【精品】电分系统分析

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1、1设计意义及要求1.1设计意义潮流计算是屯力系统分析中的一种最基本的计算，他的任务是对给定运行条件确定系统运行状态，如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。具体表现在以卜•方［fib(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)在编制年运行方式时，在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算，发现电网屮薄弱环节，供调度员日常调度控制参考，并对规

2、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、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。1.2任务要求如图所示的简单电力系统，节点导纳矩阵为:'3-J9-2+J6-1+J3Lo-2+j63.666-jll-0.666+jl2-l+3jT+j3-0.666+jl23.666-jll-2+j60、T+j3-2+j63-j9J节点2、3的注入功率己知，节

3、点1为平衡节点，节点4为PV节点，用高斯-塞徳尔法求节点2、3、4的电压，取节点2、3的电压初值均为1Z0。(图屮各值均为标么值)。2设计原理2.1设计思路此题目为负载电力系统潮流计算模型。在题忖给定的导纳矩阵的基础上，分析各节点的类型，找出待求量。然后，确定潮流方程。最后在用高斯-赛徳尔算法对系统网络进行潮流计算。2.2详细设计2.2.1节点类型电力系统潮流计算屮，节点一般分为如下儿种类型：PQ节点：节点注入的有功功率无功功率是已知的PV节点：节点注入的有功功率已知，节点电压幅值恒定，一•般由无功储备比较充足的电厂和电站充当；平衡节点：节点的

4、电压为l*exp（O。），其注入的有功无功功率可以任意调节，一般由具有调频发电厂充当。更复杂的潮流计算，还有其他节点，或者是这三种节点的组合，在一定条件卜•可以相互转换。对于本题目，节点分析如下：节点1电压相位为0,电压幅值为1.04,平衡节点。节点2给出功率为0.5-J0.2,PQ节点。节点3给出功率为-l+j0.5,PQ节点。节点4给出有功功率0.3,电压幅值1.05,PV节点。2.2.2待求量节点1的P,Q；节点2的U,,节点3的U,8；节点4的Q,5。2.2.3潮流方程网络方程是潮流计算的基础，如果给岀电压源或电流源，便可解得电流电压分

5、布。然而，潮流计算屮，这些值都是无法准确给定的，这样，就需要列出潮流方程。对n个节点的网络，电力系统的潮流方程一般形式是(i=l,2,…,n)式1其中Pi=PGi-Pd,Qi=QGi-Qd，即PQ分别为节点的有功功率无功功率。代入得潮流方程：Pi—]04Z0二G-丿9)*1.04Z0+(-2+J6)*V2Z^2+(―1+)3)*岭厶片+0*1・05么心().5+jO2=(_2+/⑹*1.04Z0+(3.666—八1)*匕Z&+(—0.666+;12)*V3Z^3+(-1+,/3)*1.05Z^4U上，0.3-丿么1.05M•l_jO・5=(_]

6、+」3)*1.04/0+(—0.666+j12)*V9Z^+(3.666-jl1)*V.Z^3+(2+j6)*1.05Zd>45乙认=0*1.04Z0+(—1+J3)*V2Z^2+(-2+；6)*V^5.+(3-；9)*1.052^2.2.4高斯-赛德尔法潮流计算潮流计算高斯赛徳尔迭代法(Gauss—Seidelmethod)是求解电力系统潮流的方法。潮流计算高斯一一赛德尔迭代法乂分导纳矩阵迭代法和阻抗矩阵迭代法两种。前者是以节点导纳矩阵为基础建立的赛徳尔迭代格式;后者是以节点阻扰矩阵为基础建立的赛徳尔迭代格式。高斯一一赛徳尔迭代法这是数学上求

7、解线性或非线性方程组的一种常用的迭代方法。高斯一赛徳尔法潮流计算框图结果输出i）高斯法潮流计算结束/潮流计算方程得到电压方程：％=★［学-石11Vi假设系统节点数是n,PQ节点数为m,mH及Z后的节点是PV节点，第n个节点是平衡节点。展开式2得潮流计算的基本方程(k+l)盂讐-认-阳*曾-g*V.3]Vi考虑到i=l时matlab中for语句的使用可写成(k+l)1严-jQi-Yj傀-严丫評严-严5丫汽3出于平衡节点的电压和相角给定，不用计算，只要计算i二1—旷1节点的电压,但平衡节点的参数和变量要用于其他节点的电压计算.计算过程屮有V.

8、1：=hj（皆）皆）・・・2（取（农（：〉・・£）*1、2、・・・n-12）基于导纳矩阵的高斯-赛德尔法潮流计算①设Yjj=Gij+jEijW=e,+