第11章 电力系统的潮流计算.ppt

1、，第11章电力系统的流量计算，主要内容：开放式网络的电压和功率分布计算简单闭合网络的功率分布计算；潮流计算的数学模型；牛顿-拉夫森法潮流计算；P-Q分解法的潮流计算。本章的重点：1。简单开放网络趋势计算的步骤和内容2。两端电压大小不同、相位不同的电源网络中循环功率的原因、影响系数、流动方向和计算方法环网络潮流计算步骤和内容；节点分类；4.牛顿-拉夫森法的迭代原理，用直角坐标和极坐标表示的电力方程，修正方程，雅克比矩阵的计算方法，雅克比矩阵的特征，牛顿-拉夫森法解释用直角坐标表示的电力方程，通过求解修正方程获得复杂系统潮流的过程和原理图。5 .用极坐标表示的牛顿拉夫森法潮流修正方程的简化方法，用

2、分解法计算潮流的修正方程的计算方法，用分解法计算复杂系统潮流的基本步骤和特征。本章的难点：1。开放网络，环网络的趋势计算2。复杂电网的电力方程，节点分类和约束，对复杂电力系统潮流的解释。11.1开放式网络的电压和功率分布计算、潮流计算操作：根据指定网络布线和其他已知条件计算网络的功率分布、功率损失和未知节点电压。开放式网络：从单个电源点通过径向网络为多个负载节点供电。1，已知电源供应点电压和负载节点功率计算方法1。等效电压的开放式电网、电压和功率分布计算步骤：(1)简化网络，用额定电压VN下的充电功率替换传输线等效电路的电气分支。(2)将充电功率与相应节点的负载功率相结合，得出各点的计算负载。

3、(3)从线路末端开始，按照VN向反作用力传递的方向依次计算每段的功率损失和功率分配。(4)使用VA和已求出的功率分布，从A点到功率传递的方向逐段计算电压降落，得出每个节点的电压。(5)提高计算精度，然后重复(3)(4)。注意：在计算功率损失时，应使用上一轮获得的节点电压。特定方法：(1)使用额定电压VN查找回路的充电功率：(2)每个点的计算负荷：(3)每个段的功率损失和功率分布计算：(4)电压降计算和每个节点电压：2。径向电网基本概念：(1) (2)叶节点：只有相同的分支连接，是该分支的末端节点。(3)非叶节点：连接两个或多个分支，是一个分支的结束节点。电压和功率分布计算阶段：(1)从与叶节点

4、连接的分支开始，使用叶节点功率及其节点电压(网络的额定电压)计算分支功率损失，以获得分支的第一功率。(2)从一个节点开始计算节点的每个分支，然后虚拟删除这些分支，直到计算完所有分支，使节点成为新的叶节点并继续此计算。(3)利用上述获得的分支的第一端功率和刚刚计算的该分支的起始节点的电压，从电源点分支计算，得出每个分支的结束节点的电压。(4)收敛验证。重复上述步骤不满意。确定分支计算顺序：方法1: (1)从叶节点到电源点计算功率损耗和功率分布的分支顺序：(2)从电源点到叶节点计算电压损失和节点电压的分支顺序：方法2:按分支添加：分支添加顺序是电压损失和节点电压计算的分支顺序。逆序是功率损耗和功率

5、分布计算的分支顺序。3 .具有负载变压器的计算(1)首先计算相应高压侧的负载功率，然后求出相应的运算功率。(2)其他步骤等于1。高压侧负载功率：节点计算负载：4。发电厂计算给定发电厂的功率时，可以使用发电机作为电力负荷。，双级电压的开放式电网计算，方法1:包含理想变压器，计算时理想变压器功率保持不变，两种电压的比率等于实际比率K。从末端到第一端逐步计算每个点的功率，然后使用第一电源和电压计算第一段的电压损失和节点电压，并依次计算每个节点的电压。用于手动计算，方法2:将第二条回路的参数计算为第一条线段的电压级别。注：节点C和D的电压不是该点的实际电压，而是分类为电路1的电压级别的电压。方法3:用

6、等效电路处理。11.2简单闭合网络的功率分布计算，简单闭合网络：两端供电网络简单环网络。1，两侧供电网络的功率分布1。不考虑电力损失的电力的初始分布，使用负荷功率代替负荷电流的近似算法，首先忽略网络的电力损失，全部以相同电压计算电力，两端共轭，乘以VN，认为可以使用。循环力，循环力2)循环动力：与负载无关。2 .考虑功率损耗的功率分布功率分：电网中功率双向流入的节点。有功点和无功分点可以徐璐出现在其他节点上。从功率分支点松开网络，形成两个开放式网络，使用前面提到的开放式网络计算方法进行计算。有效功率和无功功率的分值不一致时，线路电压低的分值会使网络松开。3 .如果沿直线有K个载荷点，则简化方法

