潮流计算论文 (1)

电力系统课程设计论文

——潮流计算

学院：电气工程学院

专业：电气工程及其自动化

班级：电自0000

姓名：00

学号：**********

电力系统课程设计论文——潮流计算

内容摘要：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（幅值和相角），各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。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计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。

潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，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。运用电子计算机计算一般要完成以下几个步骤：建立数学模型，确定解算方法，制订计算流程，编制计算程序。

这次课程设计主要是给定网络地理接线图和各元件电气接线关系，以及各个变电所的负荷以及对个别节点的电压和功率的要求，需要我们画出等效电路图，在计算出各元件参数的基础上，运用牛顿---拉夫逊法, 运用MATLAB软件进行潮流计算，对给定题目进行分析计算，再应用DDRTS软件，构建系统图进行仿真，利用DDRTS软件绘制系统图，进行同样过程的潮流分析，并与MATLAB计算结果进行比较。两种结果比较接近，符合要求，最终得到合理的系统潮流。通过调节各变压器的非标准变比，求解出符合题中要求的各个节点电压，各元件流过的功率以及各条支路的功率损耗等参数。

本次课程设计用到的知识：

1．电力系统潮流计算的基本概念,对电力系统、网络的构成，网络的已知参量以及网络需要求解的未知量等有基本的了解，了解电网各母线类型。

2. 方程和导纳矩阵的形成,掌握网络的基本方程式，非标准变比变压器的模拟实验方

法及导纳矩阵的形成。

3．线性代数方程组的解算方法：高斯消去法.

4．电力系统潮流求解算法：了解用于电力系统潮流计算的牛顿—拉夫逊法，及实现框图。

5．实验（上机）内容

（1）学会形成导纳阵

（2）学会形成B1阵B2阵

（3）学会用Matlab调试程序

（4）学会由结果分析问题

关键词：牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）变压器及非标准变比无功调节潮流计算 Matlab

目录

一、电力系统潮流计算以及变量的概述

·变量分类…………………………………………………………………………………·节点控制…………………………………………………………………………………

二、题目原始资料

三、课程设计内容及要求

·课程设计基本内容………………………………………………………………………·课程设计成品基本要求…………………………………………………………………

四、解题主要思路

·网络等值电路……………………………………………………………………………·参数计算…………………………………………………………………………………·等值电路…………………………………………………………………………………·形成B1、B2矩阵…………………………………………………………………………·修改程序…………………………………………………………………………………·运行调试…………………………………………………………………………………·DDRTS软件仿真……………………………………………………………………………

五、潮流的计算

·牛顿–拉夫逊潮流计算法的求解过程…………………………………………………·牛顿–拉夫逊潮流计算法的计算框图…………………………………………………

六、改变负荷进行潮流计算

·4个变电所的负荷同时以2%的比例增大…………………………………………………·四个变电所负荷同时减小2%……………………………………………………………·1、4降2%，2、3增2%………………………………………………………………………

七、改变网络结构进行潮流计算

·断开环网中的1、5回线…………………………………………………………………·断开环网中的1、6回线…………………………………………………………………·断开环网中的5、6回线…………………………………………………………………

九、设计心得

·损耗分析……………………………………………………………………………………

八、设计心得

·我的收获…………………………………………………………………………………

九、参考文献

十、附录——程序清单

一、电力系统潮流计算以及变量的概述

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。

广义的潮流计算给定的变量可以是四个变量中的任意组合，共有十五种节点类型，此外四个变量都不给定也是一种节点，故可能是十六种类型，为了适应联络线功率给定的要求，广义潮流还考虑将线路的有功功率给定及五功功率的给定作为潮流平衡方程式。本次课程设计主要应用拉牛顿——拉夫逊潮流计算。

变量的分类：

扰动变量：负荷消耗的有功、无功功率—1L P 、1L Q 、2L P 、2L Q

控制变量：电源发出的有功、无功功率——1G P 、1G Q 、2G P 、2G Q

状态变量：母线或节点的电压大小和相位——1U 、2U 、1δ、2δ

在这十二个变量中，负荷消耗的有功和无功功率无法控制，因它们取决于用户，它们就称为不可控变量或是扰动变量。电源发出的有功无功功率是可以控制的自变量，因此它们就称为控制变量。母线或节点电压的大小和相位角——是受控制变量控制的因变量。

为了保证系统的正常运行必须满足以下的约束条件：①m in Gi P ＜Gi P ＜max Gi P min Gi Q ＜Gi Q ＜max Gi Q ；②min i U ＜i U ＜m ax i U ；③∣i δ—j δ∣

m in <∣i δ—j δ∣< ∣i

δ—j δ∣max

节点的分类：

⑴ 第一类称PQ 节点。等值负荷功率Li P 、Li Q 和等值电源功率Gi P 、Gi Q 是给定的，从而注入功率i P 、是给定的，待求的则是节点电压的大小和相位角i δ。属于这类节点的有按给定有功、无功率发电的发电厂母线和没有其他电源的变电所母线； ⑵ 第二类称PV 节点。等值负荷和等值电源的有功功率Li P 、 Gi P 是给定的，从而

注入有功功率i P 、i Q 是给定的。等值负荷的无功功率Li Q 和节点电压的大小 i U 也

是给定的。待求的则是等值电源的无功功率Gi Q ，从而注入无功功率i Q 和节点电压的相位角i δ。有一定无功功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线都可以作为PV 节点；

⑶ 第三类平衡节点。潮流计算时一般只设一个平衡节点。等值负荷功率Gi P 、Gi Q 是给定的，节点电压的大小和相位也是给定的。担任调整系统频率任务的发电厂母线往