配电网的潮流计算毕业设计
电力系统潮流计算-工程大学机电学院毕业设计
电力系统潮流计算-工程大学机电学院毕业设计摘要潮流计算是电力系统的一项重要分析功能,是进行故障计算,继电保护整定,安全分析的必要工具。
是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。
电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
潮流计算是电力系统的各种计算的基础,同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能,在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中,都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案和现有电力系统运行方式的合理性,可靠性和经济性。
实际电力系统的潮流技术那主要采用牛顿-拉夫逊法。
传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面,结果显示不直观,难于与其他分析功能集成。
网络原始数据输入工作量大且易于出错。
随着计算机技术的飞速发展,MICROSOFT WINDOWS操作系统早已被大家所熟悉,其友好的图形用户界面已成为PC机的标准,而DOS操作系统下的应用程序因其界面不够友好,开发具有WINDOWS风格界面的电力系统分析软件已成为当前的主流趋势。
另外,传统的程序设计方法是结构化程序设计方法,该方法基于功能分解,把整个软件工程看作是一个个对象的组合,由于对某个特定问题域来说,该对象组成基本不变,因此,这种基于对象分解方法设计的软件结构上比较稳定,易于维护和扩充。
本文介绍了图形化潮流计算软件的开发设计思想和总体结构,阐述了该软件所具备的功能和特点。
结合电力系统的特点,软件采用MATLAB语言运行于WINDOWS操作系统的图形化潮流计算软件。
本系统的主要特点是操作简单,图形界面直观,运行稳定。
计算准确。
计算中,算法做了一些改进,提高了计算速度,各个类的有效封装又使程序具有很好的模块性。
可维护性和可重用性。
关键词:电力系统潮流计算;牛顿—拉夫逊法潮流计算;MATLABAbstractPower flow calculation is an important function of the electric power system is analyzed, fault calculation, relay protection, safety analysis tools necessary. Is the calculation of the steady state operation of normal and fault conditions of complex power system under the. The results of power flow calculation is the basis of computation and fault analysis of power system stability. Power flow calculation is the basis of all kinds of power system calculation, and it is also an important function of power system analysis, the research on the operating mode of power system planning and design of the existing power system, need to use power flow calculation to quantitative comparison of the rationality of power supply scheme and operation mode of the existing power system, reliability and economy. The actual power flow technology that mainly uses the Newton-Raphson method.The traditional flow calculation program lacks a graphical user interface, the display is not intuitive, it is difficult to integrate with other analysis function. The network input data and heavy workload and error prone. With the rapid development of computer technology, Microsoft windows operating system has long been familiar, its friendly graphical user interface has become PC standard, and the application of the DOS operating system because of its interface is not friendly enough, the power system analysis software development with windows style interface has become the main trend. In addition, the traditional design method is a structured program design method, this method is based on the function decomposition, the software engineering as a combination of objects, due to a particular problem domain, the composition of the object is essentially the same, therefore, based on the software structure of the object decomposition method on the design of stable, easy to maintain and expansion.The development of design idea and overall structure of this paper introduces the graphical power flow calculation software, expounds the function and features of the software. According to the characteristics of the power system, the graphical trend MATLAB language operating system running on a windows calculation software. The main feature of this system is simple, intuitive graphical interface, accurate calculation of stable operation. In the calculation, the algorithm made some improvements, improve the calculation speed, and the effective encapsulation of class program module has good maintainability and reusability.Keywords: power flow calculation; Newton Raphson power flow calculation; MATLAB目录引言 (1)第1章电力系统潮流计算概述 (2)1.1电力系统叙述 (2)1.2潮流计算简介 (2)1.3潮流计算的意义及其发展 (3)第2章潮流计算的数学模型 (4)2.1导纳矩阵的原理及计算方法 (4)2.2潮流计算的基本方程 (8)2.3电力系统节点分类 (10)2.4潮流计算的约束条件 (11)第3章牛顿-拉夫逊法概述 (12)3.1牛顿-拉夫逊法基本原理 (12)3.2牛顿--拉夫逊法潮流求解过程 (13)3.3牛顿—拉夫逊法的程序框图 (18)第4章MATLAB概述 (20)4.1MATLAB简介 (20)4.2MATLAB应用在潮流计算中的优势 (20)4.3矩阵的运算 (21)第5章潮流计算主界面设计实现 (23)5.1主界面介绍 (23)5.2数据初始化 (23)5.3潮流计算 (24)5.4数据处理 (25)5.5数据传递的问题 (25)5.6例:某电网接线图及给定的参数 (26)5.7运算结果 (26)第6章系统潮流计算的前沿算法及发展前景 (33)6.1保留非线性算法 (33)6.2最优潮流分析法 (33)6.3OPF分析法 (34)结论与展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录A:基于MATLAB的牛顿拉夫逊法潮流计算程序清单 (38)附录B:外文文献及译文 (41)附录C:参考文献的题录摘要 (48)插图清单图2-1双绕组变压器原理图 (6)图2-2变压器等值电路 (7)图2-3潮流计算用的电网结构图 (8)图2-4潮流计算等值网络 (8)图3-1牛顿—拉夫逊法的程序框图 (17)图5-1某电网接线图 (24)引言潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
毕业设计论文电力系统潮流计算
