电力系统分析潮流计算(20210227055236)

1、电力系统分析潮流计算报告目录一配电网概述 错.误 !未指定书签。1.1配电网的分类 错.误 !未指定书签。1.2 配电网运行的特点及要求 错. 误 !未指定书签。1.3 配电网潮流计算的意义 错. 误 !未指定书签。二计算原理及计算流程 错. 误 !未指定书签。2.1 前推回代法计算原理 错.误 !未指定书签。2.2 前推回代法计算流程 错. 误 !未指定书签。R（ .） 错.误. !未指定书签。X（.） 错.误. !未指定书签。B/2（T K）（S）错.误 !未指定书签。根节点 错.误 !未指定书签。10.4 错.误 !未指定书签。中间节点 错.误 ! 未指定书签。10.0 错.误 !未指定

2、书签。中间节点 错.误 !未指定书签。10.0 错.误 !未指定书签。10.0 错.误 !未指定书签。10.0 错.误 !未指定书签。2.3 主程序清单： 错.误 !未指定书签。2.4 输入文件清单： 错.误 !未指定书签。2.5 计算结果清单： 错.误 !未指定书签。三前推回代法计算流程图 错. 误 !未指定书签。参考文献 错.误. ! 未指定书签。一配电网概述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

3、特大型城市， 220KV 电网也有配电功能。按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。在城市电网系统中 , 主网是指 110KV 及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（ 220KV 及以上）电网的作用。配电网是指 35KV 及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用 电负荷供给电源。从投资角度看，我国与国外先进国家的发电、输电、配电投资比率差异很大，国外基本 上是电网投资大于电厂投资，输电投资小于配电投资。我国刚从重发电轻供电状态中转 变过来，而在供电投资中，输电投资大于配电投资。从我国城网改造之后，将逐渐从输 电投资转入配电建设为主。本文是基于前推

4、回代法的配电网潮流分析计算的研究，研究是是以根节点为 10kV 的电 压等级的配电网。1.2 配电网运行的特点及要求配电系统相对于输电系统来说， 由于电压等级低、 供电范围小， 但与用户直接相连， 是供电部门对用户服务的窗口，因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求：（ 1） 10kV 中压配电网在运行中，负荷节点数多，一般无表计实时记录负荷，无法 应用现在传统潮流程序进行配电网的计算分析，要求建立新的数学模型和计算方 法。（2）随着铁道电气化和用户电子设备的大量使用，配电网运行中有大量的谐波源、 三相电压不平衡、电压闪变等污染，要求准确测量与计算配电网中的谐波分布，从 而采取有效措施抑制配电

5、网运行中的谐波危害。（3）由于环保条件日趋严格的制约，要求配电网运行能制定不影响城市绿化、防 火、防爆、防噪音等技术和组织措施，以便减少配电网运行对环境的污染。（ 4 ）随着用户对供电可靠性和电压质量指标的提高，还靠人工操作已无法适应， 要求现代配电网运行不断提高自动化、智能水平。由于“电能”作为商品将进入市场竞争，要求各电力公司采用需求侧管理和用户电 力技术，以降低配电网运行的线损和年运行费用，提高运行的经济性，从而降低配 电成本，并积极协助用户搞好优化用电计划、节约用电，推行战略节电和战略负荷 开拓等积极措施，进一步提高对用户的服务质量和降低供电企业的成本，达到双方 受益的目的。1.3 配

6、电网潮流计算的意义配电网潮流计算是配电网网络分析的基础，配电网的网络重构、故障处理、无功优 化和状态估计等都需要用到配电网的潮流数据。由于配电网结构特点都是开环运行 的，配电网呈辐射状，配电线路的电阻电抗比（RX） 较大，利用常规方法进行潮流计算会导致算法不收敛，而前推回代法是线性收敛的，解决了潮流计算收敛难的问 题。近年来，开发配电管理系统（ DMS ）成为人们研究的热点。而配电网潮流计算 作为 DMS 的高级应用软件之一，更是整个问题研究和分析的基础。二计算原理及计算流程2.1 前推回代法计算原理前推回代法已知配电网的始端电压和末端负荷，以馈线为基本计算单位。最初假设 全网电压都为额定电压

