电力系统分析-11第11章电力系统的潮流计算

,2017/12/29,1,电力系统的潮流计算,2017/12/29,2,潮流计算的内容,给定系统的运行条件确定系统的运行状况,电压相量功率分布功率损耗。,负荷需求元件参数电源参数。,2017/12/29,3,开式网络的潮流,最简单的开式网络：一个电源点通过辐射状网络向负荷供电1.给定供电节点电压和负荷功率 如果知道VdS3Vc, 但是.解决办法：采取近似的方法，通过迭代计算，并满足一定的精度,2017/12/29,4,运算负荷,对等值支路作简化处理： 支路导纳充电功率并入节点功率 Sa,Sb,Sc 称为运算负荷。,2017/12/29,5,第一轮计算：,第一步： 从最远点d开始，假设节点电压=额定电压，计算 3 , 2 , 1 第二步：根据第一步中的功率，计算电压降 +1 和电压Vi：,2017/12/29,6,下一轮的计算,用上一步计算所得电压，重复计算支路导纳功率和支路功率损耗；重新计算节点电压； 迭代直到两轮计算的电压差满足一定精度,2017/12/29,7,辐射状网络,树状网络：树中不存在闭合回路 根节点是供电点叶节点： 只有一条支路连接非叶节点：有两条或以上支路连接第一步：从叶节点支路开始，计算其首端功率；将功率移入节点，去除此支路；（第一轮时，节点电压一般取额定电压）第二步：从新的叶节点的支路继续计算功率；直到全部支路计算完毕。,2017/12/29,8,第三步：从支路首端的功率和电压，计算末端电压。收敛判据：,2017/12/29,9,较大的辐射网络,先确定支路计算的顺序；（可行的顺序不是唯一的）按照预定的顺序，从下游往上游的支路功率计算，从上游往下游进行节点电压计算；进行迭代，直到满足电压收敛判据。,2017/12/29,10,带有降压变压器的情况,把变压器绕组损耗和 励磁损耗计入节点负荷然后计算运算负荷,2017/12/29,11,节点相接是发电厂，并给定功率,可以将发电厂看做功率为负的负荷，进行计算。 比如，c点接发电厂，c点的运算负荷,2017/12/29,12,两级电压的开式网,常用方法：手工计算处理法计算机计算处理法,2017/12/29,13,优点：,不用形成节点矩阵不必求解高斯方程组计算公式简单收敛迅速实用,2017/12/29,14,简单闭式网络的功率分布计算,主要类型两端供电网络简单环形网络,2017/12/29,15,两端供电网络的功率分布,基尔霍夫电压电流定律：已知两端电压 和负荷电流 ，电源电流：,2017/12/29,16,假设 ， ，有 电源点功率由两部分组成： 负荷功率 + 循环功率继续计算整个电力网的功率分布，例,2017/12/29,17,功率分点： 功率由两个方向流入的节点在功率分点解开网络为两个开式网络： 计算功率损耗和功率分布注意：有功功率分点与无功功率分点可能不同,2017/12/29,18,单电源供电环网：两端供电的网络多电源网： 给定功率的电源：当做负负荷 给定电压的电源：一分为二 形成多个两端供电网络,2017/12/29,19,闭式电网的电压损耗计算,任一线段的电压损耗简化计算：不计功率损耗，电压用额定电压 计及功率损耗，用同一端的电压和功率,2017/12/29,20,具有分支线的电网：,主干线的电压最低点（功率分点）整个电网的电压最低点,2017/12/29,21,含变压器的简单环网的功率分布,变比不等变压器并列运行 k1 k2等值电路： 循环功率：,2017/12/29,22,环网中的潮流控制,引入环路电势产生循环功率，进行潮流控制功率的自然分布：功率损耗：,2017/12/29,23,求对P1和Q1的偏导：即 功率的经济分布,2017/12/29,24,引入附加电势 ，产生循环功率，使得 即 即,2017/12/29,25,调节变压器变比，主要改变无功功率的分布加压调压变压器电网中的FACTS装置,2017/12/29,26,加压调压变压器,纵向、横向调压变压器混合型调压变压器,2017/12/29,27,FACTS,不同类型的串联补偿器 相对于在线路中串联一个的可变电抗X不同类型的并列补偿器 相对于在线路中并联一个的可变电纳B,2017/12/29,28,复杂电力系统潮流计算的数学模型,根据n节点的网络电流方程 I = YV 写成功率形式共有2n个方程。每个节点有四个变量：P，Q，V， 给定两个变量 待求两个变量,2017/12/29,29,节点类似,PQ节点 给定有功功率P、无功功率Q，待求V， （负荷节点，浮游节点，)PV节点 给定有功功率P、节点电压V，待求Q， (有无功储备的发电厂，无功设备的变电所）V节点 承担网络有功损耗（平衡节点） 电压相位的参考节点（基准节点）,2017/12/29,30,节点电流方程是线性的 潮流方程是非线性的 平衡节点电压给出，功率按照网络需要发出，所以不需要参与求解。,2017/12/29,31,电网运行的约束条件,电压条件：电源节点的发电出力条件节点相位差,2017/12/29,32,牛顿拉夫逊潮流计算,非线性方程：近似解：误差为：有：满足：泰勒展开：只保留一次项,2017/12/29,33,修正量的计算：修正近似解：为了进一步逼近真解：收敛判据：,2017/12/29,34,牛顿拉夫逊大几何解释,一种切线法逐步线性化的方法,2017/12/29,35,多变量的非线性代数方程组,联立方程组初值：修正量：应该满足方程：线性化展开：,2017/12/29,36,矩阵形式：求得修正量后，,2017/12/29,37,修正方程：变量修正一般形式收敛判据：,2017/12/29,38,节点电压极坐标表示时,节点电压：节点功率方程： 其中 ，为电压相位差对于PQ和PV节点：对于PV节点,2017/12/29,39,修正方程：iji=j,2017/12/29,40,修正过程：收敛判据：J矩阵（特点）不对称，各元素在迭代过程中变化，计算量大子块与Y对应，也是稀疏的，可采用稀疏技术初值一般取U=1,=0PV和PQ节点转化（不满足约束条件时），与直角坐标类似,2017/12/29,41,计算过程,给出初值,V, 计算偏差量P,Q 满足收敛？ 结束 计算J阵&计算修正量,否,是,2017/12/29,42,PQ分解法潮流计算,交流高压网特点 XR有功传输的变化主要受电压相位影响无功传输的变化主要受电压幅值影响 则N H，M L，在J中忽略非对角块，即有近似修正方程：,2017/12/29,43,线路两端相角差较小节点无功功率相适应的导纳远小于节点自导纳H和L可以写为：修正方程：,2017/12/29,44,2017/12/29,45,2017/12/29,46,计算步骤：,2017/12/29,47,PQ分解法的几何解释,2017/12/29,48,PQ分解法的种种简化：解题过程 r/x 1 适合输电网 PQ分解法的收敛条件不变，计算结果不变,2017/12/29,49,小结：,开式网络： 已知条件：电源点电压和负荷点功率 待求： 支路功率和各节点电压 逼近法： 第一步求支路功率和损耗 第二步求支路电压降两端供电网： 电源送出功率= 负荷