毕业设计论文电力系统潮流计算电力系统潮流计算是电力系统规划、运行和控制的重要手段之一、通过潮流计算可以得到电力系统各节点的电压、功率以及潮流分布情况,为电力系统设计、调度和运行提供依据和指导。
本文综述了电力系统潮流计算的基本原理和方法,包括节点电流法、节点电压法和改进的细节模型法,并对其应用进行了分析和总结。
首先,本文介绍了电力系统潮流计算的基本原理。
电力系统潮流计算是对电力系统的网络拓扑、导纳参数和负荷进行建模,以求解电压、功率和电流的分布情况。
潮流计算的基本方程包括潮流方程和功率方程,其中潮流方程描述了节点电压和功率之间的关系,功率方程用于求解节点功率。
然后,本文详细介绍了电力系统潮流计算的三种主要方法。
节点电流法是最早的潮流计算方法之一,基于基尔霍夫电流定律和欧姆定律,通过对节点电压和导纳参数进行迭代求解,得到电力系统的潮流分布情况。
节点电压法是目前应用最广泛的潮流计算方法之一,基于基尔霍夫电压定律和潮流方程,通过对节点电压进行迭代求解,得到电力系统的潮流分布情况。
改进的细节模型法是近年来提出的一种新的潮流计算方法,考虑了电力系统的细节模型,通过对网络细节进行建模,提高了潮流计算的准确性和效率。
最后,本文对电力系统潮流计算的应用进行了总结和分析。
电力系统潮流计算在电力系统设计、规划和运行中扮演着重要的角色,可以用于电力系统的负荷预测、设备选型、线路配置和电压控制等方面。
同时,电力系统潮流计算也面临着一些挑战和问题,如大规模电力系统的计算复杂性、潮流计算的实时性和稳定性等。
因此,今后需要进一步研究和发展基于高性能计算、智能算法和优化方法的电力系统潮流计算技术,提高计算效率和准确性,为电力系统的规划和运行提供更好的支持。
综上所述,电力系统潮流计算是电力系统规划、运行和控制的重要手段之一,具有广泛的应用前景和研究价值。
本文对电力系统潮流计算的基本原理和方法进行了综述,分析了其应用和存在的问题,为电力系统潮流计算的进一步研究和应用提供了参考。
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电力系统潮流计算毕业论文摘要潮流计算是在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量的条件下,计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。
本文以电力系统分析知识为基础,通过《电力系统分析综合程序》(PSASP)对已有实际电网进行潮流计算,大大缩短了计算时间,提高了计算精度;并通过PSASP 7.0版地理位置接线图宏观地显示电网的潮流分布,进行潮流仿真,为电网的电压调整以及静态和暂态稳定等计算提供必要的基础数据。
关键词:电力系统潮流计算;PSASP;收敛;电压调整ABSTRACTPower system flow calculation is given in power system network topology, components and power generation, load parameters, calculates active power, reactive power and voltage in the grid distribution. This paper is based on the knowledge of power system analysis for the foundation, and then uses the power system analysis sofeware package (PSASP) to have practical grid for flow calculation, greatly reducing the calculation time, improve the calculation accuracy; And through the PSASP version 7.0 geographic position wiring diagram to show the power distribution, the tide simulation, to provide the necessary basic data for grid voltage adjustment and static and transient stability calculation, etc.Keywords:Power flow calculation system; PSASP; Convergence; V oltage adjustment目录1 绪论 (1)1.1潮流计算简介 (1)1.2电力系统的结线方式和电压等级 (2)1.2.1 几种典型的结线方式及特点 (2)1.2.2 电力系统的电压等级 (3)1.3电力系统的潮流计算一般步骤 (3)1.4本设计的网络特点 (5)1.5本电网潮流计算与仿真的主要步骤 (5)2 电力网基本元件的数学模型 (6)2.1线路模型 (6)2.2变压器的模型 (7)2.2.1 双绕组变压器的参数和数学模型 (7)2.2.2 三绕组变压器的参数和数学模型 (9)2.3负荷模型 (10)2.4电力系统节点分类 (11)2.5小结 (12)3复杂电力系统潮流的计算机算法 (13)3.1节点电压方程 (13)3.2功率方程 (14)3.3牛顿—拉夫逊法迭代求解方程组 (14)3.4牛顿—拉夫逊法(直角坐标)潮流计算 (17)3.4.1 潮流计算时的修正方程式 (17)3.4.2 潮流计算的基本步骤 (19)3.5本章小结 (20)4 本电网的潮流计算与仿真 (21)4.1本电网的潮流计算 (21)4.1.1 建立基础元件数据库 (21)4.1.2 潮流计算作业的建立和计算 (24)4.1.3 结果输出 (26)4.2本电网潮流仿真 (27)5 PSASP潮流结果的处理 (29)5.1潮流结果的分析 (29)5.2电力系统的电压调整 (29)5.3本电网的电压调整后的潮流结果 (31)6 结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1 绪论1.1 潮流计算简介(1)潮流计算电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。
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摘要:潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。
根据系统给定的运行条件,网络接线及元件参数,通过潮流计算可以确定各母线的电压,包括电压的幅值和相角,各元件流过的功率,整个系统的功率损耗等一系列系统中的潮流数据.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,牛顿—拉夫逊Newton—Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法,有较好的收敛性。
将N-R法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础的,由于利用了导纳矩阵的对称性,稀疏性及节点编号顺序优划等技巧,使N—R法在收敛性,占用内存,计算速度等方面的优点都超过了阻抗法。
同时本文也应用了电力系统潮流计算仿真软件DDTR与利用程序计算的结果进行比较,使计算的结果更加准确.利用成形的程序对系统中出现的各种情况,例如负荷的变化以及线路上所发生的变化进行计算,并对母线上不满足范围的数据进行调控,使得系统处于一个较稳定的状态。
关键词牛顿-拉夫逊法(Newton—Raphson)潮流计算与DDRT仿真潮流计算结果分析与调控一、问题重述(即课程设计任务书)1、系统图如图1所示: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( 300MW ),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20MW ;发电厂二总装机容量为( 200MW )。
3、变电所资料:(一)变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为:35KV 10KV 35KV10KV (二)变电所的负荷分别为:50MW 50MW 40MW 60MW变电所1 变电所2母线电厂一 电厂二(三) 每个变电所的功率因数均为cos φ=0.85;(四)变电所1和变电所3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2和变电所4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。
【精品】含分布式电源的配电网潮流计算与分析
含分布式电源的配电网潮流计算与分析毕业设计(论文)题目含分布式电源的配电网潮流计算与分析资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除I含分布式电源的配电网潮流计算与分析摘要电力系统迅速发展,分布式电源的应用也越来越多。
分布式电源在并入电网以后,会对配电网的电压、网络损耗等产生一定的影响,所以对分布式电源并网后的潮流计算研究显得尤为重要。
本文中,首先对分布式电源的定义和国内外的形势做了介绍。
对于用到的数学算法进行了介绍,然后总结了常用的潮流算法。
针对PQ算法用于配电网的不足提出了改进的方法(BX法),并且在此基础上加入了二范数。
对于5、9、14以及33节点的网络进行了算例分析,在5、9节点的网络中改善的算法能够使PQ算法很好的收敛,但是在14、33节点的网络中效果不是很明显,该算法还有待提高。
总的来说BX是能够改进PQ算法的,但是还存在不足,需要对这个算法进行改善,一定会改善PQ算法的,使该算法能够完全的适用于所有的配电网。
