电力系统潮流计算课程设计

一、问题重述

1.1 课程设计要求

1、在读懂程序的基础上画出潮流计算基本流程图

2、通过输入数据，进行潮流计算输出结果

3、对不同的负荷变化，分析潮流分布，写出分析说明。

4、对不同的负荷变化，进行潮流的调节控制，并说明调节控制的方法，并

列表表示调节控制的参数变化。

5、打印利用DDRTS 进行潮流分析绘制的系统图，以及潮流分布图。

1.2 课程设计题目

1、系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。

2、发电厂资料：

母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为（400MW ），母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（100MW ），最大负荷和最小负荷分别为50MW 和30MW ；发电厂二总装机容量为（200MW ）。

3、变电所资料： （1）变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：10KV 35KV 10KV 35KV （2）变电所的负荷分别为：

50MW 40MW 50MW 60MW

变电所1 变电所2

母线

电厂一 电厂二

（3）每个变电所的功率因数均为cos φ=0.85；

（4）变电所2和变电所4分别配有两台容量为75MVA 的变压器，短路损耗414KW ，短路电压（%）=16.7；变电所1和变电所3分别配有两台容量为63MVA 的变压器，短路损耗为245KW ，短路电压（%）=10.5； 4、输电线路资料：

发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为Ω17.0，单位长度的电抗为Ω0.402，单位长度的电纳为S -610*2.78。

1.3 课程设计基本内容

1. 对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。

2. 输入各支路数据，各节点数据利用给定的程序进行在变电所在某一负荷

情况下的潮流计算，并对计算结果进行分析。

3. 跟随变电所负荷按一定比例发生变化，进行潮流计算分析。 1) 4个变电所的负荷同时以2%的比例增大； 2) 4个变电所的负荷同时以2%的比例下降

3) 1和4号变电所的负荷同时以2%的比例下降，而2和3号变电所的负荷

同时以2%的比例上升；

4. 在不同的负荷情况下，分析潮流计算的结果，如果各母线电压不满足要

求，进行电压的调整。（变电所低压母线电压10KV 要求调整范围在9.5-10.5之间；电压35KV 要求调整范围在35-36之间） 5. 轮流断开环网一回线，分析潮流的分布。

6. 利用DDRTS 软件，进行绘制系统图进行上述各种情况潮流的分析，并进

行结果的比较。

7. 最终形成课程设计成品说明书。

二、问题分析

2.1 节点设置及分类

根据系统图可知此系统为两端供电网路，将母线1，2设为节点1，10，将变电所1、2、3、4的高低压侧分别设为节点2、3、4、5、6、7、8、9。并且，将节点1设为平衡节点，将节点10设为PV 节点，其余节点设为PQ 节点。

2.2 参数求取

设定基准值MVA S B 100=，KV U B 220=，所以4842

==B

B B U S Z Ω根据题目

原始资料，计算发电厂、变压器及线路的参数。

（1）运用下列公式计算变压器参数：

S

U P R N

N

k

T

22

1000=

S

U U X N

N

K

T

1002%=

X R Z

T

T T

+

= Z Z Z

B

T T

=

*

（2）计算线路参数

L jx r jX R Z )(+=+= （3）变电所负荷分别为：

变电所1 L S =50+j30.987 变电所2 L S =40+j27.79 变电所3 L S =50+j30.987 变电所4 L S =60+j37.18

（4）计算变压器分接头变比

变压器有5个抽头，电压调节范围为N U ±2*2.5%， N U 对应的分接头开始时设变压器高压侧接主接头,降压变压器5个分接头时的非标准变比*k 以备调压时选用

955.0220

1110

%)51(2201*=⨯⨯+⨯=

k

932.02201110%)5.21(2202*=⨯⨯+⨯=k

909.0220

11102203*=⨯⨯=k

886.02201110%)5.21(2204*=⨯⨯-⨯=k

864.0220

1110%)51(2205*=⨯⨯-⨯=k

对变电所低压母线为35KV 时，非标准变比与10KV 时相同。

2.3 计算方法

利用牛顿拉夫逊法进行求解，用MATLAB 软件编程，可以求解系统潮流分 布根据题目的不同要求对参数进行调整，通过调节变压器变比和发电厂的电压，

求解出合理的潮流分布，最后用PSAT 进行潮流分析，将两者进行比较。

2.4 牛顿—拉夫逊法 1、牛顿—拉夫逊法概要

首先对一般的牛顿—拉夫逊法作一简单的说明。已知一个变量X 函数为：

0)(=X f

到此方程时，由适当的近似值)

0(X

出发，根据：

,......)2,1()

()()

()()

()

1(='-=+n X f X f X

X n n n n 反复进行计算，当)

(n X 满足适当的收敛条件就是上面方程的根。这样的方

法就是所谓的牛顿—拉夫逊法。

这一方法还可以做下面的解释，设第n 次迭代得到的解语真值之差，即)

(n X 的误差为ε时，则：

0)()(=+εn X f

把)()

(ε+n X

f 在)

(n X

附近对ε用泰勒级数展开

0......)(!

2)()()()(2)()

()

(=+''+

'+=+n n n n X f X f X

f X

f εεε

上式省略去2ε以后部分

0)()()()(≈'+n n X f X f ε

)

(n X 的误差可以近似由上式计算出来。

)

()

()

()(n n X f X f '-≈ε 比较两式，可以看出牛顿—拉夫逊法的休整量和)

(n X 的误差的一次项相等。

用同样的方法考虑，给出n 个变量的n 个方程：

⎪⎪⎩⎪⎪⎨

⎧===0

),,,(0),,,(0

),,,(21212211n n n

n X X X f X X X f X X X f ΛΛΛΛΛΛK Λ 对其近似解1X '得修正量1

X '∆可以通过解下边的方程来确定：