7、，根据负荷功率由末端向始端逐段推算，仅计算各元件中的 功率损耗而不计算节点电压，求得各支路上的电流和功率损耗，并据此获得始端功 率，这是回代过程；再根据给定的始端电压和求得的始端功率，由始端向末端逐段 推算电压降落，求得各节点电压，这是前推过程。如此重复上述过程，直至各个节 点的功率偏差满足允许条件为止。图 2-1 所示的网络结构即为典型的辐射状配电网结构。2-1 辐射状配电系统7首先要搜索节点关系，确定拓扑结构表。为了配合算法和避免复杂的网络编号，采用以下原始数据输入结构，不用形成节点导纳矩阵，就可以自动搜索节点关系，确 定网络的拓扑结构 节点结构体： 节点号 节点有功 节点无功 支路结构体

8、： 支路首端节点号支路末端节点号支路电阻支路电抗根据线路首末节点，就可以确定每个节点连接的节点及其关系，从而可以形成整体 的树状的关系结构。 为了形成层次关系， 确定节点计算顺序， 要利用网络拓扑结构， 经过多次按层遍历的广度优先搜索，形成层次关系，确定前推后代潮流算法的节点 计算顺序。具体方法如下：搜索末梢节点作为第一层节点；搜索末梢节点的父节点作为第二层节点； 继续搜索第二层节点的父节点作为第三层节点，这样反的搜索下去，直到搜索到某 层节点的父节点全部是根节点时停止搜索；删除在后面层次中有重复的前面层次中的节点，形成真正的层次关系，确定潮流计 算的节点顺序。前推回代法基于支路电流进行，首先

9、假定各节点的电压幅值为1，幅角为 0 ，具体计算步骤为：1）从第一层节点开始，根据基尔霍夫电流定律，求支路上的电流：Iij = Sj/Uj = Pj- jQj/Uj2-1)式中， S&j是节点 j 的功率， U&j是节点 j 的电压2）从第二层开始逐层计算非末梢节点的注入电流，根据基尔霍夫电流定律应等于 （3-1 ）式与该节点流出电流之和：m·2-2 )Iij(k)= Sj /U j(k)+ ? I jk(k) k=13）由步骤 1）和 2 ）可求出所有支路的支电流，再利用已知的根节点电压，从根节 点向后顺次求得各个负荷节点的电压U j （1）= Ui（1）- Iij

10、 （0）Zij （2-3 ）其中 i 为父节点， j 为子节点， Z 为 i 、j 间支路的阻抗4）计算各节点的电压幅值修正量：DU j(1)= U j(1)- U j(0)( 2-4 )5）计算节点电压修正量的最大值max(DU j (k) ；6）判别收敛条件：max（ DU （ k） < e j （ 2-5 ）其中 k 为迭代次数， 若最大电压修正量小于阈值， 则跳出循环， 输出电压计算结果； 否则重复步骤（ 1） （6），直到满足（ 3-5 ）式的条件为止。S：7）在得到各个节点的电压电流后，就可以计算线路潮流Sj=U j I ij （ 2-6 ）总之，（ 2-1 ） （2-3 ）

11、式为一组递归方程，对树进行前向遍历，从树的末梢节点 出发，利用已知的负荷功率，逐一计算（2-1 ）（2-2 ）式，即可求得根节点处的电流，再从根节点出发，对树进行后向遍历，用（ 2-3 ）式可求各节点电压。这样 就完成一次前推后代的计算，迭代重复进行，直至满足收敛标准为止。潮流2.2 前推回代法计算流程 前计推算回。列为节点配电网结构图及系统支路参数和系统负荷参数表。图 2-2 节点配电网结构图表 1 系统支路参数支路R（.）X（.）B/2（T K）（S）123.3673.6850.0232.3562.5410.0341.1451.280.0454.5245.040.0260.8561.140