关键词:分布式电源、PQ算法、配电网、BX法Abstract资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除IWith rapid development of the power system, the application of distributed generator supply become ordinary. Power grid with distributed generator will influence the voltage ,network loss of the power distribution network.So the research of power grid with distributed generat or ‘s power flow calculation is particularly important.In this article, the definition of distributed generator supply and the situation of both at home and abroad is produced firstly. Used for mathematical algorithm are introduced, and then summarizes the common trend of the algorithm Aiming at the shortcomings of the PQ algorithm used in distribution network is put forward to improve the method, the method (BX). For 5, 9, 14 and 33 nodes of network has carried on the example analysis, in 5 and 9 nodes in the network to improve the algorithm can make the PQ good convergence, but at 14, 33 nodes in the network effect is not obvious, so the algorithm needs to be improved.The BX method is able to perfect the PQ algorithm, but there are insufficient, it is necessary to improve the algorithm, I think BX will improve PQ algorithm, the algorithm can be completely applied to all of distribution network.Keywords: distributed generator, the PQ algorithm, the BXmethod ,power grid资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除II目录第一章绪论 (1)1.1 设计PQ算法在配网中应用的意义 (1)1.2 国内外对分布式电源潮流计算算法的研究现状 (3)1.3 本文的主要内容 (6)第二章配电网潮流计算的方法 (8)2.1前推回代法 (8)2.2牛顿-拉夫逊法 (9)2.3快速分解法(PQ分解法) (11)2.4 含分布式电源的处理 (13)第三章数学方法介绍及应用 (14)3.1 因子表法的介绍及应用 (14)3.1.1因子表的介绍 (14)在解代数方程组的时候通常的方法有两种,一种是直接法(又称精确法),另一种是间接法(又称迭代法)。
基于前推回代法的配电网潮流计算设计
基于前推回代法的配电网潮流计算设计哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书基于前推回带法的配电网潮流计算的研究摘要电力系统的潮流计算在电力系统稳态分析和电力系统设计中有很重要的作用,潮流计算也是电力系统暂态分析的基础。
潮流计算是根据给定的系统运行条件来计算系统各个部分的运行状况,主要包括电压和功率的计算。
配电网潮流计算是配电管理系统高级应用软件功能组成之一。
本课题在分析配电网元件模型的基础上,建立了配电网潮流计算的数学模型。
由于配电网的结构和参数与输电网有很大的区别,因此配电网的潮流计算必须采用相适应的算法。
配电网的结构特点呈辐射状,在正常运行时是开环的;配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长且分支比较多,配电线路的线径比输电网细导致配电网的R/X较大,且线路的充电电容可以忽略。
配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法,文中对前推回代法的基本原理、收敛性及计算速度等进行了理论分析比较。
经过C语言编程,运行算例表明,前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点,此方法是配电网潮流计算的有效算法,具有很强的实用性。
关键词:电力系统;配电网;潮流计算;前推回代法- IV -Study on distribution network power flowcalculationAbstractPower flow calculation has a very important role in power system steady-state analysis and power system design, and it is also the basis of transient analysis in power system. Flow calculation is based on given conditions of the power system and calculates the operational status of every part of the system, including voltage and power.With the development and application of the power electronics installations, the pollution of the harmonics becomes more and more serious in the network. The reactive source is used widely in many fields. Many kinds of methods based on the active filter to restrain the harmonics and to compensate the reactive power are taken into this field. And the detection of harmonics and reactive current is very crucial to harmonic restraint and reactive compensation. This thesis starts with the definition of the Fryze time-domain theory and the instantaneous reactive power theory, and the methods for harmonics detecting and reactive current based on these theories is also discussed respectively in this thesis. Thereafter , taking the three-phase three-wire symmetrical circuits as research object, using the software which named PSCAD/EMTDC, simulation model through which we can make computer simulation is built based on Fryze theory and instantaneous reactive power theory. From the interrelated wave we got from simulation, the fundamental reactive current we got from calculation and generalized instantaneous reactive current we got from detection. Those theories have the advantage of their own in detecting the harmonic- IV -result of the research indicates that Fryze theory has specific physical meanings, easily to be realized and calculated, but it need a longer delay time. Instantaneous reactive power theory has the advantage of a shorter delay time, much more exactly in detecting the harmonic and reactive current.Keywords:Power systems;fryze theory;instantaneous reactive power theory;harmonic;reactive current- IV -目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................. I I 第1章绪论.. (1)1.1 配电网潮流计算研究目的及意义 (1)1.2 潮流计算问题的发展及配电网潮流计算的现状 (2)1.3 本文主要内容 (4)第2章配电网潮流计算方法 (5)2.1 配电网特点及对算法的要求 (5)2.1.1配电网的分类 (5)2.1.2配电网的特点 (5)2.1.3配电网潮流算法的要求 (6)2.2 电力网数学模型 (6)2.2.1 输电线路的数学模型 (7)2.2.2 变压器的等值电路 (8)2.3配电网潮流计算概述 (9)2.3.1 潮流计算的概述 (10)2.3.2配电网潮流计算的概念 (10)2.3.3 配电网潮流计算的特点 (10)2.4 配电网潮流常用求解算法 (11)2.4.1 主干馈线节点功率计算 (11)2.4.2 主干馈线节点电压计算 (13)第3章配电网潮流计算前推回代法编程 (16)3.1程序流程图 (16)3.2程序编译 (17)第4章配电网潮流计算程序仿真 (19)4.1算例分析 (19)4.2程序运行 (20)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录A英文文献 (28)附录B中文译文 (36)- IV -第1章绪论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以及系统的界限情况确定整个电力系统各个部分的运行状态:各母线的电压。
