电力系统潮流计算设计方案毕业论文.doc

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1、电力系统潮流计算设计方案毕业论文一、电力系统潮流计算的简介所谓电力系统的潮流计算就是采用一定的方法确定系统中各处的电压和功率分布。电力系统的潮流计算和一般交流电路计算的根本差别在于：后者已知和待求的是电压和电流，而前者是电压和功率。正是这一差别决定了二者本质上的不同：描述交流电路特性的方程，如节点电压方程、回路电流方程，是线性方程，而描述电力系统稳态运行特性的潮流方程是非线性方程。线性方程可以直接用消去法求解，而非线性方程只能采用迭代法求解。这就是电力系统潮流问题的特点：已知和待求的是电压和功率，为非线性关系，

2、需迭代求解。电力系统中进行电力系统潮流计算的目的在于：确定电力系统的运行方式；检查系统中各原件是否过压或过载；为电力系统继电保护的整定提供依据；为电力系统的稳定计算提供初值；为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。二、潮流方程、变量及节点分类已知节点电压方程，由于电力系统中已知和待求的不是电流而是是功率，故将节点电压方程中的电流代之以功率，，得到（1）即（2）或（3）式（2）就是电力系统潮流计算的数学模型----潮流方程。它具有如下特点：1)它是一组代数方程，因而表征的是电力系统的稳定运行特性。801)它是一组

3、非线性方程，因而只能用迭代方法求其数值解2)由于方程中的电压和导纳既可表为直角坐标，又可表为极坐标，因而潮流方程有多种表达形式----极坐标形式、直角坐标形式和混合坐标形式。取，，得到潮流方程的极坐标形式（4）取，，得到潮流方程的直角坐标形式（5）取，，得到潮流方程的混合坐标形式（6）式中。通常情况下，用P-Q分解法求解混合坐标形式的潮流方程。在这些潮流方程中，除网络参数外，共十二个变量，分别是：负荷消耗的有功、无功功率----、、、；电源发出的有功、无功功率----、、、；母线或节点电压的大小和相位角----

4、、、、；其中负荷消耗的有功、无功功率称为不可控变量或扰动变量，电源发出的有功、无功功率称为控制变量，母线或节点电压的大小和相位角称为状态变量。在潮流计算过程中，不仅要满足上述方程式，而且还要满足以下约束条件：80对于系统中的节点，因给定量的不同，分为三类：第一类称为节点，已知和，待求和。第二类称为节点，已知和，待求和。第三类称为平衡节点，已知和，待求和。进行计算时，平衡节点是不可少的，节点是大量的，较少，甚至可能没有。三、-分解法潮流计算-分解法潮流计算派生于以极坐标表示时的牛顿-拉夫逊法。二者的主要区别在于修

5、正方程式和计算步骤。1.潮流计算时的修正方程式牛顿--拉夫逊法的修正方程式：（7）在实际电力系统中，有功功率的分布主要取决于节点电压的相位，无功功率的分布主要取决于节点电压的幅值，表现在迭代方程中矩阵的元素相对于矩阵的元素小得多，矩阵的元素相对于矩阵的元素小得多，从而可略去，得到：（8）即（9）80这样，就将有功功率的迭代和无功功率的迭代分开进行，将原本阶的修正方程分解为一个阶和一个阶的两个低阶修正方程，求解起来容易很多，速度也快很多。式中有功、无功功率不平衡量为：（10）（11）2.和阵-分解法潮流计算以不变

6、的矩阵和分别代替式（9）中变化的矩阵和。矩阵和中的元素在迭代中是变化的，每次均需重新计算，然后求解修正方程，因而工作量很大。实际电力系统中，通常节点电压间的相位差不大，从而，又由于高压网络中电阻电抗，或者说很小，从而，故，于是可将略去，并取。又因表达式的第一项远大于第二项，表达式的第一项远大于第二项，故可将第二项略去。于是，和各元素的表达式称为（12）（13）从而有80（14）（15）将其带入式（9），得到（16）又因近似为一单位阵，故可取，并各乘以和，从而上式成为（17）此即为-分解法潮流计算的修正方程，上式

7、中和的元素均直接取原节点导纳矩阵相应元素的虚部。-分解法潮流计算的迭代公式为：80（16）3.-分解法潮流计算的基本步骤a)形成系数矩阵、，并求其逆阵。b)设各节点电压的初值和。c)按式（10）计算有功功率的不平衡量，从而求出。d)解修正方程式（17），求各节点电压相位角的变量。e)求各节点电压相位角的新值。f)按式（11）计算无功功率的不平衡量，从而求出。g)解修正方程式（17），求各节点电压的大小的变量。h)求各节点电压大小的新值。i)运用各节点电压的新值自第三步开始进入下一次迭代。j)计算无功功率、平衡节

8、点功率和线路功率。804.-分解法潮流计算的流程图启动输入原始数据形成节点导纳矩阵按式（17）形成，并求其逆阵设节点电压：置迭代次数k=0置按式（10）计算？按式（17）计算计算置按式（11）计算kk+1置计算平衡节点功率和线路功率？按式（17）计算计算的新值kk+1置停止是否否是是否置P-Q分解法潮流计算的流程图80四、问题描述1.题目原始资料a)系统图两个发电厂分别通过变压器和输电