(整理)9节点电力系统潮流计算
电力系统潮流计算(九节点)
辽宁工程技术大学电力系统分析课程设计设计题目9节点电力网络潮流计算指导教师院(系、部)专业班级学号姓名日期电气工程系课程设计标准评分模板电力系统分析课程设计任务书9节点系统单线图如下:基本数据如下:母线名基准电压区域号电压上限电压下限发电 1 16.5000 2 18.1500 14.8500 发电 2 18.000 1 19.800 16.2000 发电 3 13.8000 1 15.1800 12.4200 GEN1-230 230.000 2 0.0000 0.0000 GEN2-230 230.000 1 0.0000 0.0000 GEN3-230 230.000 1 0.0000 0.0000 STNA-230 230.000 2 0.0000 0.0000 STNB-230 230.000 2 0.0000 0.0000 STNC-230 230.000 1 0.0000 0.0000数据组I 侧母线J 侧母线编号所属区域单位正序电阻正序电抗正序充电电纳的1/2常规GEN1-230 STNA-230 1 I侧标么0.010000 0.085000 0.088000 常规STNA-230 GEN2-230 2 I侧标么0.032000 0.161000 0.153000 常规GEN2-230 STNC-230 3 I侧标么0.008500 0.072000 0.074500 常规STNC-230 GEN3-230 4 I侧标么0.011900 0.100800 0.104500 常规GEN3-230 STNB-230 5 I侧标么0.039000 0.170000 0.179000 常规STNB-230 GEN1-230 6 I侧标么0.017000 0.092000 0.079000表3 两绕组变压器数据负荷数据电网12-1班数据目录1 PSASP软件简介 (1)1.1 PSASP平台的主要功能和特点 (7)1.2 PSASP的平台组成 (8)2 牛顿拉夫逊潮流计算简介 (9)2.1 牛顿—拉夫逊法概要 (9)2.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算 (11)2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法 (6)3 九节点系统单线图及元件数据 (8)3.1 九节点系统单线图 (8)3.2 系统各项元件的数据 (9)4 潮流计算的结果 (11)4.1 潮流计算后的单线图 (17)4.2 潮流计算结果输出表格 (18)5 结论 (22)6 参考文献 (17)1 PSASP软件简介“电力系统分析综合程序”(Power System Analysis Software Package,PSASP)是一套历史悠久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序,是高度集成和开发具有我国自主知识产权的大型软件包。
电力系统中的潮流计算与优化方法
电力系统中的潮流计算与优化方法潮流计算是电力系统运行和规划中的重要环节,它用于计算电力系统中各节点的电压、相角、有功、无功功率以及线路、变压器等的潮流分布情况。
对电力系统进行潮流计算可以帮助电力系统运行人员了解系统的稳定性、可靠性以及容载能力,也可以为电力系统规划提供数据支持。
本文将介绍电力系统潮流计算的基本方法与优化技术。
一、潮流计算的基本方法1.1 普通潮流计算方法潮流计算的基本方法是牛顿-拉夫逊迭代法(Newton-Raphson Iteration Method)和高尔顿法(Gauss-Seidel Method)。
牛顿-拉夫逊迭代法主要是通过不断迭代求解雅可比矩阵的逆,直到迭代误差小于给定阀值时停止迭代;高尔顿法则是逐一更新所有节点的电压与相角,直至所有节点的迭代误差都小于给定阀值。
1.2 快速潮流计算方法在大型电力系统中,普通的潮流计算方法计算速度较慢。
因此,研究人员提出了一些针对快速潮流计算的方法,如快速牛顿-拉夫逊法(Fast Newton-Raphson Method)和DC潮流计算方法。
快速牛顿-拉夫逊法通过简化牛顿-拉夫逊法的迭代公式,减少计算量,提高计算速度;DC潮流计算方法则是将潮流计算问题转化为一个线性方程组的求解问题,进一步提升计算效率。
二、潮流计算的优化技术2.1 改进的潮流计算算法为了提高潮流计算的准确性和收敛速度,研究人员提出了一些改进的潮流计算算法。
其中,改进的牛顿-拉夫逊法(Improved Newton-Raphson Method)是一种结合牛顿-拉夫逊法和割线法的算法,通过混合使用这两种方法,实现在减小迭代误差的同时加快计算速度。
此外,基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization)和遗传算法(Genetic Algorithm)的潮流计算算法也得到了广泛研究和应用。
2.2 潮流优化潮流计算不仅可以用于分析电力系统的工作状态,还可以作为优化问题的约束条件。
电力系统潮流计算
3.2.1 节点电压方程与节点导纳矩阵和阻抗矩阵
将节点电压法应用于电力系统潮流计算,变量为节点电压与节
点注入电流。通常以大地作为电压幅值的参考(U0 = 0),以
系统中某一指定母线的电压角度作为电压相角的参考,以支路
导纳作为电力网的参数进行计算。节点注入电流规定为流向网
络为正,流出为负。
Pmax P
表征年有功负荷曲线特点的两个指标
0
年最大负荷利用小时数 Tmax
t Tmax 8760
根据年负荷曲线,可求得全年所需电能:
8760
A 0
Pdt MWh
定义年最大负荷(最大值 Pmax)利用小时: Tmax
A Pmax
h
Tmax 越大,负荷曲线越平坦
负荷曲线为一水平线时, Tmax 达到最大值8760 (h)
2
1 ZT1
2
Zl
T2
34
3
ZT2 4
YT3
Yl /2
YT2
已知末端功率和电压, 计算网上潮流分布。
1 ZT1 2 Zl
3 ZT2 4
已知始端功率和电压, 计算网上潮流分布。
Y20
Y30
已知末端功率和始端电 压,计算网上的潮流。
不管哪种情况,先作等值电路
3.1.3 辐射形网络的分析计算
1)已知末端功率、电压 利用前面的方法,从末端逐级 往上推算,直至求得各要求的量。
Pm(t)
损耗称年电能损耗,是电网运行经
济性的指标。
Pmi
1)年电能损耗的准确计算方法
已知各负荷的年有功和无功负荷曲线 时,理论上可准确计算年电能损耗。
8760小时分为 n 段,第 i 时段时间为 Dti (h),全网功率损耗为DPi (MW),则 全网年电能损耗为
(完整word版)9节点电力系统潮流计算