毕业设计论文电力系统潮流计算
题目:电力系统潮流计算专业:电力系统及其自动化班级:研11级12班学号: ********** 学生姓名:***指导教师:***2012年 5 月 10 日第1章绪论1.1课题背景电力是衡量一个国家经济发展的主要指标,也是反映人民生活水平的重要标志,它已成为现代工农业生产、交通运输以及城乡生活等许多方面不可或缺的能源和动力。
电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。
为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、经济、优质的电能。
潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。
是电力系统研究人员长期研究的一个课题。
MATLAB自1980年问世以来,它的强大的矩阵处理功能给电力系统的分析、计算带来许多方便。
在处理潮流计算时,其计算机软件的速度已无法满足大电网模拟和实时控制的仿真要求,而高效的潮流问题相关软件的研究已成为大规模电力系统仿真计算的关键。
随着计算机技术的不断发展和成熟,对MATLAB 潮流计算的研究为快速、详细地解决大电网的计算问题开辟了新思路。
1.2选题意义电力系统已经与我们的生活息息相关,不可分割。
进行电力系统潮流计算是保证电力系统正常运行的必要计算。
具体来讲电力系统潮流计算具有以下意义:(1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。
(2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。
含分布式电源的配电网潮流计算毕业设计(学术参考)
教=学毕业论文设计题目:含分布式电源的配电网潮流计算教=学毕业论文含分布式电源的配电网潮流计算摘要在分布式电源系统当中,主要是它和大电网的供电系统起到了一个相互补充和协调的作用,主要是利用了现有的综合设备以及资源,从而可以给用户提供一个更为良好的并且可靠的电能应用方式。
因为分布式电源通过了并网以后,它对于在各个地区的电网运行和在其结构当中都发生很大的变化,有一定的影响,所以,分布式的电源潮流计算就能起到了一定的作用,这也是作为评估的重要方式之一,作为优化电网运行重要的理论基础,通过长期的研究证明,技术已经较为成熟,有利于电网长足的发展。
现在,新能源开发利用的分布式发电技术已经成为了电力工业一个新的研究热点。
目前,国内外在研究基于分布式电源的潮流计算方法主要围绕在牛顿拉夫逊法(newton-raphson method,NR)、前推回代法、高斯Zbus 3 种方法。
在配电网潮流计算方面,本文分局接口的模型的不同将DG分为PQ,PV,PI和PQ(V)等四种节点类型,并为每种节点类型DG建立了潮流计算模型。
在传统潮流计算方法的基础上,结合各点类型DG的潮流计算模型,提出了适用于含不同类型DG的配电网潮流计算方法,并以IEEE33算例验证了算法的可行性。
关键词:配电网,分布式电源,潮流计算教=学ABSTRACTIn the distributed power system, mainly it and large power grid power supply system to a mutual supplement and coordination role, mainly is the use of existing integrated equipment and resources, and can provide users with a more good and reliable electricity can be used.Because of the distributed power supply through the grid after it for power grid operation in various regions and in the structure have taken place great changes, certain influence, so distributed power flow calculation will be able to play a certain role, it is also regarded as one of the important ways to evaluate the, as an important theoretical basis for power grid operation optimization, through long-term research proof, technology has been more mature, is conducive to the rapid development of the grid.Now, new energy development and utilization of distributed generation technology has become a new research focus in the power industry. At present, research at home and abroad based on distributed power flow calculation method mainly focus on Newton Raphson (Newton-Raphson,NR), forward and backward substitution method, ZBUS Gauss 3 kinds of methods. In terms of power flow calculation, this paper divides DG into PQ, PV, PI and PQ (V) and other four kinds of node types, and establishes the power flow calculation model for each node type DG. In the traditional power flow calculation method based on, combined with the trend of the type of DG calculation model, is proposed, which can be used with different types of DG distribution network power flow calculation method, and the IEEE 33 examples to verify the feasibility of the algorithm.Keywords: Distribution Network, Distributed Power Supply, Power Flow Calculation教=学教=学目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)目录 (V)第一章绪论 (7)1.1选题背景及意义 (7)1.2含分布式电源的配电网研究的现状 (8)1.2.1 分布式电源的发展及应用概况 (8)1.2.2 分布式电源的潮流算法研究现状 (9)1.3本文主要工作 (10)第二章分布式电源的建模 (11)2.1 太阳能光伏发电 (11)2.1.1 光伏发电的工作原理 (11)2.1.2 光伏发电的模型 (12)2.2 燃料电池 (14)2.2.1燃料电池的工作原理 (14)2.2.2 燃料电池的模型 (15)2.3 风力发电 (16)2.3.1 风力发电的工作原理 (16)2.3.2 风力发电的模型 (16)第三章配电网潮流计算 (19)3.1 配电网潮流计算的概述 (19)3.1.1 配电网潮流计算的基本要求 (19)3.2基于回路分析法的配电网潮流计算 (20)3.2.1回路分析法基础 (20)3.3基于回路分析法的潮流直接算法 (21)第四章含分布式电源的配电网潮流计算 (24)4.1分布式电源的模拟 (24)4.1.1 PQ恒定型分布式电源 (24)4.1.2 PI恒定型分布式电源 (24)4.1.3 PQ(V)分布式电源 (25)4.1.4 PV恒定型分布式电源 (25)4.1.5 分布式电源的处理方法 (26)4.2含DG的潮流计算方法 (27)4.2.1 配电网拓扑结构的矩阵描述 (27)4.2.2 潮流算法的实现 (28)4.2.3 潮流算法的流程 (30)4.2.4 含DG配电网潮流计算方法的实现 (31)4.3算例分析 (32)结论 (34)参考文献 (35)附录 (37)致谢 (38)教=学第一章绪论1.1选题背景及意义随着负荷的快速增长以及电力市场的逐步推行,传统的集中式发电已经不能满足当今社会对电力及能源供应的需求。
Ybus潮流计算 毕业设计
