论文总字数：24822字

摘 要

本课题对基于Office电力设计软件开发的相关问题进行研究，软件在一定程度上能够帮助工程设计人员减少他们的负担，简化区域电力网设计流程。区域电力网设计过程中使用编程解决了很多工作，如潮流和短路计算等。编程可以解决这些复杂且耗时的问题，从而减轻设计人员的负担，缩短了区域电网设计周期。本设计软件使用VBA编程，能够在安装过Excel和visio软件的电脑上直接运行。在区域电力网辅助设计软件中，设计人员可以在图形建模模块的辅助下完成变电所的一次主接线设计。其中一次模具模块中，常用电力元件的绘制和对应属性的设置已经完成，只需要进行简单的鼠标拖动操作。在主接线设计模块完成之后，程序会生成网络节点数据，在电力计算模块中运行潮流计算，得到网络潮流和电压分布，所得结果用于对各种电力设备进行选型和校验，并且显示在图形模块中。其中潮流计算使用了经典的牛顿拉夫逊法进行求解。当对每个相应设备进行选型时，设计人员输入必要的数据后，程序会自动完成设备选型与校验，在数据表格中挑选出满足要求的设备，并且给出满足要求的设备型号及其参数。区域电力网辅助设计软件能辅助完成区域网设计工作，起着积极的推动作用。

关键词：计算机辅助设计系统；潮流计算；牛顿-拉夫逊法；VBA编程；区域电力网设计

Development of Office-based power design software----Niu Rafa power flow calculation module

Abstract

This subject studies related issues related to the development of Office-based power design software. The software can help engineering designers reduce their burden to a certain extent and simplify the design process of regional power grids. The use of programming in the design process of the regional power grid solves many tasks, such as power flow and short circuit calculation. Programming can solve these complex and time-consuming problems, thereby reducing the burden on designers and shortening the design cycle of the regional power grid. The design software of this substation uses VBA programming and can be run directly on the computer with Excel and visio software installed. In the regional power network auxiliary design software, the designer can complete the primary wiring design of the substation with the assistance of the graphical modeling module. In one of the mold modules, the drawing of common power components and the setting of corresponding attributes have been completed, and only a simple mouse drag operation is required. After the main wiring design module is completed, the program will generate network node data, run the power flow calculation in the power calculation module, and obtain the network power flow and voltage distribution. The obtained results are used to select and verify various power equipment and display them in Graphics module. The power flow calculation uses the classical Newton-Raphson method to solve. When selecting the corresponding equipment, after the designer enters the necessary data, the program will automatically complete the equipment selection and verification, select the equipment that meets the requirements in the data table, and give the equipment model and the requirements that meet the requirements. Its parameters. The regional power grid auxiliary design software can assist in the completion of the regional network design and play an active role in promoting it.

Key words: Computer Aided Design System； Power Flow Calculation； Newton- Raphson’s Method；VBA Programming；Regional power grid design

目录

摘 要I

AbstractII

第一章 引言 1

1.1 本课题的内容及研究意义 1

1.1.1 课题的内容 1

1.1.2 课题的研究意义 1

1.2 本课题的背景 1

1.3 本课题的主要研究任务 3

1.4 本课题的特色及其创新 3

第二章 系统设计程序的开发 4

2.1系统设计程序的组成 4

2.2程序各个模块的功能 5

2.2.1 电力计算模块 5

2.2.2 区域电网辅助设计程序 8

2.3本章总结 13

第三章 软件模块划分介绍 14

3.1构建网络参数模块 14

3.2图形交互界面模块 14

3.3电力计算模块 14

3.4设备选择与校验模块 15

3.4.1主变的选择和校验模块 15

3.4.2母线的选择与校验模块 15

3.4.3绝缘子的套管选择校验模块 15

3.4.4电抗器选择校验模块 16

3.4.5开关电气的选择和校验模块 17

3.4.6电压互感器选择和校验模块 17

3.4.7电流互感器选择和校验模块 17

3.5本章总结 18

第四章 潮流计算模块 19

4.1参数输入子模块 19

4.2潮流计算子模块 19

4.3程序接口子模块 23

4.4本章总结 23

第五章 结论与展望 24

5.1本课题总结 24

5.2后续展望 24

致谢25

参考文献26

第一章 引言

1.1 本课题的内容及研究意义

1.1.1 课题的内容

认识区域网设计的基本流程；学习VBA编程语言的编写，能够根据算法编写出相应的程序，从而完成潮流计算和通过VBA语言编写出可以使用的区域电网设计辅助程序；学习Microsoft Office中Excel与Visio软件的操作以及应用，能够完成一些基本操作；研究潮流计算牛拉法的算法。 熟悉电力系统潮流计算的相关理论，确定一种计算方法，如牛顿——拉夫逊法。

1.1.2 课题的研究意义

当前，随着中国经济发展迅速，电力消费越来越高，发电量也逐年增加。 同时，需要一系列新的变电站和待建电网。 在电网设计过程中，使用软件辅助设计，潮流计算和设备选型大大减轻了设计人员的负担，使设计过程迅速而又准确，提高工作效率。 Microsoft Office是一套在我国非常普及常用的办公软件。Excel 作为其中常用的办公软件之一，它有着强大的数学处理功能，能够用来进行各种计算，其内部含有的VBA,其功能十分强大，编程也较简单，能够对Excel 内部数据进行更高级的操作。Excel 的用户广泛，其内部就支持VBA。使用VBA编程的软件，不需要像其他软件一样安装，直接就可以用，方便快捷。而且不涉及兼容问题，大大简化了编程过程。而Visio有着大量的内置图形库，能画出各种各样的图形，能更加直观地展示所设计的电网接线结构，简化其设计过程。电气设备有很多的制造商，丰富的产品类型和参差不齐的参数。 为了选择合适的设备，经常需要查看大量数据，慢慢选择合适的设备，最后选择的设备不一定是最好的，而软件选择可以快速筛选，只需输入要求，即可快速选择。

潮流计算是设备选型过程的基础，选择正确的设备需要准确的数据。随着电网的建设，电网变得越来越复杂，以往的人工计算方法已无法快速求解。计算机技术的飞速发展为计算机解决问题提供了可能。计算速度与计算精度无法与手算相比，可以让设计人员从复杂的计算中解脱出来。

1.2 本课题的背景

现如今，随着国民经济的快速发展，对电力的需求逐渐增加。 一系列新的电力设施已经建成。 电网建设越来越复杂，电压等级越来越高，运行控制越来越复杂，成本越来越高，对系统安全的要求也越来越高。如文献[1]所言，在实际情况下，因为限制以及对安全的考虑，没有办法对网络进行大规模实物实验，电网的设计以及验证过程均需要软件模拟的帮助，如设备的选择，参数的设定等都是需要通过模拟结果来决定。计算机软件最终的计算结果的准确性，直接决定了最终结果的经济效益以及稳定性。因此，计算分析软件在电力系统中有着越来越广泛的应用。

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