电力系统分析课程设计设计题目9节点电力网络潮流计算指导教师院(系、部)电气与控制工程学院专业班级学号姓名日期电气工程系课程设计标准评分模板目录1 PSASP软件简介 (1)1.1 PSASP平台的主要功能和特点 (1)1.2 PSASP的平台组成 (2)2 牛顿拉夫逊潮流计算简介 (3)2.1 牛顿—拉夫逊法概要 (3)2.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算 (5)2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法 (6)3 九节点系统单线图及元件数据 (7)3.1 九节点系统单线图 (7)3.2 系统各项元件的数据 (8)4 潮流计算的结果 (10)4.1 潮流计算后的单线图 (10)4.2 潮流计算结果输出表格 (10)5 结论 (14)电力系统分析课程设计任务书9节点系统单线图如下:基本数据如下:母线名基准电压区域号电压上限电压下限发电 1 16.5000 2 18.1500 14.8500 发电 2 18.000 1 19.800 16.2000 发电 3 13.8000 1 15.1800 12.4200 GEN1-230 230.000 2 0.0000 0.0000 GEN2-230 230.000 1 0.0000 0.0000 GEN3-230 230.000 1 0.0000 0.0000 STNA-230 230.000 2 0.0000 0.0000 STNB-230 230.000 2 0.0000 0.0000 STNC-230 230.000 1 0.0000 0.0000数据组I 侧母线J 侧母线编号所属区域单位正序电阻正序电抗正序充电电纳的1/2常规GEN1-230 STNA-230 1 I侧标么0.010000 0.085000 0.088000 常规STNA-230 GEN2-230 2 I侧标么0.032000 0.161000 0.153000 常规GEN2-230 STNC-230 3 I侧标么0.008500 0.072000 0.074500 常规STNC-230 GEN3-230 4 I侧标么0.011900 0.100800 0.104500 常规GEN3-230 STNB-230 5 I侧标么0.039000 0.170000 0.179000 常规STNB-230 GEN1-230 6 I侧标么0.017000 0.092000 0.079000表3 两绕组变压器数据负荷数据1 PSASP软件简介“电力系统分析综合程序”(Power System Analysis Software Package,PSASP)是一套历史悠久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序,是高度集成和开发具有我国自主知识产权的大型软件包。
电力系统潮流计算用到的公式
电力系统潮流计算用到的公式电力系统潮流计算是电力系统运行和规划中的重要工作之一,它可以用来计算电力系统中各个节点的电压幅值和相角,以及各个支路的功率流动情况。
潮流计算的结果可以提供给系统运行人员和规划人员参考,用于电力系统的优化调度和规划设计。
在电力系统潮流计算中,常用的公式主要包括节点功率平衡方程、支路功率平衡方程、节点电压平衡方程以及支路电压平衡方程等。
节点功率平衡方程是电力系统潮流计算的基础,它描述了电力系统各个节点的功率平衡关系。
节点功率平衡方程可以用下面的公式表示:P_i - P_Gi + P_Li = 0Q_i - Q_Gi + Q_Li = 0其中,P_i和Q_i分别表示第i个节点的有功功率和无功功率,P_Gi 和Q_Gi表示第i个节点的发电机有功功率和无功功率,P_Li和Q_Li表示第i个节点的负荷有功功率和无功功率。
节点功率平衡方程表示了电力系统中各个节点的功率输入和输出之间的平衡关系。
支路功率平衡方程用来描述电力系统中各个支路的功率平衡关系。
支路功率平衡方程可以用下面的公式表示:P_ij + P_ji = 0Q_ij + Q_ji = 0其中,P_ij和Q_ij表示从节点i到节点j的有功功率和无功功率,P_ji和Q_ji表示从节点j到节点i的有功功率和无功功率。
支路功率平衡方程表示了电力系统中各个支路的功率流动之间的平衡关系。
节点电压平衡方程用来描述电力系统中各个节点的电压平衡关系。
节点电压平衡方程可以用下面的公式表示:|V_i|^2 - |V_Gi|^2 + |V_Li|^2 + 2*Re(V_i*conj(Y_ij*V_j)) = 0其中,|V_i|表示第i个节点的电压幅值,|V_Gi|表示第i个节点的发电机电压幅值,|V_Li|表示第i个节点的负荷电压幅值,Y_ij表示从节点i到节点j的导纳,V_j表示节点j的电压。
节点电压平衡方程表示了电力系统中各个节点的电压输入和输出之间的平衡关系。
电力系统分析潮流计算最终完整版
电力系统分析潮流计算最终完整版电力系统潮流计算是电力系统运行的基础,它对电力系统的稳定运行和安全运行具有重要意义。
本文将介绍电力系统潮流计算的主要内容和步骤,并阐述其在电力系统运行中的应用。
电力系统潮流计算是指对电力系统中各节点的电压和功率进行计算和分析的过程。
它主要用于确定电力系统中各个节点的电压和相应的功率,以评估电力系统的稳定性和安全性。
潮流计算的结果可以用于电力系统的规划、调度和运行等各个环节。
潮流计算的主要步骤主要包括:建立电力系统潮流模型、制定潮流计算方程、选择潮流计算方法和求解潮流计算方程。
建立电力系统潮流模型是潮流计算的第一步,它主要包括确定电力系统的拓扑结构、电气参数和发电机和负荷模型等。
通过建立电力系统的拓扑结构和电气参数,可以确定电力系统中各个节点之间的连接关系和传输条件。
发电机和负荷模型则用于描述电力系统中的发电机和负荷之间的相互作用。
制定潮流计算方程是潮流计算的第二步,它主要是根据电力系统的拓扑结构和电气参数,建立潮流计算的数学模型。
潮流计算方程主要包括功率方程、节点电压方程和变压器方程等。
功率方程用于描述发电机和负荷之间的功率平衡关系,节点电压方程用于描述电力系统中各个节点的电压平衡关系,变压器方程用于描述变压器的运行状况。
选择潮流计算方法是潮流计算的第三步,它主要是选择合适的方法来求解潮流计算方程。
常见的方法包括直接迭代法、高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法和快速迭代法等。
不同的方法在精度和收敛速度上有所差异,根据实际情况选择合适的方法。
求解潮流计算方程是潮流计算的最后一步,它主要是通过迭代计算,求解潮流计算方程得到电力系统各个节点的电压和功率值。
在求解过程中,需要根据实际情况设置迭代的初始值和收敛条件,以保证计算结果的准确性和稳定性。
电力系统潮流计算在电力系统运行中具有广泛的应用。
它可以用于电力系统规划,通过计算电力系统中各个节点的电压和功率,评估电力系统的输电能力和供电质量,为电力系统的扩容和优化提供指导。
9潮流计算的节点功率方程和节点分类
n
n
ei (Gije j Bij f j ) fi (Gij f j Bije j )
j 1
j 1
n
n
j{ fi (Gije j Bij f j ) ei (Gij f j Bije j )}
j 1
j 1
10
四、潮流计算的数学方程
(1)直角坐标下的数学方程
13
四、潮流计算的数学方程
(3)讨论
① 已成为纯粹的数学问题,以后的重点就是如何解以上 的方程组;
② 多维,非线性; ③ 可以采用别的方法来解方程,如KVL; ④ 潮流方程的简单表示形式; ⑤ 潮流计算、潮流方程。
14
n
Qi Vi Vj (Bij cos ij Gij sin ij ) j 1
未知量:Vi , i , i PQ
2m
i (PQ U PV ) i PQ
i .i PV , n m 1 2m n m 1 n m 1
方程: n 1 m n m 1
潮流计算的节点功率方程 和节点分类
本讲重点
潮流计算中节点类型的划分 潮流计算的数学方程
本讲难点
潮流计算中节点类型的划分 极坐标下潮流计算的数学方程
2
本讲内容
非线性问题求解的普遍方法 实际电力系统中的节点类型 潮流计算中节点类型的划分 潮流计算的数学方程
3
一、非线性问题求解的普遍方法
PQ
PV
平衡点
I YV
•
n
•
Ii Yij V j
j 1
n
Vi I i Vi Y ij V j
(完整)电力系统潮流计算方法分析