摘要电力系统潮流计算是电力系统分析中最基本的一项计算,也是电力系统从未间断的研究课题,人们一直再追求一种适应性强、计算速度快且收敛可靠的潮流算法。
本文在以往传统阻抗法基础上,确立了PV节点新的迭代公式,并在求解过程中利用消去等值手段,得出了完全以节点导纳矩阵为基础进行计算的快速Ybus潮流算法。
本算法原理清楚,简单直观,计算速度快,并且也不受R/X比值的影响,在电力系统配电网络和输电网络算例中都能够可靠的收敛。
同时快速Ybus算法在保证PV节点间相角差较小的收敛前提下,收敛因子据顶系统收敛素的的快慢。
应用Ybus算法计算了节点检测系统,并且与牛顿—拉夫逊法、快速解耦法进行比较分析。
关键词:电力系统;潮流计算;快速Ybus算法AbstractPower flow calculation is a calculation of the basic power system analysis, also the power system has never stopped the research topics, it has been the pursuit of an adaptable, the calculation is fast and reliable convergence trend algorithm. On the basis of the past, traditional impedance method to establish a new iterative formula of the PV nodes, elimination and in the solution process using equivalent means to come to a full node admittance matrix calculated on the basis of rapid Ybus power flow algorithm. The principle of this algorithm is clear, the implementation of the program is simple and intuitive, fast calculation, and also from the impact of the R / X ratio, reliable convergence in the case of electricity distribution network and transmission network operator. At the same time the fast Ybus algorithm to ensure that the phase angle difference smaller PV nodes, the convergence factor, according to the top of the convergence factors of the speed of convergence under the premise. The application Ybus algorithm to calculate node detection system, and a comparative analysis of the Newton - Raphson, fast decoupled method.Key Words:Power system;Flow calculation;The fast Ybus algorithm目录摘要 (1)Abstract (1)1 绪论 (3)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 目前国内外技术水平现状 (4)1.3 论文研究的内容及其框架 (4)2 各种传统潮流计算方法 (6)2.1 阻抗矩阵迭代法 (6)2.1.1 阻抗矩阵基本迭代公式 (6)2.1.2 各类节点的迭代计算公式 (7)2.2 牛顿—拉夫逊法 (11)2.3 快速解耦法 (17)3 快速Ybus潮流算说明 (20)3.1 迭代公式 (20)3.1.1 PQ节点 (20)3.1.2 PV节点 (21)3.1.3 求解过程中的消去等值 (24)3.2 与阻抗法的异同 (25)4 快速Ybus潮流计算方法收敛性分析 (27)4.1 收敛原理 (27)4.2 算法收敛性的算例分析 (31)4.2.1 5节点算例分析 (31)4.2.2 初值选取和R/X对算法收敛性影响的分析 (32)5 实例算法的对比分析 (33)5.1 快速Ybus算法与牛顿法、快速解耦法算例对比分析 (33)5.1.1 IEEE3节点检测系统 (33)5.1.2 IEEEl0节点测试系统 (34)5.2 收敛特性分析 (35)结论 (37)参考文献 (38)附录A 10节点系统 (40)致谢 (42)1绪论最初,电力系统潮流计算是通过人手算的。
潮流计算毕业设计
目录1 引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题综述 (1)1.3 本设计主导思想 (1)2 工程论述 (3)2.1 设计内容 (3)2.2 设计的基本要求 (3)3 区域电力网规划设计方案 (3)3.1 网络方案 (3)3.2 关于设计方案一的论述 (6)3.3 关于设计方案二的论述 (12)3.4 关于方案一的电能损耗计算 (19)3.5 关于方案二的电能损耗计算 (22)3.6 最优方案的确定 (25)4 短路电流计算 (26)4.1 电抗参数计算 (26)4.2 火电厂短路电流计算 (28)4.3 2号变电站短路电流计算 (29)4.4 1号变电站短路电流计算 (31)4.5 4号变电站短路电流计算 (33)4.6 3号变电站短路电流计算 (35)4.7 水电厂短路电流计算 (37)5 选择高压断路器和隔离开关 (38)5.1 火电厂高压断路器和隔离开关的选择 (38)5.2 2号变电站高压断路器和隔离开关的选择 (39)5.3 1号变电站高压断路器和隔离开关的选择 (40)5.4 4号变电站高压断路器和隔离开关的选择 (42)5.5 3号变电站高压断路器和隔离开关的选择 (43)5.6 水电厂高压断路器和隔离开关的选择 (44)6 潮流计算 (45)6.1 丰水期最大负荷情况下的潮流计算 (45)6.2 丰水期最小负荷情况下的潮流计算 (51)6.3 枯水期最大负荷情况下的潮流计算 (55)6.4 枯水期最小负荷情况下的潮流计算 (61)7 调压计算及无功补偿 (64)7.1 2号变电站无功补偿 (64)7.2 1号变电站无功补偿 (64)7.3 3号变电站无功补偿 (65)7.4 4号变电站无功补偿 (65)8 总结 (66)参考文献 (67)谢辞 (68)附录 (69)1 引言1.1 课题背景由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等)转化成电能,再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。
毕业设计论文---基于pscad的配电网潮流计算
太原理工大学毕业设计(论文)任务书第1页第2页第3页基于PSCAD/EMTDC的配电网稳态潮流分析与仿真摘要在电力系统的正常运行中,随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变,网络中的损耗也将发生变化。
要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的,因此系统运行中个节点出现电压的偏移是不可避免的。
为了保证电力系统的稳定运行,要进行潮流调节。
潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节,因此潮流计算在电力系统的规划设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。
随着电力系统及在线应用的发展,计算机网络已经基本完善,为电力系统的潮流计算提供了物质基础。
电力系统潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容,也是电力系统运行及设计中必不可少的工具。
EMTDC/PSCAD仿真作为一种高效的电力系统仿真分析软件,可以较为简单地模拟复杂电力系统, 包括直流输电系统和其相关的控制系统。
可利用该仿真软件对电力电子电路进行仿真,本文以电力系统分析为基础以电力系统配电网电路为例对其进行仿真分析,从而进一步熟悉配电网潮流计算的基本知识。
关键词:潮流计算, EMTDC/PSCAD仿真, 电力系统Analysis and Simulation of the steady state power flow in distribution network based on PSCAD/EMTDCAbstractIn the normal operation of the power system, with the change of the mode of operation and system load changes, loss in the network will also change. To ensure strict voltage are rated all users at any time is impossible, so the system is running in a node voltage offset is inevitable. In order to ensure the stable operation of power system, for power flow regulation. Power flow calculation is the realization of power system security and economy of power supply of the necessary and important work segment, so the load flow calculation in power