识，熟悉计算机解潮流分布时的方法，学会分析潮流计算的结果，对功率，电压等作出评价是否符合要求，初步能够运用计算机对一个小型电力系统网络供电的设计。

本次仿真中设计了一个三机五节点的小型交流电力系统网络，主要通过MATPOWER进行电力系统潮流的结算，得到每条支路上的功率流动情况，每个节点的损耗等，分析网络中的损耗情况，损耗过大的话改进算法重新进行潮流的计算，得到更加合理的潮流分布。

第五篇：《软件建模与软件文档写作》课程设计任务书

《软件建模与软件文档写作》

课程设计任务书

一、考查目的按照软件工程的要求，以团队形式，选择适当的软件过程模型，实施软件开发各个阶段的主要任务，运用统一建模方法，并完成相关文档。

二、课程设计要求

1． 根据本组情况确定系统的规模，进行可行性分析，得到可行性分析报告；选择适当的软件过程模型，如瀑布模型、迭代模型、增量模型（下一个版本）、喷泉模型、原形模型（简单的界面原形设计、快速开发的功能）等，通常多种过程模型相结合，估计进度和初步分工，制定项目初步开发计划。

2． 建立业务模型（略）

3． 建立需求模型，描述与软件系统相关的需求

a)识别出系统的参与者与用例，画系统的用例图

b)书写详细的用例文档

c)绘制主要功能的活动图或顺序图，表示工作流

4． 制定项目计划

5． 进行系统分析（概要设计）

a)分析该系统的领域类模型

b)绘制主要用例的顺序图或协作图

c)完善得到分析类模型及实体类模型

d)数据库设计s

6． 进行系统设计（详细设计）

a)得到系统的实现方式图（组件图、部署图）

b)物理设计类模型和相应的动态模型

7． 快速原形实现

a)编写部分源代码

b)设计界面

c)编写用户手册

8． 提交资料

a)各个阶段的主要文档，包括进度管理的文档，以及可行性分析报告、需求规格说明书、系统分析（概要设计）说明书，系统设计（详细设计）说明书、用户手册等。注意不要罗列文字，用最简单的方式将问题说明清楚。

b)提交*.mdl文件

三、评分标准

1． 形式：分为过程性评价和终结性评价两个方面

2． 检查方式：随堂检查进行过程性评价，答辩作终结性评价

3． 时间：三周4． 评分标准

四、1.2.3.4.5.6.参考选题 走迷宫游戏 电子通讯录 专题BBS（技术论坛）房屋租赁系统 员工考勤系统 其它自选题