电力系统稳态分析4 电力系统潮流的计算机算法ppt课件.ppt

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1、第4章电力系统潮流的计算机算法例3-2简单环网如何精确计算潮流？手算潮流非常困难本章着重介绍运用电子计算机计算电力系统潮流分布的方法。它是复杂电力系统稳态和暂态运行的基础。计算机算潮流的基本思路1.建立数学模型（方程）①将网络参数（导纳、阻抗）与运行参量（电压、功率）的相互关系，用数学方程组的方式进行数学描述。——电力网络的数学模型②潮流计算的功率方程2.确定求解算法3.制定计算流程和编制计算程序本章主要内容电力网络的数学模型等值变压器模型及其应用节点导纳矩阵的形成和修改功率方程和变量及节点分类牛

2、顿—拉夫逊法潮流计算1电力网络的数学模型1.1电力网络方程类型节点电压方程（常用）回路电流方程（不用）割集方程（不用）原因：①独立节点数远少于回路数；②节点导纳矩阵便于形成与修改；③并联支路无需进行合并简化。1.2节点导矩阵所表示的电压方程在电网络中，对任意节点i,根据KCL,有ij(1)节点电压方程的形成0大地为参考节点记：则有：例如：负值n*n阶，阶数不包括参考节点节点电压列向量一般化表示：矩阵向量表示：节点导纳矩阵节点注入电流列向量(2)节点导纳矩阵中元素的分类非对角素：互导纳节点之

3、间支路导纳的负值对角元素：自导纳所有连接于节点的支路（包括接地支路）的导纳之和(3)节点导纳矩阵中元素的物理含义自导纳Yii：在数值上等于在节点i施加单位电压，其他节点全部接地时，经节点i注入网络的电流互导纳Yij：数值上就等于在节点i施加单位电压，其他节点全部接地时，经节点j注入网络的电流显然，如果两节点没有直接的电气连接，互导纳为零。(3)节点导纳矩阵的特点n×n维的方阵对称阵，Yij=Yji在实际电力系统中，每一节点平均与3-5个相邻节点有联系，所以节点导纳矩阵是一高度稀疏的矩阵1.3节点阻

4、抗矩阵所表示的节点电压方程(1)节点电压方程的形成把节点导纳矩阵所表示的节点电压方程两边均乘以YB-1，可得：其中：节点阻抗矩阵节点阻抗矩阵所表示的节点电压方程(2)节点阻抗矩阵中元素的分类非对角素：互阻抗注意：并不等于节点之间支路阻抗的负值对角元素：自导纳注意：并不等于所有连接于节点的支路（包括接地支路）的阻抗之和(3)节点阻抗矩阵中元素的物理含义自阻抗Zii：在数值上等于在节点i注入单位流，其他节点全部开路时，经节点i的电压值。互阻抗Zij：数值上就等于在节点i注入单位电流，其他节点全部开路时

5、，节点j的电压值。当在节点i注入单位电流，而其他节点全部开路时，任意节点j的电压都不为零。因此，阻抗矩阵中的互阻抗均不为0，阻抗矩阵为满阵。当在节点i注入单位电流，而其他节点全部开路时，任意节点j的电压都不为零。因此，阻抗矩阵中的互阻抗均不为0，阻抗矩阵为满阵。2等值变压器模型及其应用2.1多电压等级网络精确计算潮流时对变压器的处理有名值（标幺值）等值电路下，要精确计算潮流，必须把线路参数和变量（基准值）按变压器的实际变比归算到统一的电压等级下，以消除变压器的影响。存在的缺点：I变压器变比在实际运

6、行中是可以改变的，如果采用上述两种等值电路计算方式，则每改变一次变比，都要重新计算一次参数，很不方便；II多电压等级环网中，精确计算时存在沿不通方向进行参数归算结果不一致的问题。2.2等值变压器模型上述等值可体现变压器的电压变换功能，在多电压等级网络潮流计算中，采用这种变压器模型后，就可不必进行参数或变量的归算。导纳形式阻抗形式3节点导纳矩阵的形成与修改3.1节点导纳矩阵的形成I.计算网络中各支路的参数·线路π形等值电路参数的有名值或标幺值·变压器г形等值电路归算到一次侧或二次侧参数的有名值或标幺

7、值II.把变压器采用π形等值电路表示·这样，电网中就只存在阻抗和导纳支路，不存在理想变压器II.形成一个n*n的节点导纳矩阵·其中：3.2节点导纳矩阵的修改结果：矩阵增加一行一列，其中：（1）从网络中引出一条支路，同时增加一个节点其他新增元素均为零原矩阵中只有（2）若在i,j节点间增加一条支路结果：矩阵的阶数不变，原矩阵中只有下述几个元素发生变化：（3）若在原有的i,j节点间切除一条支路结果：相当于在i,j节点之间增加一条导纳为(-yij)的支路：（4）若在原有的i,j节点的导纳由变为结果：相当于

8、先切除一条导纳为的支路，增加一条导纳为的支路。因此：原矩阵阶数不变，i，j母线的自导纳和互导纳变化结果：相当于在i、j节点之间切除一台变压器变比为的变压器，投入一台变比为的变压器。（5）若在原有的i,j节点的变压器的变比由变为4功率方程前文已述：若已知网络的导纳矩阵Y（Y体现了网络的各个参数）,通过节点电压方程：即可根据各母线注入电流向量，求出各母线上的电压向量。进而求得各支路上的电流：电力系统中，通常已知的不是电流，而是各节点的功率4.1功率方程（1）解决方式：采用各节点功率，替