system planning and design, operation, management and scientific research have a wide range of applications.With the development of power system and online application, the computer network has been basically perfect, provides the material basis for the power system load flow calculation. Power flow calculation is the basic content of power system analysis, design and operation of power system is an essential tool. EMTDC/PSCAD simulation for power system simulation is an efficient analysis software, can be a relatively simple simulation of complex power system, including the DC transmission system and its related control system. For simulation of power electronic circuit by using the simulation software, based on the analysis of power system based on the circuit of power system distribution network as an example simulation analysis on the basic knowledge, thus further familiar with the distribution network power flow calculation.Keywords: power flow calculation, EMTDC/PSCAD simulation, power system目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。
简单的潮流计算本科毕业设计.doc
简单的潮流计算本科毕业设计摘要本文分别对4节点电力网络,5节点电力网络和30节点的电力网络进行简单的电力网络的潮流计算,采用C++软件平台编制潮流程序,分别采用牛拉法和PQ快速解耦法编制了两个程序,通过对比两种算法的计算结果、迭代精度和迭代次数,进而分析得出两种潮流计算机方法的特点。
电力系统的潮流计算是用来监测和研究有关于电力系统稳态运行状况的基本计算,是电力系统规划设计、运行与分析的基本工具。
为提高电力网络系统自动化操作的快速性及准确性,而且让系统可以进行安全、系统地进行实时分析,电力网络的潮流变化信息是一项重要的资源,所以对于电力网络进行潮流计算是现在潮流计算的发展的一个方面。
本文的主要内容就是基于简单电力网络地潮流计算设计,结合牛顿-拉夫逊法潮流计算,采用PQ快速解耦发潮流计算程序,完成基于C语言的电力系统潮流计算程序的设计。
在电力系统在正常运行的情况下,通过对电力系统的潮流(功率、电压、相角等)来对电力系统网络的某一个特定时间点的运行状态进行描述。
本文基于以上的基础知识对于电力系统网络潮流计算进行了设计、仿真,并且分析了在不同场景两种计算方法的结果精确度。
关键词:C++编程;潮流计算;牛顿-拉夫逊算法;PQ快速解耦法;迭代比较ABSTRACTElectric power network, this article respectively to four node 5 node power network with 30 nodes of power network to carry on the simple electric network power flow calculation, using c + + software platform trend program, with rafa and PQ fast decoupling method created two programs, by comparing the calculation results of two algorithms, iterative precision and the number of iterations, then analysis the characteristics of the two methods of trend of the computer。
配电网潮流计算方法分析与实现
毕业设计报告(论文) 题目:配电网潮流计算方法分析与实现所属系电子工程系专业电气工程及其自动化学号********姓名刘坚圣指导教师刘海涛起讫日期2010.3 -------- 2010.6设计地点东南大学成贤学院毕业设计报告(论文)诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告(论文)及取得的成果是在导师指导下完成,引用他人成果的部分均已列出参考文献。
如论文涉及任何知识产权纠纷,本人将承担一切责任。
学生签名:日期:摘要配电网潮流计算是配电管理系统高级应用软件功能组成之一。
本课题在分析配电网元件模型的基础上,建立了配电网潮流计算的数学模型。
由于配电网的结构和参数与输电网有很大的区别,因此配电网的潮流计算必须采用相适应的算法。
配电网的结构特点呈辐射状,在正常运行时是开环的;配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长且分支较多,配电线路的线径比输电网细导致配电网的R/X较大,且线路的充电电容可以忽略。
配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法,文中对前推回代法的基本原理、收敛性及计算速度等进行了理论分析比较。
仿真算例表明,前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点,此方法是配电网潮流计算的有效算法,具有很强的实用性。
关键词配电网,潮流计算,前推回代法AbstractFlow solution of distribution networks is one of software in DMS. Because of the different structures between transmission networks and distribution networks, the corresponding methods in flow solution of distribution networks must be applied. Distributions network is radial shape and in the condition of regular is annular. Another characteristic of distribution networks is cabinet minister of distribution long than transmission networks. The line diameter of distribution networks is thin than transmission networks, it cause R/X is large of distribution networks and the line’s capacitance can neglect. Load flow calculation of distributions network use back/ forward sweep. It has some peculiarities such as simple procedures and good restrain and so on. This method of distribution network is an effective method of calculating the trend, with some practicality.Key words :distribution network,load flow calculation,back/ forward sweep目录摘要 (III)Abstract (IV)1绪论 (1)1.1配电网的分类 (1)1.2配电网运行的特点及要求 (1)1.3配电网潮流计算的意义 (1)1.4配电网潮流计算的研究现状 (2)1.5Matlab运用简介 (2)1.6本课题要完成的工作 (4)2电力网基本元件模型 (5)2.1线路模型 (5)2.2变压器的模型 (8)2.3负荷的模型 (13)2.4电力系统节点分类 (14)2.5小结 (15)3配电网潮流计算的介绍与分析 (16)3.1配电网潮流计算的概述 (16)3.2配电网潮流计算的基本要求 (16)3.3配电网潮流计算的特点 (17)3.4配电网潮流计算的方法 (17)3.5辐射状配电网潮流计算方法比较 (21)3.6小结 (26)4 基于前推回代法的配电网潮流计算实例分析 (27)4.1配电网前推回代的基本算法 (27)4.2基于支路电流的前推回代法 (30)4.3基于支路电流的前推回代法求解步骤 (31)4.4基于支路电流的前推回代法德流程图 (34)4.5算例分析 (35)4.6小结 (42)5结论 (43)致谢 (44)参考文献(Referevces) (45)附录1:外文资料翻译………………………………………………………………………附录2:源程序………………………………………………………………………………1绪论1.1 配电网的分类在电力网中重要起分配电能作用的网络就称为配电网;配电网按电压等级来分类,可分为高压配电网(35—110KV),中压配电网(6—10KV,苏州有20KV的),低压配电网(220/380V);在负载率较大的特大型城市,220KV电网也有配电功能。