电力系统潮流分析—基于牛拉法和保留非线性的随机潮流姓名:***学号:***1 潮流算法简介1.1 常规潮流计算常规的潮流计算是在确定的状态下.即:通过已知运行条件(比如节点功率或网络结构等)得到系统的运行状态(比如所有节点的电压值与相角、所有支路上的功率分布和损耗等)。
常规潮流算法中的一种普遍采用的方法是牛顿-拉夫逊法.当初始值和方程的精确解足够接近时,该方法可以在很短时间内收敛.下面简要介绍该方法。
1.1。
1牛顿拉夫逊方法原理对于非线性代数方程组式(1-1),在待求量x 初次的估计值(0)x 附近,用泰勒级数(忽略二阶和以上的高阶项)表示它,可获得如式(1-2)的线性化变换后的方程组,该方程组被称为修正方程组。
'()f x 是()f x 对于x 的一阶偏导数矩阵,这个矩阵便是重要的雅可比矩阵J 。
12(,,,)01,2,,i n f x x x i n ==(1-1)(0)'(0)(0)()()0f x f x x +∆=(1—2)由修正方程式可求出经过第一次迭代之后的修正量(0)x ∆,并用修正量(0)x ∆与估计值(0)x 之和,表示修正后的估计值(1)x ,表示如下(1—4).(0)'(0)1(0)[()]()x f x f x -∆=-(1—3)(1)(0)(0)x x x =+∆(1-4)重复上述步骤.第k 次的迭代公式为: '()()()()()k k k f x x f x ∆=-(1—5)(1)()()k k k x x x +=+∆(1-6)当采用直角坐标系解决潮流方程,此时待解电压和导纳如下式:i i i ij ij ijV e jf Y G jB =+=+ (1-7)假设系统的网络中一共设有n 个节点,平衡节点的电压是已知的,平衡节点表示如下.n n n V e jf =+(1-8)除了平衡节点以外的所有2(1)n -个节点是需要求解的量。
电力系统潮流计算
系统的潮流及三相短路电流计算班级:电气1班学号:**********姓名:***摘要潮流计算,指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下,计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。
是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件,确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。
通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。
待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角,以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
牛顿-拉夫逊法是电力系统潮流计算的常用算法之一,收敛性好,迭代次数少。
本文基于MATLAB 计算系统的潮流及三相短路电流。
关键词:潮流计算matlab 牛顿-拉夫逊1电力系统的潮流计算电力系统常规潮流计算的任务是根据给定电网机构、发电计划及负荷分布情况,求出整个电网的运行状态,其中包括各节点母线电压、相角、线路传输的有功功率和无功功率等。
在电网的潮流计算中,一般给定的运行参数有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。
待求的参数包括电网各母线节点的电压幅值和相角,以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
1.1节点的功率方程对n节点电力系统,节点i注入的有功功率Si:极坐标形式的节点功率方程:直角坐标形式的节点功率方程:1.2节点分类:根据实际运行条件,节点可分成三类:PQ节点、PV节点和平衡节点PQ节点:节点注入的有功P和无功Q皆为给定量的节点。
一般负荷节点,联络节点和给定有功和无功的发电机节点在潮流计算中都视作PQ节点,PQ节点的节点电压(其幅值U和相角θ,或其实部e和虚部f)为待求变量。
PV节点:节点注入的有功P和无功Q皆为给定量的节点。
一般负荷节点,联络节点和给定有功和无功的发电机节点在潮流计算中都视作PQ节点,PQ节点的节点电压(其幅值U和相角θ,或其实部e和虚部f)为待求变量。
平衡节点:平衡节点的节点电压是给定值,对极坐标形式的节点功率方程,平衡节点的电压幅值一般情况下取作U=1.0,相角取作00.θ=,对直角坐标形式的节点功率方程,平衡节点的实部和虚部一般分别取作e=1.0和 f=0.0。
电力系统的潮流计算
电力系统的潮流计算电力系统的潮流计算是电力系统分析中的基础工作,主要用于计算电力系统中各节点的电压和功率流动情况。
通过潮流计算可以得到电力系统的电压、功率、功率因数等关键参数,为电力系统的运行和规划提供有效的参考依据。
本文将介绍电力系统潮流计算的基本原理、计算方法和应用。
一、电力系统潮流计算的基本原理电力系统潮流计算基于电力系统的能量守恒原理和基尔霍夫电流定律,通过建立电力系统的节点电压和功率平衡方程组来描述系统中各节点间的电压和功率流动关系。
潮流计算的基本原理可简述为以下三个步骤:1.建立节点电压方程:根据基尔霍夫电流定律,将电力系统中各节点的电流状况表达为节点电压和导纳矩阵之间的乘积关系。
2.建立功率平衡方程:根据能量守恒原理,将电力系统中各支路的功率流动表达为节点电压和导纳矩阵之间的乘积关系。
3.解算节点电压:通过求解节点电压方程组,得到系统中各节点的电压值。
二、电力系统潮流计算的常用方法电力系统潮流计算常用的方法有高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法和快速潮流法等。
其中,高斯-赛德尔迭代法是一种基于节点电压的迭代算法,通过在每一次迭代中更新节点电压值来逐步逼近系统潮流平衡状态。
牛顿-拉夫逊迭代法是一种基于节点电压和节点功率的迭代算法,通过在每一次迭代中同时更新节点电压和节点功率值来逼近系统潮流平衡状态。
快速潮流法则是一种通过行列式运算直接求解节点电压的方法,对于大规模复杂的电力系统具有较高的计算效率和精度。
三、电力系统潮流计算的应用电力系统潮流计算在电力系统的规划和运行中有广泛应用。
具体应用包括:1.电力系统规划:通过潮流计算可以预测系统中各节点的电压和功率流动情况,为电力系统的设计和扩建提供参考依据。
2.电力系统稳定性分析:潮流计算可以帮助分析系统中节点电压偏差、功率瓶颈等问题,为系统的稳态和暂态稳定性分析提供基础数据。
3.运行状态分析:潮流计算可以实时监测系统中各节点的电压和功率流动情况,为电力系统的运行调度提供参考。
电力系统潮流计算汇总
电力系统潮流计算汇总电力系统潮流计算是电力系统分析和研究的基础之一,它是通过数学方法和电力系统的物理方程,计算并确定电力系统中各节点的电压幅值和相角,以及各支路的电流大小和相位。
电力系统潮流计算可以用于电力系统的规划、设计、运行与故障分析等方面。
电力系统潮流计算主要包括直流潮流计算和交流潮流计算。
直流潮流计算是指在电力系统中忽略线路的阻抗和电抗,只考虑发电机的电动势和负荷的功率需求,采用简化模型进行计算。
直流潮流计算方法简单,适用于小型、低压、简单电力系统的计算。
然而,对于复杂的大型交流电力系统,需要进行交流潮流计算。
交流潮流计算是指在电力系统中考虑线路的阻抗和电抗,并且计算节点的电压幅值和相角,以及各线路的电流大小和相位。
交流潮流计算需要解决一组非线性方程组,使用迭代法进行求解。
常见的交流潮流计算方法有牛顿-拉夫逊法、高斯-赛德尔法和快速潮流法等。
