电力系统潮流计算.pdf

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1、222、2、、、学习掌握学习掌握重在实践重在实践电力系统潮流计算程序设计“电力系统分析”课外学习设计成果2004级同学：李飞指导老师：李咸善电力系统潮流计算简介：：：电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况来确定整个电力系统各部分的运行状态:各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。此外，电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和很基本的计算。一一一、一、、

2、、潮流计算问题的数学模型潮流计算问题的数学模型所谓潮流计算问题的数学模型指的是将电力网络的有关参数和变量及其相互关系归纳起来所组成的、可反映网络性能的数学方程式组。我们都知道运用节点导纳矩阵的节点电压方程:I=YV(2-1)可以写成展开的形式:(i=1,2,…,n)(2-2)式中n为系统节点数。为了求解潮流问题，我们必须利用节点功率与电流之间的关系:(i=1,2,…,n)(2-3)其中Pi,Qi分别为节点i向系统注入的有功功率及无功功率，当i节点为负荷节点时，Pi,Qi本身应带负号。式(2-3)代入式(2-2)，可得到:(i=1,2,…,n)(2-4)式(2-4)有n个非线性复数方程式，是潮流

3、计算问题的基本方程式，对此方程式的不同应用和处理，就形成了不同的潮流程序。在电力系统潮流计算中，表征各节点运行状态的参数是该点的电压向量及复功率，也就是说，每个节点都有四个表征节点运行状态的量:V,A,P,Q,因此，在n个节点的电力系统中共有4n个运行参数。如上所述，电力潮流基本方程式(2-4)共有n个复数方程式，相当于2n个实数方程式，因此只能解出2n个运行参数，其余2n个应作为原始参数事先给定。在一般的电力系统潮流计算时，对每个节点往往给出两个运行参数作为已知条件，而另外两个则作为待求量。根据原始数据给出的方式，电力系统中的节点分为以下三种类型:(1)PQ节点对这类节点给出的参数是该节点的

4、有功功率及无功功率(P,Q)，待求量为该节点的电压向量(V,A)。通常变电所母线都是PQ节点。当某些发电厂的出力P,Q给定时，也作为PQ节点。在潮流计算中，系统中大部分节点都属于这类节点。(2)PV节点这类节点给出的运行参数为该节点的有功功率p及电压幅值V，待求量是该节点的无功功率Q及电压向量的角度A。这种节点在运行中往往要有一定可调节的无功电源，用以维持给定的电压值。因此，这种节点是系统中可以调节电压的母线。通常选择有一定无功功率储备的发电厂母线作为PV节点。当变电所有无功补偿设备时，也可以作PV节点处理。(3)平衡节点又称为松弛节点。在潮流计算中，这类节点一般在系统中只设一个。对这个节点，

5、我们给定该点的电压幅值，并在计算中取该点电压向量的方向作为参考轴，相当于给定该点电压向量的角度为零度。因此，对这个节点给定的运行参数是V和A，因此也可称为VA节点。平衡节点一般选择在调频发电厂母线比较合理。以上三种节点的已知量(或给定量)和待求量不同，在计算中的处理方法也不一样。二二二、二、、、牛顿一拉夫逊法潮流计算牛顿一拉夫逊法潮流计算牛顿一拉夫逊法是广泛采用的求解非线性方程式组的方法，也是当前广泛采用的计算潮流分布的方法。1、牛顿一拉夫逊法的一般概念牛顿一拉夫逊法(以下简称牛顿法)是把非线性方程式的求解过程变成反复对相应的线性方程式的求解过程，通常称为逐次线性化过程，这是牛顿法的核心。我们

6、以下例来说明：设有变量X1,X2,….,Xn的非线性联立方程组如下：（2-5）给定各变量初值，假设为其修正量。据泰勒公式,得到如下方程组：=———（2-6）式中为函数对自变量Xj的偏导数在点的取值。这是变量的线性方程组，称为牛顿法修正方程式，通过它可以解出，用这些修正量修正初值，即X(i+1)=X(i)+dX,将修正后的值代入（2-6）所示的方程中，继续参与迭代，直到程序收敛。为了判断收敛情况，可采用。三三三、三、、、牛顿牛顿---拉夫逊法潮流计算-拉夫逊法潮流计算在本次潮流程序中，在式（2-6）中，左端的常数项称为功率不平衡量，右端的系数矩阵称为雅可比矩阵。本次计算采用极坐标系求解潮流方程。

7、1，节点功率方程式(i=1,2,…..n)(2-7)Pls=Pgi-Pli，Qls=Qgi-Qli。2，给定初值在本次计算中，平衡节点不参与迭代，但事先给定平衡节点的电压幅值和相位，对于PV节点，事先给定电压幅值，所以只写出该节点的有功功率方程。对于PQ节点，不给定电压幅值和相位，所以方程中既包含有功功率方程，也包含无功功率方程。除PV节点和平衡节点，其它节点的电压幅值初值都设为1.0。除平衡节点