电力系统潮流计算毕业论文
电力系统潮流计算毕业论文目录一、............. 电力系统潮流计算概述 (1)二、..................... 节点导纳矩阵 (1)1.节点导纳矩阵及其各元素的物理意义 (1)2.节点导纳矩阵的特点 (1)3.算法推导 (2)3.1 励磁支路 (2)3.2 线路支路 (2)3.3 变压器支路 (3)4.程序实现方法和技巧 (3)4.1 变量说明 (3)4.2 支路参数设置技巧 (4)5.程序框图 (5)6.矩阵输出格式控制 (6)三、......... 潮流计算的原理及实现方法 (6)1.牛顿—拉夫逊法(直角、极坐标) (6)1.1 牛顿—拉夫逊法简介 (6)1.2 算法推导 (8)a. 直角坐标 (8)b. 极坐标 (11)1.3 程序实现方法和技巧 (12)1.4 直角坐标和极坐标的比较 (13)1.5 程序框图 (14)2.高斯—塞得尔法 (15)2.1 高斯—塞得尔法简介 (15)2.2 算法推导 (15)2.3 程序框图 (17)3.P-Q分解法 (18)3.1 P-Q分解法简介 (18)3.2 算法推导 (18)3.3 程序框图 (21)4.节点功率、功率分布及网损计算 (22)4.1 节点功率 (22)4.2 支路功率 (22)a. 变压器支路 (23)b. 线路支路 (24)c. 励磁支路 (24)4.3 网络损耗 (24)四、..................... 主程序结构图 .. (25)五、.........................程序清单 .. (26)六、..................... 程序计算实例 .. (47)1.实例容 (47)2.程序初值 (48)3.运行结果 (48)3.1 节点导纳矩阵 (48)3.2 牛顿极坐标 (49)3.3 牛顿直角坐标 (50)3.4 高斯塞得尔 (51)3.5 P-Q分解法 (51)4.运行界面 (52)七、....... 毕业设计的成果、经验和不足 .. (56)1.程序设计的优点 (56)2.程序中的不足 (56)3.毕业设计成果 (57)4.毕业设计体会 (57)参考书目 (58)电力系统潮流计算一、 电力系统潮流计算概述潮流计算是电力系统中最基本的计算,它在给定电网结构、参数及决定电力系统运行状态的边界条件的情况下,通过计算来确定电力系统的运行状态。
含分布式电源的配电网潮流计算
哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书学生姓名:赵新阳学号:0903010932学院:电气与电子工程学院专业:电气工程及其自动化任务起止时间:2013 年2月25 日至2013年 6 月20 日毕业设计(论文)题目:含分布式电源的配电网潮流计算毕业设计工作内容:1、查阅国内外相关参考文献,要求阅读30篇以上文献,了解当今电力系统的发展状况,及目前含分布电源配电网潮流计算的相关问题;2、理解掌握各类分布电源的工作特点及相应的数学模型;3、掌握电源节点类型转换原则,并自学前推回代法的基本计算原理;4、熟悉C语言和matlab运行环境;5、编写潮流计算程序,并通过IEEE算例验证程序的可靠准确行;6、撰写论文,准备答辩。
资料:1张洪信.赵清海.ANSYS有限元分析完全自学手册.机械工业出版社,20082盛剑霓.电磁场数值分析.科学出版社,19843冯慈章.马西奎.工程电磁场导论.高等教育出版社,20074贺德馨.风洞天平.国防工业出版社,2001指导教师意见:签名:年月日系主任意见:签名:年月日教务处制表含分布式电源的配电网潮流计算摘要世界性的能源危机和环境污染催生了电力行业对新能源的需求。
随着负荷的快速增长。
当今社会对电力供应的质量和安全可靠性提出了更高的要求。
基于新能源开发利用的分布式发电技术成为了电力工业一个新的研究热点。
由于分式电源的引入,电源的节点类型出现了PQ、PI、PV、PQ(V)节点,传统的牛顿拉夫逊算法已不再适用,本文提出了一种改进的前推回代算法。
首先,分析了分布式电源的工作原理和运行方式,并根据它们并网的特点分别建立各自的数学模型;其次,对分布式电源并网时归为哪一类节点进行了理论分析,并对不同类型的分布式电源进行等效处理。
在IEEE 33系统中进行了实例计算,计算数据表明本文提出的算法能够统一处理各种分布式电源。
关键词分布式电源;配电网;潮流计算;前推回代算法Power Flow Algorithm for Distribution Network with Distributed GenerationsAbstractThe worldwide energy crisis and the environmental pollution have made great contribution to the demands of new energy, especially in the power industry. With the rapid growth of the load, nowadays, the better quality, more safety and reliability of power supply are required. Based on the development and utilization of new energy, DGs(Distributed Generators) technologies become a new hotspot in the power industry. Because the introducing of a large number of DGs, the node type of the power appears PQ, PI, PV, PQ(V). so research of back/forward sweep algorithm in radical electric power was my job. Firstly, the working principle and operation mode of DGs is analyzed. According to the characteristics of DGs when they are connected to the grid, it establish their mathematical models in power flow. Secondly, through theory analyses of the every DGs connection with grid and decide they belong to which kind, and this paper give equivalent processes to different types of DGs. For the PV node, processing method is based on iterative voltage invariance and its active power invariance, in order to solve the PV node injection current. At last this paper uses back/forward sweep algorithm to calculate power flow and carries out the simulation with IEEE 33 test system. The simulation data shows that the proposed algorithm will be united to deal with a variety of DGs.Keywords Distributed Generations, distribution network, Power flow calculation, Back/forward sweep algorithm目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 含分布式电源的配电网研究的现状 (2)1.2.1 分布式电源的发展及应用概况 (2)1.2.2 分布式电源的潮流算法研究现状 (3)1.3 本文主要内容 (5)第2章各种分布式电源的建模 (6)2.1 太阳能光伏发电 (6)2.1.1 光伏发电的工作原理 (6)2.1.2 光伏发电的模型 (7)2.2 燃料电池 (9)2.2.1燃料电池的工作原理 (10)2.2.2 燃料电池的模型 (10)2.3 风力发电 (11)2.3.1 风力发电的工作原理 (11)2.3.2 风力发电的模型 (11)2.4 微型燃气轮机 (13)2.4.1 微型燃气轮机的工作原理 (13)2.4.2 微型燃气轮机的模型 (14)2.5 分布式电源的节点类型分析 (14)第3章分布式电源的模拟 (15)3.1 PQ恒定型分布式电源 (15)3.2 PI恒定型分布式电源 (15)3.3 PQ(V)分布式电源 (15)3.4 PV恒定型分布式电源 (16)3.4.1 PV节点补偿电流计算..................................... 错误!未定义书签。
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毕业设计(论文)题,目配电网潮流计算与程序设计目录摘要一.配电网潮流概述 (5)1.1配电网潮流计算的目的与意义 (5)1.2潮流计算方法概述 (5)1.2.1 牛顿——拉夫逊法 (6)1.2.2 快速解耦法 (6)1.2.3 回路阻抗法 (9)1.2.4 前推回代法 (11)1.3 本文工作 (11)二.配电网网络模型 (11)2.1元件模型 (11)2.1.1 电力线路的数学模型 (11)2.1.2 变压器的等值电路 (13)2.2网络模型 (15)三:基于matlab的配电网潮流计算算法 (16)3.1配电网潮流计算算法原理 (16)3.2 matlab的概述 (19)3.3程序设计 (21)3.3.1 牛顿--拉夫逊法潮流求解过程 (21)3.3.2牛顿—拉夫逊法的程序框图 (25)四:算例 (27)参考文献 (28)致谢 (29)配电网潮流计算与程序设计学生:石昊晨指导教师:刘会家(三峡大学国际文化交流学院)摘要:本文首先分析了配电网的特点及对算法的要求,然后建立配电网潮流计算模型。
