基于PSAT的电力系统潮流计算仿真.doc

电力系统潮流计算一、 原始资料1、系统图：IEEE14节点。2、原始资料：见IEEE14节点标准数据库二、 设计基本内容系统潮流图 1、 系统潮流计算方法和优化调整措施 简述计算计算法原理并比较NR法和PQ分解法计算潮流的特点:电力系统潮流计算的计算机方法原理电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。因此潮流计算所用的电力网络是由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，普通采用的是节点法，节点电压与节点电流之间的关系 （11）展开式为 （12）在工程实际中，已知的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率，为此必须应用联系节点电流和节点功率的关系式 （13）将式（13）代入式（12）得到 （14）交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示 或 （15）而复数导纳为 （16）将式（15）、式（16）代入以导纳矩阵为基础的式（14），并将实部与虚部分开，可以得到以下两种形式的潮流方程。潮流方程的直角坐标形式为（17）（18）潮流方程的极坐标形式为（19） （110）以上各式中，表示号后的标号的节点必须直接和节点相联，并包括的情况。这两种形式的潮流方程通常称为节点功率方程，是牛顿拉夫逊等潮流算法所采用的主要数学模型。PQ分解法派生于以极坐标表示的牛顿-拉夫逊法。分析NR法和PQ分解法计算潮流的特点NR法特点：1. 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45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。 2. 具有良好的收敛可靠性，对于前面提到的对以节点导纳矩阵为基础的高斯一塞德尔法呈病态的系统，牛顿法均能可靠地收敛。 3. 牛顿法所需的内存量及每次迭代所需时间均较前述的高斯一塞德尔法为多，并与程序设计技巧有密切关系。PQ法特点：1. 以一个(n-1)阶和一个(m-1)阶系数矩阵B、替代原有的系数矩阵J，提高了计算速度，降低了对贮存容量的要求。 2. 以迭代过程中保持不变的系数矩阵B、替代原有的系数矩阵J，显著的提高了计算速度。 3. 以对称的系数矩阵B、替代原有的系数矩阵J，使求逆等运算量和所需的储存容量都大为减少。对潮流结果进行分析，评价该潮流断面的运行方式安全性和经济性: 潮流断面也称输电断面。在实际电力系统中，系统调度人员往往仅根据地理位置，将联络电源中心与负荷中心的若干线路选为一个输电断面。在某一基态潮流下，有功潮流方向相同且电气距离相近的一组输电线路的集合称为输电断面。安全性：各节点电压满足电压波动的一般要求，既满足电压波动在5%。基于安全性相关的其他因素，暂时还没有涉及，暂不作考虑。经济性：经计算可知，本断面网损率为4.95%，基本满足一般的网损要求，即一般要求在4%5%之间即为较经济。基于经济性相关的其他因素，暂时还没有涉及，暂不作考虑。分析调节系统中薄弱环节： 由仿真结果分析可知，节点6电压最低成为系统进行的最大隐患。下面对系统中，如何提高全网电压最低点电压进行讨论：牺牲电压去满足无功电源与无功负荷的平衡，提高节点电压，应该增发无功。通过调节发电机端电压调压本质：发电机是无功电源，增发无功，且6节点有发电机，可直接调节6节点不用增加新设备，从而不需要增加投资（发电机母线没有负荷时，在95%100%范围内调压，发电机母线有负荷时，一般采用逆调压）通过补偿设备调压和组合调压并联电容器，调相机或静止补偿器，降低网络中的功率和能量损耗并不能提高节点6电压水平，也不能减小线路负担和损耗。通过调节变压器变比调节通过调节变压分触头，即调节变压器的变比，实际调节了线路的阻抗值，以调压。采用该方法能有效提升节点电压，并对掐节点的影响较少，同时调节变压器分触头并不需要进行额外的投入，是一种十分经济的调节方法。分析各种调整措施的特点并比较它们之间的差异:发电机调压，因不用附加设备，不需要附加投资。当然，应该尽量避免无功的远距离传输，否则不仅会增大有功损耗，而且对电压的调节也不利。有载调压变压器可带负荷调压，而无载变压器只能停运调压。经常性的变压器调压，只能采用有载调压变压器（或串联加压器，很少）。随着电压质量的要求逐渐提高，目前在500KV、200KV、和110KV电网中，广泛采用有载调节变压器，而35KV和10KV电网常采用无载调压变压器。变压器调压不能解决无功平衡问题，当无功不足时，变压器调节甚至坑内加剧无功不足并引发发电机电压稳定问题。无功不足的系统，首要问题是增加无功电源，以采用并联电容器、调相机或静止补偿器为宜。其中，调相机因运行、维护费用大成为淘汰设备，而静止补偿器因为投资大爷应用很少。就地无功补偿既能调压又能减少电网中的无功功率传输，从而降低有功损耗，因此也在电网中广泛采用。一般都在变压器的低压侧设置可控的无功补偿设备（如多组并联电容器组），已达到无功的就地补偿目的。而500KV变电站还常配置不可控的500KV高压并联电抗器（高抗），以补充线路过剩的充电无功。串联补偿电容器，因其设计、运行方面的问题很少采用。为了合理选择调压措施，应进行综合技术经济比较。本课题中，提高电压等级，在相同的传输功率的情况下，适当