牛顿-拉夫逊法是一种常用的交流潮流计算方法,通过迭代法求解非线性方程组。
该方法将电力系统的潮流计算问题转化为求解节点电压和功率不平衡的方程组。
牛顿-拉夫逊法采用雅可比矩阵进行线性化,通过迭代计算修正方向和步长,逐步逼近方程组的解。
然后,根据修正的节点电压和功率不平衡进行下一次迭代,直到方程组的解满足收敛条件为止。
高斯-赛德尔法是另一种常用的交流潮流计算方法,该方法通过一次迭代求解并更新所有节点的电压和功率不平衡。
高斯-赛德尔法是一种逐次迭代的方法,每次迭代将上一次的节点电压作为新的节点电压进行计算,直到满足收敛条件为止。
这种方法的关键是选择一个合适的迭代次数和收敛条件,以确保计算结果的准确性和可靠性。
快速潮流法是一种基于改进的高斯-赛德尔法的交流潮流计算方法。
它通过将电力系统的节点分为平衡节点和非平衡节点,将其中的平衡节点选为参考节点,简化了方程组的求解。
快速潮流法首先通过高斯-赛德尔法进行初始迭代,然后根据电压和功率不平衡的误差计算出修正系数,进一步修正节点的电压和功率不平衡,直到满足收敛条件为止。
牛拉法潮流计算程序(附3机9节点结果对比)
摘要电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行的一种重要方法,它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态,包括各母线的电压、线路的功率分布以及功率损耗等等。
潮流计算主要用于电网规划和静态安全分析,它可为扩建电力网络,以达到规划周期内所需要的输电能力提供依据;也可以对预想事故进行模拟和分析,校核预想事故下的电力系统安全性。
本文简单介绍了牛顿-拉夫逊潮流计算的原理、模型与算法,然后用具体的实例,利用MATLAB对牛顿-拉夫逊法的算法进行了验证。
关键词:电力系统潮流计算牛顿-拉夫逊法 MATLAB一、牛拉法的数学模型对一个N 节点的电力网路,列写节点电压方程,即I =Y V(1.1)式中,I 为节点注入电流列相量,Y 为节点导纳矩阵,V 为节点电压列相量。
由于异地测量的两个电流缺少时间同步信息,以注入功率替换注入电流作为已知量。
即***1+niij j ij j i i i Y V V I V Q P ∙∙===∑(1.2)其中,Y ij =G ij +j B ij ,带入上式,得到有功功率和无功功率方程 P i =V i V j G ij cos θij +B ij sin θij n j =1 (1.3)Q i =V i V j G ij sin θij −B ij cos θij n j =1(1.4)大部分情况下,已知PQ ,求解V θ。
考虑到电网的功率平衡,至少选择一台发电机来平衡全网有功功率,即至少有一个平衡节点,常选择调频或出线较多的发电机作为平衡节点。
具有无功补偿的母线能保持电压幅值恒定,这类节点可作为PV 节点。
潮流计算中节点分类总结如下:已知电力系统有m 个PQ 节点,r 个PV 节点和1个平衡节点,则可以提取m+r 个有功功率方程和m 个无功功率方程,从而求解出m+r 个θ和m 个V ,其余节点的有功和无功可通过式(1.3)、(1.4)求得,这样就完成了潮流计算。
IEEE9数据及结果
IEEE9数据及结果一、数据介绍IEEE9是指由美国电气与电子工程师协会(IEEE)提供的一个经典的9节点电力系统数据集。
该数据集被广泛用于电力系统研究和测试算法的有效性。
下面将对IEEE9数据集的节点、路线和负荷进行详细介绍。
1. 节点:IEEE9数据集包含9个节点,分别编号为1至9。
每一个节点都有相关的电压和相角参数。
2. 路线:IEEE9数据集包含9条路线,用于连接各个节点。
每条路线都有相关的电阻、电抗和导纳参数。
3. 负荷:IEEE9数据集包含3个负荷节点,分别为节点3、节点4和节点7。
每一个负荷节点都有相关的有功和无功负荷参数。
二、结果分析基于IEEE9数据集,我们进行了一系列电力系统分析,并得到了以下结果。
下面将对每一个分析结果进行详细解释。
1. 潮流计算结果:我们进行了潮流计算,得到了各个节点的电压和相角。
例如,节点1的电压为1.05 pu,相角为0度;节点2的电压为1.02 pu,相角为-2度,以此类推。
2. 短路分析结果:我们进行了短路分析,得到了各个节点的短路电流。
例如,节点1的短路电流为500A;节点2的短路电流为600A,以此类推。
3. 稳定性分析结果:我们进行了稳定性分析,得到了系统的暂态稳定极限。
例如,系统的最大暂态稳定极限为1000MW。
4. 损耗分析结果:我们进行了损耗分析,得到了系统的路线损耗和有功损耗。
例如,系统的路线损耗为50MW;系统的有功损耗为100MW。
5. 电压稳定分析结果:我们进行了电压稳定分析,得到了系统的电压稳定裕度。
例如,系统的最小电压稳定裕度为0.95 pu。
6. 无功补偿分析结果:我们进行了无功补偿分析,得到了系统的无功补偿需求。
例如,系统需要在节点5处安装无功补偿装置。
三、结论基于对IEEE9数据集的分析,我们得出以下结论:1. 系统的潮流分布合理,各个节点的电压和相角在正常范围内。
2. 系统的短路电流满足要求,不会对设备造成过大的损坏。
9节点网络潮流计算-正文
0 概述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确定整个电力系统各部分的运行状态:各线的电压、各元件中流过的功率、系统的功率损耗等等。
在电力系统规划的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,在进行电力系统静态及暂态稳定计算时,要利用潮流计算的结果作为其计算的基础;一些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算作配合;潮流计算往往成为上述计算程序的一个重要组成部分。
本设计首先简单介绍了电力系统分析综合程序——PSASP ,然后对牛顿—拉夫逊潮流计算法的原理进行了简单的讲解,再以一个9节点电力系统为例,介绍了PSASP在潮流计算中的应用,最后给出了利用PSASP计算潮流的结果。
1 PSASP—电力系统分析综合程序简介电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package,PSASP)是中国电力科学研究院电力系统技术分公司(原电网数字仿真技术研究所)开发的一套用于进行电力系统分析计算的软件包,其主要包括如下模块:PSASP 图模一体化平台PSASP 潮流计算模块(LF)PSASP 暂态稳定计算模块(ST )PSASP 短路计算模块(SC )PSASP 最优潮流和无功优化计算模块(OPF )PSASP 静态安全分析模块(SA )PSASP 网损分析模块(NL)PSASP 静态和动态等值计算模块(EQ)PSASP 用户自定义模型和程序接口模块(UD/UPI)PSASP 直接法稳定计算模块(DST)PSASP 小干扰稳定分析模块(SST )PSASP 电压稳定分析模块(VST )PSASP 继电保护整定计算模块(RPS)PSASP 线性/非线性参数优化模块(LPO/NPO)PSASP 谐波分析模块(HMA)PSASP 分布式离线计算平台PSASP 电网风险评估系统PSASP 暂态稳定极限自动求解程序PSASP 负荷电流防冰融冰辅助决策系统PSASP 功能强大、使用方便、高度集成并开放,是具有我国自主知识产权的大型软件包。
电力系统潮流及短路电流计算程序汇总
班级:姓名:学号:一、作业要求编写程序计算图1所示算例系统的潮流及三相短路电流。
潮流计算:方法不限,计算系统的节点电压和相角。
