第四章+电力系统潮流的计算机算法(夏道止版)ppt课件.ppt

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1、《电力系统分析》第四章电力系统潮流的计算机算法1第四章复杂电力系统潮流的计算机算法基本要求：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。运用计算机计算的步骤，一般包括建立数学模型，确定解算方法，制定框图和编制程序，本章着重前两步。2本章知识点：1、节点导纳矩阵，节点导纳矩阵各元素的物理意义，如何由节点导纳矩阵形成节点阻抗矩阵，节点阻抗矩阵各元素的物理意义，导纳矩阵与阻抗矩阵的对称性和稀疏性；2、网络节点分类，数学模型中已知条件和待求量；3、牛顿－拉夫逊迭代法原理，牛顿－拉夫

2、逊迭代法直角坐标形式的功率误差方程和电压误差方程，牛顿－拉夫逊迭代法极坐标形式的雅可比矩阵与修正方程，两种修正方程的不同点，牛顿－拉夫逊迭代法两种坐标系潮流计算求解步骤；34、快速解偶法（P－Q分解法）潮流计算，快速解偶法（P－Q分解法）与牛顿－拉夫逊的关系，由牛顿－拉夫逊法导出P－Q分解法用到了几个近似条件，各近似条件的物理意义，P－Q分解法的修正方程式，P－Q分解法与牛顿－拉夫逊的迭代次数与解题速度，P－Q分解法分解法潮流计算求解步骤。44－1电力网络方程式电力网络方程指将网络的有关参数和变量及其相互关系归纳起来组成

3、的，反映网络特性的数学方程式组。如节点电压方程、回路电流方程，割集电压方程。相应有：（1）节点导纳矩阵（2）节点阻抗矩阵（3）回路阻抗矩阵5网络元件：恒定参数发电机：电压源或电流源负荷：电压源或电流源或恒定阻抗～电力网一、用节点导纳矩阵表示的网络方程式注意：零电位是不编号的1、网络方程的形成（以母线即节点电压作为待求量）电力系统等值网络电力系统结线图～1234～Cl1l2l31234y210y120y12y13y23y310y130y320y230y340y430y440y34各节点的净注入功率：6以零电位作为参考，根据

4、基尔霍夫电流定律一、节点电压方程1、节点导纳方程1234y12y13y23y10y30y20y34y40n个独立节点的网络，n个节点方程写成矩阵形式Y节点导纳矩阵Yii节点i的自导纳Yij节点i、j间的互导纳简写为：72、节点导纳矩阵元素的物理意义Yii：当网络中除节点i以外所有节点都接地时，从节点i注入网络的电流同施加于节点i的电压之比Yii：节点i以外的所有节点都接地时节点i对地的总导纳自导纳Yki：当网络中除节点k以外所有节点都接地时，从节点i注入网络的电流同施加于节点k的电压之比节点i的电流实际上是自网络流出并进

5、入地中的电流，所以Yki应等于节点k、i之间导纳的负值互导纳节点导纳矩阵Y的特点直观易得稀疏矩阵对称矩阵81、阻抗矩阵形式网络方程的形成二、用节点阻抗矩阵形式表示的网络方程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2、节点阻抗矩阵的特点及其元素的物理意义在节点k单独注入电流，所有其它节点的注入电流都等于0时，在节点k产生的电压同注入电流之比从节点k向整个网络看进去的对地总阻抗自阻抗在节点k单独注入电流，所有其它节点的注入电流都等于0时，在节点i产生的电压同注入电流之比互阻抗Z

6、矩阵的特点复杂难求（Y－1，支路追加法）满矩阵对称矩阵94-2潮流计算的节点功率方程和节点分类及其迭代解法一、电压用极坐标表示的功率方程GG12等值电源功率等值负荷功率(a)简单系统GG12y10y20y12(b)简单系统的等值网络12y10y20y12——（c）注入功率和注入电流10推广:i=1,2,…,n11二、电压用直角坐标表示的功率方程i=1,2,…,n三、潮流计算中节点的分类1、变量的分类（针对极坐标形式）除网络参数外，共有十二个变量（1）负荷消耗的有功、无功功率－PL1、PL2、QL1、QL2。取决于用户，不

7、可控变量或扰动变量，用列向量d表示。（2）电源发出的有功、无功功率－PG1、PG2、QG1、QG2。控制变量，用列向量μ表示。（3）母线或节点电压的大小和相位角－U1、U2、θ1、θ2。状态变量或受控变量，U→Q，θ→P，用列向量x表示。对于n个节点，变量数增为6n，其中d、μ、x各2n个。将上述变量进行分类后，只要已知或给定扰动变量和控制变量，就可运用功率方程式解出状态变量U，θ。但是当θ1、θ2变化同样大小时，功率的数值不变，从而不可能求出绝对相位角，相应的功率损耗也不能确定。?12为克服上述困难，在一个具有n个节点

8、的系统中，对变量的给定稍作调整：（1）只给定（n-1)对控制变量PGi、QGi，余下一对控制变量PGs、QGs待定，以使系统功率保持平衡；（2）给定一对θs、Us，其中；PLi、QLi均为已知。求解（n-1)对状态变量及一对待定的控制变量得出的解应满足如下约束条件：控制变量取决于一系列的技术经济因素节点状态变量扰动变