电力系统稳态分析第四章复杂电力系统潮流计算机算法宋芸ppt课件.ppt

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1、随着计算机技术的迅速发展和普及，电子计算机已成为分析计算复杂电力系统各种运行情况的主要工具。在本章中将介绍应用计算机计算复杂电力系统潮流的数学模型和计算方法。本章主要内容：建立电力网络的网络方程，形成网络的节点导纳矩阵及节点阻抗矩阵。导出复杂网络的功率方程（潮流方程）。求解潮流方程，得出全网的潮流发布即电压、功率分布。第四章复杂电力系统潮流的计算机算法第四章复杂电力系统潮流的计算机算法基本概念等第一节电力网络方程第二节功率方程及其迭代解法第三节牛顿-拉夫逊法潮流计算第四节P-Q法潮流计算基本概念电力系统潮流计算：是对复杂电力系统

2、正常和故障条件下稳态运行状态的计算。其目的是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率分布和分配是否合理以及功率损耗等。潮流计算的计算机算法是以电网络理论为基础的，应用数值计算方法求解一组描述电力系统稳态特性的方程。潮流计算是电力系统计算分析中的一种最基本的计算。电力系统潮流计算实质是电路计算问题。因此，用解电路问题的基本方法，就可以建立起电力系统潮流计算所需的数学模型——潮流方程(节点电压方程，回路电流方程)。潮流计算方法的要求：计算速度快内存需要小计算结果有良好

3、的可靠性和可信性适应性好，即能处理变压器变比调整、系统元件的不同描述和与其他程序配合的能力强简单一、电力系统的等值模型电力系统的等值模型实际上是系统中各元件等值模型按它们的相关关系而组成的，主要有：1)发电机模型：由它的端电压和输出功率来表示；2)负荷模型：由一个恒功率或负荷电压静态特性表示；3)输电线模型：是一个分布参数的电路，可用一个集中参数的∏型等值电路表示；4)变压器模型：通常用集中参数的г型等值电路表示。第一节电力网络方程要进行复杂系统的潮流计算，借助计算机程序进行计算时，需要建立电力网络的网络方程。它是反映系统中电流

4、与电压之间相互关系的数学方程。需要对电力网进行数学的抽象。下面以三母线系统为例，建立三母线系统的电压方程，再推广到任意n母线系统。第一节电力网络方程发电厂1母线接有发电机和地方负荷，发电机向系统送出功率为，负荷从系统中吸收的功率为。母线2只有一台发电机，发出功率为。母线3只接负荷，吸收功率为。规定注入网络的功率为正。则发电机发出的功率为正，负荷吸收的功率为负。各节点的净注入功率1、节点电压方程3个独立节点的网络，3个节点方程第一节电力网络方程1、节点电压方程n个独立节点的网络，n个节点方程第一节电力网络方程展开为Y节点导纳矩阵Y

5、ii节点i的自导纳Yij节点i、j间的互导纳,为负值。节点注入电流的列向量节点电压的列向量第一节电力网络方程节点导纳矩阵Y的特点1.直观易得2.n阶复数方阵3.稀疏矩阵，大量的非对角元素为0.4.对称矩阵Yij＝Yji第一节电力网络方程节点阻抗Z矩阵元素的物理意义第一节电力网络方程Z=Y-1节点阻抗矩阵Zii节点i的自阻抗或输入阻抗Zij节点i、j间的互阻抗或转移阻抗当节点导纳矩阵Y为可逆矩阵时，两边同时乘以对角线元素Zii在数值上等于节点i注入单位电流，其它节点j与外电路全部断开时，节点i的电压。换言之，Zii是从节点向网络看

6、进去的对地等值阻抗。阻抗矩阵的特点：1.N阶方阵，且Zij＝Zji，即为对称矩阵。2.如果略去网络中全部接地支路，阻抗矩阵元素都是无穷大。3.对角线元素Zij在数值上等于节点i注入单位电流，其它节点j与外电路全部断开时，节点j的电压。由于在网络中各节点之间都直接或间接地通过不接地支路相连，当只有节点i注入单位电流时，其它节点的电压都不为零，因此在阻抗矩阵中所有非对角元素Zij都是非零元素，即阻抗矩阵为满阵。节点导纳矩阵Y和节点阻抗矩阵Z区别节点导纳矩阵Y和节点阻抗矩阵Z均表示n个节点的电力网的网络方程，它们同时反映电力网节点注入

7、电流和节点电压之间的关系。导纳矩阵由网络的等值电路及其参数直接形成，而阻抗矩阵一般不能，需要采用其它方法，包括直接对导纳矩阵求逆得到。各自有特点和使用场合。节点导纳矩阵用于电力系统的潮流计算，节点阻抗矩阵主要用于电力系统的短路计算。Y矩阵的修改不同的运行状态，（如不同结线方式下的运行状况、变压器的投切或变比的调整等）改变一个支路的参数或它的投切只影响该支路两端节点的自导纳和它们之间的互导纳，因此仅需对原有的矩阵作某些修改。电力网第一节电力网络方程电力网yikikY增加一行一列（n＋1）×（n＋1）（1）从原网络引出一条支路增加一

8、个节点第一节电力网络方程Y阶次不变电力网yijij（2）在原有网络节点i、j之间增加一条支路第一节电力网络方程Y阶次不变yij电力网ij（3）在原有网络的节点i、j之间切除一条支路第一节电力网络方程电力网ij-yijy'ij（4）在原有网络的节点i、j之间的导纳