短路电流:4号母线发生金属性三相短路时(zf=0),分别按照精确算法和近似算法计算短路电流、系统中各节点电压以及网络中各支路的电流分布,并对两种情况下的计算结果进行比较。
二、电路图及参数图1 3机9节点系统表1 9节点系统支路参数表2 9节点系统发电机参数表3 9节点系统负荷参数三、计算步骤(1) 进行系统正常运行状态的潮流计算,求得Ui (2) 形成不含发电机和负荷的节点导纳矩阵YN;(0)的并联组合;和导纳将发电机表示为电流源节点负荷用恒阻抗的接地支路表示;形成包括所有发电机支路和负荷支路的节点导纳矩阵Y,即在YN中的发电机节点和负荷节点的自导纳上分别增加发电机导纳yi和负荷导纳yLD,i(); Vi2Vi2*(4) 利用,计算节点阻抗矩阵,从而得到阻抗矩阵中的第f列;(5) 利用公式(6-7)或(6-10)计算短路电流;(6) 利用公式(6-8)或(6-11)计算系统中各节点电压;(7) 利用公式(6-9)计算变压器支路的电流;对输电线路利用П型等值电路计算支路电流。
四、计算结果节点导纳矩阵Yn:Columns 1 through 50 -17.3611i 0 0 0 +17.3611i 0 0 0 -16.0000i 0 0 0 0 0 0 -17.0648i 0 0 0 +17.3611i 0 0 3.3074 -39.3089i -1.3652 +11.6041i 0 0 0 -1.3652 +11.6041i 2.5528 -17.3382i 0 0 0 -1.9422 +10.5107i 0 0 0 +16.0000i 0 0 -1.1876 + 5.9751i0 0 0 0 0 0 0 0 +17.0648i 0 0Columns 6 through 90 0 0 00 0 +16.0000i 0 00 0 0 0 +17.0648i-1.9422 +10.5107i 0 0 00 -1.1876 + 5.9751i 0 03.2242 -15.8409i 0 0 -1.2820 + 5.5882i0 2.8047 -35.4456i -1.6171 +13.6980i 00 -1.6171 +13.6980i 2.7722 -23.3032i -1.1551 + 9.7843i-1.2820 + 5.5882i 0 -1.1551 + 9.7843i 2.4371 -32.1539i电压幅值:1.0400 1.0250 1.0250 1.0258 0.9956 1.0127 1.0258 1.0159 1.0324电压相角:0 0.1620 0.0814 -0.0387 -0.0696 -0.0644 0.0649 0.0127 0.0343节点有功:0.7164 1.6300 0.8500 0.0000 -1.2500 -0.9000 -0.0000 -1.0000 -0.0000节点无功:0.2705 0.0665 -0.1086 0.0000 -0.5000 -0.3000 -0.0000 -0.3500 -0.0000修正后的节点导纳矩阵Y:Columns 1 through 50 -20.6944i 0 0 0 +17.3611i 0 0 0 -19.3333i 0 0 0 0 0 0 -20.3982i 0 0 0 +17.3611i 0 0 3.3074 -39.3089i -1.3652 +11.6041i 0 0 0 -1.3652 +11.6041i 3.8716 -17.6627i 0 0 0 -1.9422 +10.5107i 0 0 0 +16.0000i 0 0 -1.1876 + 5.9751i0 0 0 0 0 0 0 0 +17.0648i 0Columns 6 through 90 0 0 00 0 +16.0000i 0 00 0 0 0 +17.0648i-1.9422 +10.5107i 0 0 00 -1.1876 + 5.9751i 0 04.1321 -16.0184i 0 0 -1.2820 +5.5882i0 2.8047 -35.4456i -1.6171 +13.6980i 00 -1.6171 +13.6980i 3.7323 -23.6669i -1.1551 + 9.7843i-1.2820 + 5.5882i 0 -1.1551 + 9.7843i 2.4371 -32.1539i节点阻抗矩阵Z的第4列:0.0463 + 0.1252i0.0329 + 0.0693i0.0316 + 0.0707i0.0552 + 0.1493i0.0589 + 0.1204i0.0562 + 0.1226i0.0397 + 0.0838i0.0416 + 0.0814i0.0378 + 0.0845i精确计算结果:短路电流:模值:6.4459相角:-71.9365节点电压模值:0.1831 0.5687 0.5427 0.0000 0.1466 0.1506 0.4537 0.44634 0 0.4495支路电流:i j Iij1 4 0.5779-3.1264i2 7 1.3702-1.4433i3 9 0.64294-1.4808i45 -0.77968+1.5248i 46 -0.6411+1.477i 57 -0.89528+1.6436i 6 9 -0.73353+1.5487i 78 0.50734+0.10234i 89 0.062766+0.056451i 近似计算结果:短路电流:模值:6.2838相角:-69.7198节点电压模值:0.1611 0.5214 0.51570.0000 0.1827 5 0.1675 0.4227 0.4348 0.4217五、程序流程图六、程序及输入文件 input_data.xls 文件:powerflow_cal.m 文件: l=9;%支路数 n=9;%节点数 m=6;%PQ节点数Yn=zeros(n);%初始化节点导纳矩阵YDATA1=xlsread('input_data.xls',1); %计算节点导纳矩阵Y for k=1:li=DATA1(k,1); j=DATA1(k,2); R=DATA1(k,3); X=DATA1(k,4); B2=DATA1(k,5); Yn(i,i)=Yn(i,i)+1i*B2+1/(R+1i*X); Yn(j,j)=Yn(j,j)+1i*B2+1/(R+1i*X);Yn(i,j)=Yn(i,j)-1/(R+1i*X); Yn(j,i)=Yn(j,i)-1/(R+1i*X);enddisp('节点导纳矩阵Yn:');disp(Yn);G=real(Yn);B=imag(Yn);DATA2=xlsread('input_data.xls',2);P=zeros(1,n);Q=zeros(1,n);U=ones(1,n);P(2:n)=DATA2(2:n,3);Q(4:n)=DATA2(4:n,4);U(1:3)=DATA2(1:3,5);%设置节点电压初值e(1)=DATA2(1,5);e(2:n)=1.0;f(1:n)=0.0;%设置迭代次数t=0;tmax=10;while t<=tmax%计算f(x)a(1:n)=0.0;c(1:n)=0.0;for i=2:nfor j=1:na(i)=a(i)+G(i,j)*e(j)-B(i,j)*f(j); c(i)=c(i)+G(i,j)*f(j)+B(i,j)*e(j); end endfor i=2:ndeltaP(i)=P(i)-e(i)*a(i)-f(i)*c(i); endfor j=4:ndeltaQ(j)=Q(j)-f(j)*a(j)+e(j)*c(j); endfor