第四章电力系统潮流计算法算法介绍ppt课件.ppt

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1、第四章电力系统潮流的计算机算法第一节电力网络的数学模型第二节节点导纳矩阵的形成和修改第三节功率方程和变量及节点分类第四节牛顿-拉夫逊法潮流计算第三章讨论简单电力网络的潮流分布计算，理解了与之相关的各种物理现象。对于复杂电力网络的潮流计算，一般必须借助电子计算机进行。运用电子计算机，一般要完成以下步骤：1、建立电力网络的数学模型2、确定解算方法3、制定计算流程和编制计算程序本章将着重讨论前两项，主要阐述在电力系统潮流的实际计算中常用的、基本的方法。第一节电力网络的数学模型电力网络的数学模型指的是将网络有关参数及其相互关

2、系归纳起来，组成可以反映网络性能的数学方程式组。也就是对电力系统的运行状态、变量和网络参数之间相互关系的一种数学描述。有：节点电压方程回路电流方程割集电压方程等节点电压方程又分为以节点导纳矩阵表示的节点电压方程和以节点阻抗矩阵表示的节点电压方程。一、节点导纳矩阵的节点电压方程在电路理论中，已经讲过了节点导纳矩阵的节点电压方程对于n个节点的网络其展开为上式中，是节点注入电流的列向量。是节点电压的列向量。是一个n×n阶节点导纳矩阵。（2）自导纳与互导纳—自导纳y2312y12y23y3112y123y10y30y20（2

3、）自导纳与互导纳—互导纳y2312y12y23y3112y123y10y30y20Example1123y23y3112y12y10y30y2012(3)节点导纳矩阵的形成Step1：导纳矩阵的阶数=独立节点数Step2：非对角元数=节点所连不接地之路数Step3：非对角元计算YijStep4：对角元计算YiiStep5：矩阵的上三角或下三角以网络节点导纳矩阵表示的节点电压方程在进行潮流计算时,可以减少计算机的内存,提高运算速度,因此是最为常用的.二、节点阻抗矩阵的节点电压方程由的两边都左乘，可得，而，则节点电压方程

4、为第二节节点导纳矩阵的形成和修改一、节点导纳矩阵的形成节点导纳矩阵的计算归纳总结如下：1、节点导纳矩阵的阶数等于电力网络中除参考电（一般为大地）以外的节点数。2、节点导纳矩阵是稀疏矩阵，其各行非对角非零元素的个数等于对应节点所连的不接地支路数。3、节点导纳矩阵的对角元素，即各节点的自导纳等于相应节点所连支路的导纳之和，即4、节点导纳矩阵的非对角元素等于节点和间支路导纳的负值，即5、节点导纳矩阵是对称方阵，因此一般只需要求取这个矩阵的上三角或下三角部分。6、对网络中的变压器，采用计及非标准变比时以导纳表示的等值电路，并

5、将之接入网络中。然后按此等职电路用前述方法很方便地形成节点导纳矩阵。在实际程序中，往往直接计算变压器支路对节点导纳矩阵的影响。即当新接入非标准变比的变压器支路、时，对原来的节点导纳矩阵修正如下：1）增加非零非对角元素为2）节点的自导纳，增加一个改变量为3）节点的自导纳，也增加一个改变量为二、节点导纳矩阵的修改在电力系统计算中，对于已知网络，其节点导纳矩阵已经形成。如果网络接线发生局部变化，此时不必重新计算节点导纳矩阵。仅仅需要在原节点导纳矩阵的基础上进行必要的局部修改就可以得到所求节点导纳矩阵。下面介绍几种情况。图三

6、电力网络接线变更示意图(a)(b)(c)(d)（1）从原有网络中引出一条新的支路，图三（a）。同时增加一个新的节点。新增加节点的对角元素为：新增加非对角元素为：原有节点的自导纳增量为：（2）在原有节点和间增加一条支路，图三（b）。此情况下节点导纳矩阵的阶数不变。有关元素修改如下：（3）在原有节点间切除一条阻抗为的支路，见图三（c）这种情况下，相当于在节点和间增加阻抗为的支路，此时，节点导纳矩阵的阶数不变，其元素修正如下：（4）原有网络节点和之间支路阻抗由改变为，这种情况下，可以看作是在节点和间切除阻抗为的支路，并在节

7、点和间增加阻抗为的支路，如图三（d）。此时，节点导纳矩阵的阶数不变，其元素修正如下：（5）原有网络节点和之间变压器的变比由变为时，相当于在原网络节点和之间切除一变比为的变压器支路，而又增加一个变比为的变压器支路。其元素修正如下：第三节功率方程和变量及节点分类一、功率方程每节点的注入功率方程式为：其中：对于N个节点的电力网络，可以列出2N个功率方程。每个节点具有四个变量，N个节点有4N个变量，但只有2N个关系方程式。二、变量的分类1、负荷消耗的有功、无功功率（、）取决于用户，因而是无法控制的，故称为不可控变量或扰动变量

8、。一般以列向量表示，即2、电源发出的有功、无功功率（、）是可以控制的变量，故称为控制变量，以列向量表示，即3、母线或节点电压和相位角（、），是受控制变量控制的因变量。其中主要受的控制，主要受的控制。故、称为系统的状态变量，以列向量表示，即三、节点的分类1、PQ节点：已知P、Q负荷、过渡节点，PQ给定的发电机节点，为大部分节点2、PV节点：已知P