基于P-Q解耦法的电力系统潮流计算

上海电力学院上海电力学院 本科毕业设计 论文 本科毕业设计 论文 题 目 基于 P Q 解耦法的电力系统潮流计算 院 系 电力与自动化工程学院 专业年级 电气工程及其自动化 届 学生姓名 学号 指导教师 200 年月日 摘要 摘要摘要 本文对潮流计算做了简单的概述 并着重讨论了 P Q 分解法基本理 论及算法流程 以及他的建模过程和实现原理 并使用 MATLAB 语言进 行了 P Q 分解法的潮流计算程序说明 更直观的为大家展现了 P Q 分解 法在潮流计算当中的运用 关键词关键词 潮流计算 P Q 分解 摘要 Abstract This article has done a calculation of the trend outlined in a simple and focused on the PQ decomposition process of the basic theory and algorithm as well as his modeling process and the realization of the principle And the use of MATLAB language of the PQ decomposition description of the procedures for the flow calculation More intuitive for you to show the PQ decomposition method in which the use of power flow calculation KEY WORD POWER FLOW CALCULATION P Q DECOMPOSITION METHOD 目录 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 1 潮流计算的基本概念 1 1 1 1 电力系统潮流计算的基本概述 1 1 2 潮流计算的几种算法 2 1 2 1 高斯 塞德尔潮流计算 2 1 2 2 牛顿 拉夫逊法潮流计算 1 1 2 3 P Q 分解法 2 1 2 4 直流潮流 3 第二章 潮流计算模型及算法 6 2 1 基于 P Q 分解法的潮流计算模型 6 2 1 1 P Q 分解法的基本原理 6 2 1 2P Q 分解法的修正方程式 9 2 2 基于 P Q 分解法的潮流计算实现框图 13 2 2 1P Q 分解法潮流程序框图 13 第三章 算例分析 1414 3 1 初值设置 1414 3 1 1 4 节点网络原始数据 14 3 1 2 给定的潮流计算的初始数据 14 3 1 3 最终的节点电压 15 3 1 4 最终线路上的功率 15 3 1 53 1 5 最终平衡节点功率最终平衡节点功率 1515 3 3 2IEEE 30 结果 1919 第四章 结语 2222 致谢 24 参考文献 25 目录 附录 A IEEE 14 节点系统原始数据 1 附录 B IEEE 30 节点系统原始数据 2 附录 C P Q 分解法潮流计算程序 4 第一章 绪论 第一章第一章 绪论绪论 1 11 1 潮流计算的基本概念潮流计算的基本概念 1 1 11 1 1 电力系统潮流计算的基本概述电力系统潮流计算的基本概述 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 即各母线的电压 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的分析比较供电方案或运行方式的合 理性 可靠性和经济性 此外电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定 的基础 所以潮流计算是研究电力系统的一种最基本和最重要的计算 电力系统潮流计算分为离线计算和在线计算 前者主要用于系统规划设计 安 排系统的运行方式 后者则用于正在运行系统的实时监视和实时控制 本质上离线 和在线潮流计算原理是相同的 都应满足如下几点要求 1 计算方法可靠 收敛性好 2 占用较少的计算机内存 3 计算速度高 4 用户界面友好 方便使用 1 21 2 潮流计算的几种算法潮流计算的几种算法 对电力系统正常运行状况的分析和计算 即电力系统中的电压 电流 功率的 计算 即潮流计算 潮流计算方法很多 高斯 塞德尔法 牛顿 拉夫逊法 P Q 分解法 直流潮流法 以及由高斯 塞德尔法 牛顿 拉夫逊法演变的各种潮流计 算方法 1 2 11 2 1 高斯高斯 塞德尔潮流计算塞德尔潮流计算 这里只介绍以接点导纳矩阵为基础的潮流计算 设系统中有 n 个节点 其中有 m 个 PQ 节点 n m 1 个 PV 节点和一个平衡节点 平衡节点吧参加迭代 Vi 1 1 1 ii Y ii i PjQ V 1 n j ij i Y V 将上式写成高斯 赛德尔的迭代格式 第一章 绪论 1 2 11 11 1 1 kkk nn ii ijiji ijij k ii iji PjQ VY V VY V V YV 在应用这个迭代公式时 PQ 节点的功率的给定的 但是节点的无功功率值在 迭代开始时给出初值 Qi 此后的迭代值必须在迭代值必须在迭代过程中逐次地 算出 因此 在每一迭代中 对于 PV 节点 必须作以下几项计算 修正节点电压在迭代计算中 由公式 1 2 求得得节点电压 其幅值不一定 等于给定的电压幅值 Viso为满足这个给定条件 我们只保留节点电压的相位 如果 则令 max k ii QQ max k ii QQ min k ii QQ min k ii QQ 作完上述三项计算以后 才应用公式 1 2 计算节点电压的新值 平衡 节点的电压幅值和相位都是给定的 不必进行迭代 迭代收敛的判据是 Max pr ICT2 ICT2 1 end end end Np k ICT2 if ICT2 0 for i 2 n DP i B i i DP i if i n IC1 i 1 for k IC1 n DP k DP k B k i DP i end else for LZ 3 i L i 3 LZ IC4 L 1 for MZ 2 IC4 I IC4 2 MZ DP I DP I B I L DP L end end end end for i 2 n O i O i DP i end kq 1 L 0 for i 1 n if B2 i 6 2 C i 0 L L 1 for k 1 n C i C i V k G i k sin O i O k BI i k cos O i O k end DQ1 i Q i V i C i DQ L DQ1 i V i DET abs DQ1 i if DET pr ICT3 ICT3 1 end end end else kp 0 if kq 0 L 0 for i 1 n if B2 i 6 2 C i 0 L L 1 for k 1 n C i C i V k G i k sin O i O k BI i k cos O i O k end DQ1 i Q i V i C i DQ L DQ1 i V i 附录 7 DET abs DQ1 i end end end end Nq K ICT3 if ICT3 0 L 0 for i 1 na DQ i A i i DQ i if i na for LZ 2 i L i 2 LZ IC4 L 1 for MZ 1 IC4 I IC4 1 MZ DQ I DQ I A I L DQ L end end else IC1 i 1 for k IC1 na DQ k DQ k A k i DQ i end end end L 0 for i 1 n if B2 i 6 2 L L 1 V i V i DQ L end end kp 1 K K 1 else kq 0 if kp 0 K K 1 end end end disp 迭代次数 disp K disp 每次没有达到精度要求的有功功率个数为 disp Np disp 每次没有达到精度要求的无功功率个数为 disp Nq for k 1 n E k V k cos O k V k sin O k j O k O k 180 pi end disp 各节点的电压标幺值 E 为 节点号从小到达排列 disp E disp 各节点的电压大小 V 为 节点号从小到达排列 disp V disp 各节点的电压相角 O 为 节点号从小到达排列 附录 8 disp O for p 1 n C p 0 for q 1 n C p C p conj Y p q conj E q end S p E p C p end disp 各节点的功率 S 为 节点号从小到达排列 disp S disp 各条支路的首端功率 Si 为 顺序与 B1 一样 for i 1 nl if B1 i 6 0 p B1 i 1 q B1 i 2 else p B1 i 2 q B1 i 1 end Si p q E p conj E p conj B1 i 4 2 conj E p B1 i 5 conj E q conj 1 B1 i 3 B1 i 5 disp Si p q end disp 各条支路的末端功率 Sj 为 顺序与 B1 一样 for i 1 nl if B1 i 6 0 p B1 i 1 q B1 i 2 else p B1 i 2 q B1 i 1 end Sj q p E q conj E