电力系统交直流电力系统潮流计算ppt课件.ppt

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1、第三节交直流电力系统潮流计算由于增加了直流系统变量，交直流电力系统的潮流计算就与纯交流系统潮流计算有所不同。在纯交流系统中，决定潮流分布的是节点的电压大小和相角。交直流系统潮流计算:根据交流系统各节点给定的负荷和发电情况，结合直流系统指定的控制方式，通过计算来确定整个系统的运行状态。目前广泛采用的交直流电力系统潮流计算方法有统一解法和顺序解法。统一解法:以极坐标形式的牛顿法为基础，将直流系统方程和交流系统方程统一进行迭代求解。潮流雅可比矩阵除包括交流电网参数外，还包括直流换流器和直流输电线路的参数。顺序解法:在迭代过程中，将直流

2、系统方程和交流系统方程分别进行求解。在求解交流系统方程时，将直流系统用接在相应节点上的已知其有功功率和无功功率的负荷来等值。而在求解直流系统方程时，将交流系统模拟成加在换流器交流母线上的一个恒定电压。1一、直流系统的标幺制潮流计算时，交流系统通常采用标幺制，因此直流系统也应采用标幺制。因此，需要将换流器的基本方程化为标幺制下的形式以与交流系统相连接。本书选取直流系统的基准功率和基准电压与交流系统相等，即式中：分别是直流系统和交流系统的基准功率；分别为直流系统和交流系统的基准电压。由于因此式中：分别为直流系统和交流系统的基准电流。

3、2式中：为直流系统阻抗基准值。前面得到的6脉波换流器的有名值基本方程归纳如下。3根据以上选定的基准值，其标幺方程式如下。式中：对于整流器为，对于逆变器则为。对于每极具有Nb个6脉波桥串联、级数为Np的直流输电系统，标幺值方程为：4直流线路稳态方程为标幺值方程的形式与有名值非常相似，今后为了方便，采用标幺值时将省去下标。5二、交直流潮流的牛顿法在统一求解交流系统潮流方程组及直流系统方程组时，一般都采用收敛性较好的牛顿法。为了方便交直流混合系统潮流计算数学模型的建立，将整个系统的节点分为直流节点和纯交流节点。直流节点即与换流变压器一

4、次侧相连的节点（图4-17t），纯交流节点是指没有换流变压器与其相连的节点。对于纯交流节点，其节点功率方程式与纯交流系统完全相同，即式中：j可能是纯交流节点也可能是直流节点；nac为纯交流节点数。其节点功率偏差向量记为，则6式中：分别为给定的节点有功功率和无功功率向量；分别为节点注入有功功率和无功功率相量。对于直流节点，其节点功率偏差向量记为，则式中：分别为给定的节点有功功率和无功功率向量；分别为注入交流系统的用功功率和无功功率向量。为注入直流系统的有功功率和无功功率向量。直流系统变量它满足以下方程对于每一个换流器，包括以下5个

5、方程；换流器基本方程中的第二、第三个方程、直流网络方程以及整流器和逆变器的两个控制方程。对于交直流电力系统潮流方程式，采用极坐标形式的牛顿法求解时，其修正方程式为7由于直流系统中的注入功率只与节点电压的大小有关，而与节点电压的相角无关，因此，由H、N、M、L构成的原交流系统的雅可比矩阵中只有Ntt和Ltt要发生变化，其余的元素都不变。可得Ntt和Ltt的变化量为另外雅可比矩阵中8交直流电力系统的潮流问题可按照牛顿法求解传统潮流的计算流程求解。三、交直流潮流的顺序解法顺序解法的基本思想是：迭代计算过程中，将交流系统潮流方程和直流系

6、统潮流方程分别单独进行求解。在求解交流系统方程时，将直流系统换流站处理成接在相应交流节点上的一个等效P.Q负荷。而在求解直流系统方程时，将交流系统模拟成加在换流站交流母线上的一个恒定电压。9顺序解法的步骤如下：⑴换流器参数和直流输电电流Id已知，用估计的换流器交流电压计算直流输电作为负荷吸收的有功功率和无功功率。⑵用已知负荷求解交流潮流，得到换流器交流电压的改进值；⑶重复以上两步骤，直到交流潮流收敛并满足直流输电的运行条件为止。下面以两端直流输电的交直流系统潮流计算为例，根据不同的已知条件和换流器控制方式，介绍顺序法的求解过程。

7、⑴直流系统运行在控制方式一、设整流侧定电流控制，逆变侧定息弧角控制。即有且已知换流器交流母线的电压，直流潮流计算主要有两种情况。1）若已知换流变压器变比。计算可从逆变侧开始，有10然后计算整流侧电量：11式中，作为输出，将用于交流潮流的下一次迭代中。在计算角时，应校验，可调整电压比Kr，使在期望的范围内，否则应转入控制方式二，并按控制方式二进行潮流计算。2）若换流变压器电压比Kr、Ki未知，通常要求在潮流计算中整定电压比Kr、Ki，使。此时的潮流计算顺序为根据可得然后由分别解出Kr、Ki。然后计算。⑵直流系统运行在控制方式二、即

8、整流侧定最小触发角、逆变侧定电流控制。即12在Kr和Ki已知的条件下，由于触发角已知，故由整流侧向逆变侧作直流电量计算。计算顺序如下：首先计算整流侧电量然后计算逆变侧直流电量13作为输出，将用于交流潮流的下一次迭代中。⑶直流系统运行在控制方式三、即整流侧定最小触