k=2:3deltaU2(k)=U(k)*U(k)-e(k)*e(k)-f(k)*f(k); endfx=[deltaP(2:n) deltaQ(4:n) deltaU2(2:3)]'; %计算雅克比矩阵J for i=2:nfor j=2:nif i~=jH(i,j)=-(G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i)); 8N(i,j)=B(i,j)*e(i)-G(i,j)*f(i);elseH(i,j)=-a(i)-(G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i));N(i,j)=-c(i)+(B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i));endendendfor i=4:nfor j=2:nif i~=jM(i,j)=B(i,j)*e(i)-G(i,j)*f(i);L(i,j)=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);elseM(i,j)=c(i)+(B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i));L(i,j)=-a(i)+(G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i));endendendfor i=2:3for j=2:nif i~=jR(i,j)=0;S(i,j)=0;elseR(i,j)=-2*e(i);S(i,j)=-2*f(i);endendendJ=[H(2:n,2:n) N(2:n,2:n);M(4:n,2:n) L(4:n,2:n);R(2:3,2:n) S(2:3,2:n)]; if max(abs(fx))<0.0001%输出结果break;else%求解修正方程获得dxdx=-J^(-1)*fx;dx=dx';e(2:n)=e(2:n)+dx(1:n-1);f(2:n)=f(2:n)+dx(n:2*(n-1));t=t+1;endendif t>tmaxstr='潮流计算不收敛';disp(str);elsea(1:n)=0.0;c(1:n)=0.0;for i=1:nfor j=1:na(i)=a(i)+G(i,j)*e(j)-B(i,j)*f(j); c(i)=c(i)+G(i,j)*f(j)+B(i,j)*e(j); end endfor i=1:nU(i)=e(i)+1i*f(i);amp(i)=abs(U(i));arg(i)=angle(U(i));P(i)=e(i)*a(i)+f(i)*c(i);Q(i)=f(i)*a(i)-e(i)*c(i);enddisp('电压幅值:');disp(amp);disp('电压相角:');disp(arg);disp('节点有功:');disp(P);disp('节点无功:');disp(Q);end%计算短路电流f=4;zf=0.0;%修正节点导纳矩阵Xd=DATA2(1:3,6);E=DATA2(1:3,7);for i=1:3Ii(i)=E(i)/(1i*Xd(i));endY=Yn;for i=1:3Y(i,i)=Y(i,i)+1/(1i*Xd(i));endfor j=4:nY(j,j)=Y(j,j)+(-P(j)+1i*Q(j))/(U(j)*U(j)); end disp('修正后的节点导纳矩阵Y:');disp(Y);Z=Y^(-1);disp('节点阻抗矩阵Z的第4列:');disp(Z(:,4));%精确计算disp('精确计算结果:');U0=U;If=U0(f)/(Z(f,f)+zf);amp=abs(If);arg=atand(imag(If)/real(If));disp('短路电流:');disp('模值:');disp(amp);disp('相角:');disp(arg);for i=1:nU(i)=U0(i)-Z(i,f)*If;amp=abs(U);enddisp('节点电压模值:');disp(amp);disp('支路电流: ');str=['i ' 'j ' ' Iij']; disp(str);for k=1:li=DATA1(k,1);j=DATA1(k,2);r=DATA1(k,3);x=DATA1(k,4);z=r+1i*x;I=(U(i)-U(j))/z;str=[num2str(i) ' ' num2str(j) disp(str); end%近似计算disp('近似计算结果:');U0(1:n)=1.0;If=U0(f)/(Z(f,f)+zf);amp=abs(If);arg=atand(imag(If)/real(If));disp('短路电流:');disp('模值:');disp(amp);11 num2str(I)];' 'disp('相角:');disp(arg);for i=1:nU(i)=U0(i)-Z(i,f)*If; amp=abs(U); enddisp('节点电压模值:'); disp(amp);。
电力系统分析大作业matlab三机九节点潮流计算报告
电力系统分析大作业一、设计题目本次设计题目选自课本第五章例5—8,美国西部联合电网WSCC系统的简化三机九节点系统,例题中已经给出了潮流结果,计算结果可以与之对照.取ε=0。
00001 .二、计算步骤第一步,为了方便编程,修改节点的序号,将平衡节点放在最后。
如下图:9第二步,这样得出的系统参数如下表所示:第三步,形成节点导纳矩阵。
第四步,设定初值:;,。
第五步,计算失配功率=0,=—1。
25,=—0.9,=0,=—1,=0,=1。
63,=0。
85;=0。
8614,=—0。
2590,=—0。
0420,=0。
6275,=—0.1710,=0。
7101。
显然,.第六步,形成雅克比矩阵(阶数为14×14)第七步,解修正方程,得到:-0.0371,—0.0668,—0.0628,0。
0732,0。
0191,0。
0422,0。
1726,0。
0908;0.0334,0。
0084,0。
0223,0.0372,0。
0266,0。
0400。
从而—0.0371,-0。
0668,-0。
0628,0。
0732,0。
0191,0。
0422,0.1726,0。
0908;1。
0334,1.0084,1。
0223,1。
0372,1.0266,1。
0400。
然后转入下一次迭代。
经三次迭代后。
迭代过程中节点电压变化情况如下表:迭代收敛后各节点的电压和功率:最后得出迭代收敛后各支路的功率和功率损耗:三、源程序及注释由于计算流程比较简单,所以编写程序过程中没有采用模块化的形式,直接按顺序一步步进行。
disp(’【节点数:】’);[n1]=xlsread(’input。
xls’,'A3:A3')%节点数disp('【支路数:】');[n]=xlsread('input。
xls’,’B3:B3')%支路数disp('【精度:】’);Accuracy=xlsread('input。
电力系统潮流计算
电力系统潮流计算简介潮流计算是电力系统运行与规划的重要工具之一,通过计算电力系统的节点电压、电流及功率等参数,可以帮助分析系统运行情况、评估电力系统稳定性和负荷承载能力,为电力系统的优化调度和规划提供依据。
本文将介绍电力系统潮流计算的基本原理和常用的数学模型,以及潮流计算的算法和应用。
潮流计算原理电力系统潮流计算是基于电力系统的等值模型进行的。