12、.0672.7452.9650.0283.7434.2510.0892.2372.7560.03104.144.6960.03111.3281.7630.011122.4362.8660.04133.5213.9660.0表 2 系统负荷参数节点编号节点类型节点初始电压（kV）Pi （MVA ）Q i（MVA ）1根节点10.4002中间节点10.00.03420.03013中间节点10.00.06930.06424中间节点10.00.08450.07635叶节点10.00.02950.02616中间节点10.00.04740.04097叶节点10.00.11760.09578中间节点10.0

13、0.09460.08579叶节点10.00.09160.085910叶节点10.00.02710.022911中间节点10.00.06960.064312叶节点10.00.06760.057913叶节点10.00.02980.02422.3 主程序清单： PQ,FT,RX=case113();% 调用数据文件NN=size(PQ,1);% 节点数NB=size(FT,1);% 支路数数V=PQ(:,1);%V 初始电压相量maxd=1k=1whilemaxd>0.0001PQ2=PQ;% 每一次迭代各节点的注入有功和无功相同PL=0.0;fori=1:NBkf=FT(i,1);% 前推始

14、节点号kt=FT(i,2);% 前推终节点号x=(PQ2(kf,2)2+PQ2(kf,3)2)/V(kf)/V(kf);% 计算沿线电流平方 APQ1(i,1)=PQ2(kf,2)+RX(i,1)*x;% 计算支路首端有功 /MWRX(i,1)RPQ1(i,2)=PQ2(kf,3)+RX(i,2)*x;%PQ2(kt,2)=PQ2(kt,2)+PQ1(i,1);%计算沿支路的无功损耗 /MvarRX(i,2)X用 PQ1 去修正支路末端节点的有功 P 单位 MWPQ2(kt,3)=PQ2(kt,3)+PQ1(i,2);%用 PQ1 去修正支路末端节点的有功 Q 单位MvarPL=PL+RX(i

15、,1)*x;end angle(1)=0.0;fori=NB:-1:1 kf=FT(i,2);% 回代始节点号kt=FT(i,1);% 回代终节点号dv1=(PQ1(i,1)*RX(i,1)+PQ1(i,2)*RX(i,2)/V(kf);%计算支路电压损耗的纵分量dv1dv2=(PQ1(i,1)*RX(i,2)-PQ1(i,2)*RX(i,1)/V(kf);%计算支路电压损耗的横分量dv2V2(kt)=sqrt(V(kf)-dv1)2+dv22);% 计算支路末端电压 /kV angle(kt)=angle(kf)+atand(dv2/(V(kf)-dv1);% 计算支路 end maxd=a

16、bs(V2(2)-V(2);V2(1)=V(1);fori=3:1:NNifabs(V2(i)-V(i)>maxd;maxd=abs(V2(i)-V(i);endendmaxdk=k+1PQ1%潮流分布即支路首端潮流 MVAV=V2% 节点电压模计算结果 kVangle%节点电压角度计算结果单位度PL%网损单位 MWendclear2.4 输入文件清单： functionPQ,FT,RX=case113() PQ=%节点电压有功无功10.4 0 010.00.03420.030110.00.06930.064210.00.08450.076310.00.02950.026110.00.0

17、4740.040910.00.1176 0.095710.00.09460.085710.00.09160.085910.00.02710.022910.00.06960.06430.05790.024210.0 0.067610.0 0.0298 ;FT=%首端末端10 35 413 44 312 1111 37 662983221;RX=%RX4.14 4.6964.524 5.043.521 3.9661.145 1.282.436 2.8661.328 1.7632.745 2.9650.856 1.142.237 2.7562.356 2.5413.367 3.685;2.5 计算结

18、果清单：maxd=1k=1maxd=0.1780k=2maxd=0.1787k=3maxd=0.1793k=4maxd=0.1226k=5k=6maxd=2.6021e-004k=7maxd=6.1046e-005k=8PQ1=0.02720.02300.02960.02620.02990.02430.14440.12730.06780.05810.13790.12310.11830.09640.16610.13790.09200.08640.38520.34450.81160.7278V=10.40009.87959.69919.66529.63779.84929.78729.73269.68709.67649.65789.62359