电力系统稳态分析--潮流计算.doc

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1、电力系统稳态分析摘要电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种重要的分析计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗。所以，电力系统潮流计算是进行电力系统故障计算，继电保护整定，安全分析的必要工具。本文介绍了基于MATLAB软件的牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法潮流计算的程序，该程序用于计算中小型电力网络的潮流。在本文中，采用的是一个5节点的算例进行分析，并对仿真结果进行比较，算例的结果验证了程序的正确性和迭代法的有效性。关键词：电力系统潮流计算；

2、MATLAB；牛顿-拉夫逊法；P-Q分解法；电力系统稳态分析（论文）第I页共I页目次1绪论11.1背景及意义11.2相关理论11.3本文的主要工作22潮流计算的基本理论32.1节点的分类32.2基本功率方程式（极坐标下）32.3本章小结43潮流计算的两种算法53.1牛顿—拉夫逊算法53.2PQ分解算法103.3本章小结154算例164.1系统模型164.2结果分析164.3本章小结19结论20参考文献21附录22电力系统稳态分析（论文）第32页共33页1绪论1.1背景及意义电力系统稳态分析是研究电力系统运行和规划方案最重要和最

3、基本的手段。电力系统稳态分析根据给定的发电运行方式和系统接线方式来确定系统的稳态运行状态，其中潮流计算针对电力系统的各种正常的运行方式进行稳态分析。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。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。待求的运行状态参量包括电网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。电力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问题，其解法都离不开迭代。潮流计算方法的改进过

4、程中，经历了高斯-赛德尔迭代法、阻抗法、分块阻抗法、牛顿-拉夫逊法、改进牛顿法、P-Q分解法等。现在比较常用的方法就是牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法。对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：（1）计算方法的可靠性或收敛性；（2）对计算机内存量的要求；（3）计算速度；（4）计算的方便性和灵活性。1.2相关理论所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、各支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式

5、。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。电力系统稳态分析（论文）第32页共33页在运行方式管理中，潮流是确定电网运行方式的基本出发点；在规划领域，需要进行潮流分析验证规划方案的合理性；在实时运行环境，调度员潮流提供了多个在预想操作情况下电网的潮流分布以校验运行可靠性。在电力系统调度运行的多个领域都涉及到电网潮流计算。潮流是确定电力网络运行状态的基本因素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。1.

6、3本文的主要工作本文介绍了电力系统潮流计算方法中的牛顿-拉夫逊法和PQ快速分解法的相关知识及其基本原理，并用MATLAB编写程序，最后通过一个5节点的算例来验证该程序的正确性，并对两种算法的结果进行了分析，对比了两种算法。电力系统稳态分析（论文）第32页共33页2潮流计算的基本理论2.1节点的分类用一般的电路理论求解网络方程，目的是给出电压源（或电流源）研究网络内的电流（或电压）分布，作为基础的方程式，一般用线性代数方程式表示。然而在电力系统中，给出发电机或负荷连接母线上电压或电流（都是向量）的情况是很少的，一般是给出发电机母

7、线上发电机的有功功率和母线电压的幅值，给出负荷母线上负荷消耗的有功功率和无功功率。主要目的是由这些已知量去求电力系统内的各种电气量。所以，根据电力系统中各节点性质的不同，很自然的把节点分成三种类型。（1）PQ节点对这一类节点，事先给定的是节点有功功率和无功功率（P、Q），待求的未知量是节点电压向量(V，)，所以叫“PQ节点”。通常变电所母线都是PQ节点，当某些发电机的输出功率P、Q给定时，也作为PQ节点。在潮流计算中，系统大部分节点属于PQ节点。(2)PV节点这类节点给出的参数是该节点的有功功率P及电压幅值V，待求量为该节点的

8、无功功率Q及电压向量的相角θ。这类节点在运行中往往要有一定可调节的无功电源，用于维持给定的电压值。通常选择有一定无功功率储备的发电机母线或者变电所有无功补偿设备的母线作PV节点处理。(3)平衡节点在潮流计算中，这类节点一般只设一个。对该节点，给定其电压值，并在计算中取该节点电