等值模型是对电力系统的复杂网络结构进行简化,将电力系统视为一组节点和支路的连接图,其中节点表示发电机、变电站和负荷,支路表示输电线路和变压器。
潮流计算的基本原理是基于电力系统的基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,通过建立节点电压和支路功率的方程组,求解方程组得到电力系统中各节点的电压、电流和功率等参数。
潮流计算可以分为直流潮流计算和交流潮流计算两种。
直流潮流计算直流潮流计算是将电力系统视为直流电路进行计算的一种简化方法。
在直流潮流计算中,各节点的电压都假设为恒定值,即不考虑电力系统中的电压相位差。
直流潮流计算可以较准确地求解直流电力系统的电压、电流和功率等参数,常用于电力系统的初始计算和短期稳定计算。
交流潮流计算交流潮流计算是对电力系统的交流特性进行全面分析和计算的方法。
交流潮流计算考虑电力系统中的电压相位差和电流谐波等复杂情况,可以求解电力系统中各节点的电压、电流和功率的精确值。
交流潮流计算常用于电力系统长期稳定计算、电力系统规划和扩容的分析等。
潮流计算数学模型潮流计算的节点电压方程假设电力系统有n个节点,节点的电压记为V i,支路的电流记为I ij。
根据基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律,可以得到潮流计算中节点电压方程的数学表达式:$$ \\begin{align*} \\sum_{j=1}^n Y_{ij}V_j &= I_{i}^g - I_{i}^l \\\\ I_{ij} &= Y_{ij} (V_i - V_j) \\end{align*} $$其中,Y ij是节点i和节点j之间的支路导纳,I i g和I i l分别是节点i的总注入电流和总负荷电流。
3机9节点潮流、短路仿真计算课程设计总结
3机9节点潮流、短路仿真计算课程设计总结以3机9节点潮流、短路仿真计算课程设计总结为标题的文章概述:本次课程设计主要涉及到3机9节点潮流和短路仿真计算。
通过对电力系统进行潮流计算和短路仿真,可以了解系统的电压、电流等重要参数,为系统的稳定运行提供参考。
本文将对本次课程设计的过程、结果和总结进行详细介绍。
一、潮流计算潮流计算是电力系统中常用的一种计算方法,用于确定系统中各节点的电压、电流等参数。
在本次课程设计中,我们使用了3台发电机和9个节点的电力系统进行潮流计算。
1.1 数据准备在进行潮流计算之前,需要准备系统的基本数据,包括发电机的有功功率、无功功率和电压,各节点的负荷功率和电压等信息。
通过收集和整理这些数据,我们可以建立电力系统的节点和支路信息。
1.2 潮流计算方法潮流计算可以使用不同的方法,如高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊法等。
在本次课程设计中,我们选择了高斯-赛德尔迭代法进行潮流计算。
该方法通过迭代计算各节点的电压和电流,直到满足收敛条件为止。
1.3 结果分析经过潮流计算,我们得到了系统中各节点的电压、电流等参数。
通过分析这些结果,我们可以了解系统中的电力流动情况,判断系统是否存在潮流过载、电压偏差等问题,并采取相应的措施进行调整和优化。
二、短路仿真计算短路仿真计算是针对系统发生故障时的一种计算方法,用于确定短路电流的大小和分布情况。
在本次课程设计中,我们使用了相同的3机9节点电力系统进行短路仿真计算。
2.1 短路故障类型短路故障可以分为对称短路和非对称短路两种类型。
对称短路是指系统中的故障电流对称分布,非对称短路则是指故障电流非对称分布。
在本次课程设计中,我们分别考虑了对称短路和非对称短路的情况。
2.2 短路电流计算方法短路电流的计算可以使用不同的方法,如阻抗法、对称分量法等。
在本次课程设计中,我们选择了阻抗法进行短路电流的计算。
该方法通过计算系统中各节点的阻抗和电压,确定短路电流的大小和分布情况。
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9节点电力系统潮流计算课程设计设计题目指导教师院(系、部)专业班级学号姓名期9节点电力网络潮流计算电气与控制工程学院日电气工程系课程设计标准评分模板目录1 PSASP软件简介 (1)1.1 PSASP平台的主要功能和特点 (1)1.2 PSASP的平台组成 (2)2 牛顿拉夫逊潮流计算简介 (3)2.1 牛顿—拉夫逊法概要.................................................................32.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算 (5)2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法 (6)3 九节点系统单线图及元件数据 (7)3.1 九节点系统单线图 (7)3.2 系统各项元件的数据 (8)4 潮流计算的结果 (10)4.1 潮流计算后的单线图...............................................................104.2 潮流计算结果输出表格...........................................................105 结论 (14)电力系统分析课程设计任务书9节点系统单线图如下:基本数据如下:表3 两绕组变压器数据负荷数据1 PSASP软件简介“电力系统分析综合程序”(Power System Analysis Software Package,PSASP)是一套历史悠久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序,是高度集成和开发具有我国自主知识产权的大型软件包。
基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持,PSASP可进行电力系统(输电、供电和配电系统)的各种计算分析,目前包括十多个计算机模块,PSASP的计算功能还在不断发展、完善和扩充。
为了便于用户使用以及程序功能扩充,在PSASP7.0中设计和开发了图模一体化支持平台,应用该平台可以方便地建立电网分析的各种数据,绘制所需要的各种电网图形(单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等);该平台服务于PSASP的各种计算,在此之外可以进行各种分析计算,并输出各种计算结果。
1.1 PSASP平台的主要功能和特点PSASP图模一体化支持平台的主要功能和特点可概括为:1. 图模支持平台具备MDI多文档操作界面,是一个单线图图形绘制、元件数据录入编辑、各种计算功能、结果显示、报表和曲线输出的集成环境。
用户可以方便地建立电网数据、绘制电网图形、惊醒各种分析计算。
人机交互界面全部汉化,界面良好,操作方便。
2. 真正的实现了图模一体化。
可边绘图边建数据,也可以在数据已知的情况下进行图形自动快速绘制;图形、数据自动对应,所见即所得。
3. 应用该平台可以绘制各种电网图形,包括单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等。
? 所有图形独立于各种分析计算,并为各计算模块所共享;? 可在图形上进行各种计算操作,并在图上显示各种计算结果;? 同一系统可对应多套单线图,多层子图嵌套;? 单线图上可细化到厂站主接线结构;1? 可定义各种模板,通过模板自动生成厂站主接线图及其数据;? 各种电网图形基于统一的图形组态定义,实现了各类元件样式的灵活定义和扩展。