针对配电网潮流计算的现状进行了全面分析,深入讨论了目前各方法的特点,并从收敛性及其他性能指标进行了比较分析;详细研究用的比较广泛的牛顿——拉夫逊法,并以广度优先顺序搜索策略作为理论基础。
针对某地区配电网的具体情况,选取IOKV的配电网子系统进行潮流计算。
利用MATLAB 2009a 进行了基于牛顿——拉夫逊法的配电网的潮流计算程序。
由计算结果可知,该算法具有一定的优越性,软件的开发具有一定的实用性。
关键词:电力系统,配电网潮流,牛顿——拉夫逊法,MATLAB程序设计Abstract:In this paper, ungrounded system, the characteristics of non-zero sequence path, a three-phase decoupled power flow calculation method. This method ignores the influence of zero sequence components, making the three-phase asymmetrical load caused by phase coupling decoupling to be achieved by the phase flow calculation. The algorithm flow algorithm to the existing distribution network in the three-phase node voltage equation 3n-order decomposition of the node voltage equation of three n-order, so no matter what kind of algorithm can greatly save memory and computation for the distribution network to achieve by phase analysis provides a good way. In this paper, a system of 36 nodes to verify the results show that the method can fully into account the impact of unbalanced three-phase loads, a better computational speed and accuracy.Keywords:power systems, phase decoupling, power flow, back/forward sweep algorithm一. 电力系统潮流概述1.1配电网潮流计算的目的与意义电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
可以说,潮流计算是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是电力系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。
潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布及功率损耗等。
即潮流计算是对电力系统的功率分布和电压分布的计算, 其具体任务就是编制系统的调度计划和电气设备检修计划, 确定电力系统中变压器分接头位置和系统中枢点与电压控制点的电压曲线, 进行事故运行方式的分析, 为电力系统短路和稳定计算提供数据, 为继电保护及自动装置整定与电力系统设计和规划提供依据等。
潮流计算的目的是对现有电力系统的正常运行状态进行分析, 以提示必要的改进措施, 同时为新建系统或扩建系统的有关分析、计算打下基础。
配电网潮流计算是配电网经济运行、系统分析等的重要基础,但由于配电网与输电网有着明显的差异:配电网具有环形结构, 而通常以开环方式运行。
通常呈辐射状,支路比值较大,分支线较多;配电线路中的R/X 比值偏大使输电网中常用的潮流计算算法如传统的牛顿法和快速分解法在应用于配电网潮流计算时容易形成病态而无法收敛,因此,研究适合于配电网的潮流算法也是至关重要的。
目前,输电系统潮流计算方法已较为成熟,而且获得了广泛的实际应用。
但随着电力系统规模的不断扩大,潮流方程的阶数越来越高,对这种规模的方程并不是采用任何数学方法都能保证给出正确答案的,因此,这也成为促使电力系统研究人员不断寻求新的、更可靠的潮流计算方法的动力。
随着现代电力系统大系统、强非线性与多元件的特点日益突出, 其计算量与计算复杂度急剧增加。
旧的计算机软件在处理潮流计算时, 其速度已无法满足大电网模拟和实时控制的仿真要求, 而高效的潮流问题的相关软件的研究已成为大规模电力系统仿真计算的关键。
1.2潮流计算方法概述与输电网相比,配电网的网络结构有着明显的差异:配电网的网络呈现辐射状,在正常运行是开环的,只有在倒换负荷或发生故障时才有可能出现短时环网运行或多电源运行的情况;配电线路的总长度较输电网络要长且分支较多,配电线的线径比输电线细,导致配电网的 R/ X 较大,无法满足ij G << ij B 的 PQ 解耦条件,所以在输电网中常用的快速解耦算法在配电网中难以收敛;由于配电网络直接面向用户,所以网络节点众多。
八十年代中期到九十年代中期,随着国际国内电力企业对配电网管理的重视程度的不断加深,对配电网潮流的研究也广泛开展起来,这期间出现了众多结合配电网特殊结构而开发的简单迭代算法。
从模型求解过程上可分为牛顿——拉夫逊法、快速解耦法、回路阻抗法和前推回代法。
1.2.1 牛顿——拉夫逊法电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算,是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。
潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。
即节点电压和功率分布,用以检查系统各元件是否过负荷。
各点电压是否满足要求,功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。
对现有电力系统的运行和扩建,对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础。
潮流计算结果可用如电力系统稳态研究,安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。
实际电力系统的潮流技术那主要采用牛顿-拉夫逊法。
牛顿--拉夫逊法(简称牛顿法)在数学上是求解非线性代数方程式的有效方法。
其要点是把非线性方程式的求解过程变成反复地对相应的线性方程式进行求解的过程。
即通常所称的逐次线性化过程。
对于非线性代数方程组:()0f x = 即 12(,,,)0i n f x x x = (1,2,,)i n = (3-1) 在待求量x 的某一个初始估计值(0)x 附近,将上式展开成泰勒级数并略去二阶及以上的高阶项,得到如下的经线性化的方程组:(0)'(0)(0)()()0f x f x x +∆= (3-2) 上式称之为牛顿法的修正方程式。
由此可以求得第一次迭代的修正量(0)'(0)1(0)[()]()x f x f x -∆=- (3-3) 将(0)x ∆和(0)x 相加,得到变量的第一次改进值(1)x 。
接着就从(1)x 出发,重复上述计算过程。
因此从一定的初值(0)x 出发,应用牛顿法求解的迭代格式为:'()()()()()k k k f x x f x ∆=- (3-4) (1)()()k k k x x x +=+∆ (3-5) 上两式中:'()f x 是函数()f x 对于变量x 的一阶偏导数矩阵,即雅可比矩阵J ;k 为迭代次数。
有上式可见,牛顿法的核心便是反复形式并求解修正方程式。
牛顿法当初始估计值(0)x 和方程的精确解足够接近时,收敛速度非常快,具有平方收敛特性。
牛顿潮流算法突出的优点是收敛速度快,若选择到一个较好的初值,算法将具有平方收敛特性,一般迭代4~5次便可以收敛到一个非常精确的解。
而且其迭代次数与所计算网络的规模基本无关。
牛顿法也具有良好的收敛可靠性,对于对以节点导纳矩阵为基础的高斯法呈病态的系统,牛顿法也能可靠收敛。
牛顿法所需的内存量及每次迭代所需时间均较高斯法多。
牛顿法的可靠收敛取决于有一个良好的启动初值。
如果初值选择不当,算法有可能根本不收敛或收敛到一个无法运行的节点上。
对于正常运行的系统,各节点电压一般均在额定值附近,偏移不会太大,并且各节点间的相位角差也不大,所以对各节点可以采用统一的电压初值(也称为平直电压),如假定:(0)1i U = (0)0i θ= 或 (0)1i e = (0)0i f = (1,2,,;)i q n i s =≠ (3-6)这样一般能得到满意的结果。
但若系统因无功紧张或其它原因导致电压质量很差或有重载线路而节点间角差很大时,仍用上述初始电压就有可能出现问题。
解决这个问题的办法可以用高斯法迭代1~2次,以此迭代结果作为牛顿法的初值。
也可以先用直流法潮流求解一次以求得一个较好的角度初值,然后转入牛顿法迭代。
1.2.2 快速解耦法为了改进牛顿法在内容占用量及计算速度方面的不足,早在 1974 年有人提出的快速解耦法(对称 P-Q 分解法)是较成功的一种算法;它是密切结合高压电力系统固有特点,对牛顿法改进后得到的一种方法。
原理是根据系统有功决定于电压相角的变化,而无功主要决定于电压模值的变化这一特性,并进行合理假设:(1)线路两端的相角差不大,且ij ij G B <<,即认为 cos 1ij θ≈ ;sin ij ij ij G B θ<<;(2)与节点无功功率对应的导纳/i i Q U 远小于节点的自导纳ij B ,即2i i ij Q U B <<。