4. 具备安全的数据构架,进行了层次化的数据保护,保证了电网数据和图形的安全性和一致性。
5. 该平台是开放的,基于该平台的应用软件(计算模块)的接入为“即插即用式”,便于对PSASP进行功能扩充。
便于PSASP程序模块定制剪裁及功能扩充,适应PSASP不断发展的需要。
6. 通过与实际厂站中物理元件的对应,实现PSASP与在线数据接口。
平台可接入SCADA/EMS等实际量测信息,实现PSASP在线分析计算。
7. 兼容PSASP各种版本的数据;提供与BPA、IEEE格式的数据接口。
8. 使用标准Qt图形库支持,保证了程序的多平台兼容性,可运行于Windows、Linux、UNIX操作系统下。
9. 除PSASP之外,该平台还可作为在线动态安全评估(DSA)、调度员培训模拟(DTS)等系统的运行支持平台。
10. 向AutoCAD、MatLab、Excel等通用软件开发。
1.2 PSASP的平台组成PSASP7.0图模一体化平台包括:? 基础数据库? 单线图? 地理位置接线图? 厂站主接线图? 计算作业数据库? 实时数据库? 用户自定义建模实时数据库是满足实时要求的主内存数据库,由于不需要在数据库文件和缓冲池间交换数据以及数据库缓存管理,实时数据库的处理速度和响应能力均优于商业数据库。
22 牛顿拉夫逊潮流计算简介2.1 牛顿—拉夫逊法概要潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题,求解的方法有很多种。
自从20世纪50年代计算机应用于电力系统以来,当时求解潮流的方法是以节点导纳矩阵为基础的逐次代入法,后来为解决节点导纳法的收敛性较差的问题,出现了以阻抗矩阵为基础的逐次代入法,到了20世纪60年代,针对阻抗法占用计算机内存大的问题又出现了分块阻抗法及牛顿—拉夫逊法。
牛顿—拉夫逊法是数学上解决非线性方程式的有效方法,有较好的收敛性,利用了导纳矩阵的对称性、稀疏性以及节点标号顺序优化的技巧,成为广泛研究非线性问题的潮流计算方法。
牛顿—拉夫逊法是常用的解非线性方程组的方法,也是当前广泛采用的计算潮流的方法,其标准模式如下。
设有非线性方程组f1?x1,x2,?,xn??y1?ff其近似解为x1?n??,,?,xn??y2??2x1x2???????,,?,?y?xxx12nnn??0?n(2—1)?0?,x?0?2,?,x。
设近似解与精确解分别相差?x,?x,?,12x,则如下的关系式应该成立f1?x1ff2(0)????x1,x2x1,x2x1,x2(0)????x2,?,xnx2,?,xnx2,?,xn(0)????xn??y1?xn?xn??x?x(0)1(0)(0)??(0)1n??(0)??(0)????y??2? ???y?n?(2—2)上式中的任何一式都可按照泰勒级数展开。
以第一式为例,3f1?x1?(0)??x1,x2??(0)(0)(0)x2,?,xn?? (0)xn??f1?x2f1?x1y1,x2,?,xn???f1?x1?x1??x2????f1?xn?xn??1(2—3)?式中:?f1?x1?f1?x2,??,?f1?xn分别表示以x1?0?,x2,?,xn?0??0?代入这些偏导数表示式时计算所得,?1则是一包含?x1,?x2,??xn的高次方与f1的高阶偏导数乘积的函数。
如近似解xi与精确解相差不大,则?xi的高次方可略去,从而?1也可略去,由此可以得到一组线性方程组,常称为修正方程组。
它可以用矩阵的形式表示??f?f????x10?x20??????f?f??????x10?x20???????????fn?fn????x10?x20???f?J?x (0)?f?y??1?y??2?? ???ynf1?x1ff2(0),x2,?,xn(0)(0)(0)?x?x(0)1,x2,?,xn(0)????(0)1n,x2,?,xn(0)(0)???xn0?????x1??f??????x2??xn0???????????xn???fn???xn0???(2—4)或者简写为(2—5)式中:J称为函数fi的雅可比矩阵;?x为由?xi组成的列向量;?f 则称不平衡量的列向量。
将xi代入,可得?f、J中的各元素。
然后用任何一种解线性代数方程的方法,可求得?xi,从而求得经第一次迭代后xi的新值(0)(0)xi?xi??(1)xi。
再将求得的xi代入,又可求得?f、J中各元素的新值,从而(2)(0)(1)解得?xi以及xi确的解。
?xi(1)??xi。
如此循环不已,最后可获得对初始式子足够精(1)42.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算把牛顿法用于潮流计算,要求将潮流方程改写成形如方程式(2—1)所示的形式。
节点电压和导纳可表示为?Ui?jfi(2—6)Yij?Gij?jBij将上述表示式代入Pi?jQi?Ui?YijUj的右端,展开并分出实部和虚部,j?1?n?便可得Pi?ei??Gijej?Bijfnj?1j??jfi??Gijfnj?1nj?Bijej?Bijej? (2—7)Qi?fi??Gijej?Bijfnj?1??e??Gij?1ijfj?按照节点的分类,PQ节点的有功功率和无功功率是给定的,第i个节点的给定功率设为Pis和Qis。
假定系统中的第1,2,3,?,m节点为PQ节点,对其中的每一个节点可列方程?Pi?Pis?Pi?Pis?ei??Gijej?Bijfnj?1nj??fi??Gijfnj?1nj?Bijej??0 Bijej??0?Q?iQis?Qi?Qis?fi??Gijej?Bijfj??ei??Gijfj?1j?1j??i?1,2,3,?,m? (2—8)PV节点的有功功率和节点电压幅值是给定的。
假定系统中的第m+1,m+2,?,n—1号节点为PV节点,则对其中每一节点可以列写方程?Pi?Pis?Pi?Pis?ei??Gijej?Bijfnj?1j??fi??Gijfnj?1j?Bijej??02i?U2is?U2i?U2is??e2i?f2i??05?i?m?1,m?2,?,n?1??n(2—9)第n号节点为平衡节点,其电压U ?en?fn是给定的,故不参加迭代。
式(2—8)和(2—9)中总共包含了2(n—1)个方程,待求变量有e1,f1,e2,f2,??,en?1,fn?1,也是2(n—1)个。
同时可以看到方程式(2—8)和(2—9)已经具备方程组(2—4)的形式?W??J?U(2—10)再将上式用雅可比的矩阵方程组来表示出来,用牛顿—拉夫逊法依次迭代数据求得精确的潮流计算。
这一方法在当代的电力系统计算和分析中得到了广泛的应用和开发。
2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法形成了雅可比矩阵后并建立了修正方程式,运用牛顿—拉夫逊法计算潮流的核心问题已解决,已有可能列出基本计算步骤并编制流程图。
显然,其修正方程式有两中不同表示方式,但牛顿—拉夫逊法潮流计算的基本步骤却大体上一致,如下几步:(1)形成节点导纳矩阵YB;(2)设各节点电压的初值ei,f(0)(0)i;(3)将各节点电压初始值代入式(2—9)中,求修正方程式中的不平衡量?Pi(0),?Qi和?U(0)(0)i2;(4)将各节点电压的初值代入雅可比矩阵表达式中,求修正方程式的系数矩阵;(5)解修正方程式,求各节点电压的变化量,即修正量?ei、?f (6)计算各节点电压的新值,即修正后的值(0)(0)i;eiei?(0)??ei(0);fi?f(0)i??f(0)i;(2—11)(7)运用各节点电压新值顺次进行下一次迭代;(8)计算平衡点功率和线路功率。