7、：(1)打开实际部分和虚拟部分，以便于计算。和顺序。其中：(2)和网络是统一的网络(每个段的R和X的比率相同)。结论：在统一电网中，有功功率和无功的分布与徐璐无关。结论：均匀网络的功率分布(每个段的回路单位长度具有相同的电阻值)仅与每个段的长度相关。(3)每段的单位阻抗是相同的均匀网络。第二，封闭式电网的电压损失计算与开放式网络计算方法相同的主动和无功功率点在同一个地方时，功率点的电压最低。如果不在同一点，则必须单独计算实际电压值以确定电压最低点。功率分值只是对干线电压的最低点。3，带变压器的简单环网的功率分布1。可变比的两个升压变压器并行工作时的功率分布，已知为一次侧电压：循环力计算回路电势

8、：循环力：回路电势确定，高压侧计算：低压侧计算：回路等价比；(2)空载时分离回路，端口电压为环路电势。(3)所选回路电势的作用方向计算了回路的等效比。(4)商定的变压器的变化比对应于高电压等级的抽头电压和低电压等级的抽头比率。注：参数分类分级说明与制动器所在位置相匹配的循环功率计算：在电网中运行的每个变压器的比例相匹配。级别3电压环网络示例：KA=121/10.5 KB=242/10.5 KC1=220/121 KC2=220/11，选择110kV作为参考电压级别，选择110kV线路上的断线(如果已知A端电压)功率分布：结论：表明在圆形网络中，功率与阻抗成反比分布。这种分布称为功率的自然分布。

9、2 .要将网络的电力损失降至最低，应该如何分配电力？以上图环网络的功率损失为：结论：表示在环形网络中功率与电阻成反比分配时功率损失最小。这种电力分配称为经济分配。电力的自然分布仅与各段比率R/X相同的统一网络中的经济分布相匹配。一般来说，这两者是有区别的。各段线路的不均匀性越高，电力损失的差异就越大。3 .电力分布符合经济分布的条件。如果在环网中引入额外电势，则假定产生相同方向的循环动力，以满足条件。所需的循环电力如下。产生这种循环动力所需的额外电势如下。结论：在环中调整变压器比率，大于X/R的高压网络的主要作用通常与网络中电力的自然分布不同，为了生成所需的环路电势，通常需要使用一些附加设备同

10、时调整有功功率和无功功率。这些设备主要有额外的电压调节变压器和一些基于电力电子技术的FACTS设备。11.3趋势计算的数学模型，1，趋势计算的发展史介绍(1) 50年代，解决趋势的方法是基于节点导纳矩阵的连续赋值法(导纳法)，后来出现了基于阻抗矩阵的连续赋值法。(2) 60年代出现了块体阻抗和牛顿-拉弗森法。(。牛顿-拉弗森法是数学解非线性方程的有效方法，收敛性很好。牛顿-拉弗森法在收敛性、内存占用、计算速度方面超过阻抗法，成为60年代末以来普遍采用的方法。(3) 70年代出现了新的趋势计算方法。其中有1974年B.Stott，O.Alsac提出的快速分解法和1978年安本信等提出的非线性保存

11、的高速潮流计算法。其中快速分解法(Fast Decoupled Load Flow)从1975年开始在国内使用，习惯称为PQ分解法。PQ分解法在计算速度上远远超过牛顿-拉弗森法，不仅可以应用于离线趋势计算，还可以应用于在线趋势计算。1 .对正在研究的问题的理解：已知的，未知的。第二，解决非线性问题的一般方法，状态量：输出量：2。热写入方程式：根据该领域的理论栏，建立已知数量和未知数量之间的关系方程式(电路理论)。使用数值或分析计算方法求解方程。4.结合特点，研究有特色的解决方法等(例如PQ分解)。姜潮：该方法具有普遍性和重要性，对工程技术人员具有相似的理性优越性。第三，实际电力系统中节点类型网

12、络的确定性是众所周知的领域，核心是每个节点的特性。1 .负载节点：给定电源P，q .图3，4节点。2.发电机节点：图中的节点1有两种情况：指定的P、Q操作、指定的P、V操作。负载节点、混合节点、切换节点、负载节点、发电机节点、3。负载发电机混合节点：PQ节点，图节点2。4 .切换节点：P，Q为0的指定节点(图节点5)。4，在流计算中区分节点类型，1 .PQ节点：已知P，Q负载节点切换节点P，Q给定发电机节点。大多数节点。P、Q节点、P、Q节点、P、Q节点、平衡节点、P、V节点、2。PV节点：已知P、V给定PV的发电机节点，带有可曹征电源的变电站。少量节点。3 .平衡节点基准节点：已知V、松弛节

13、点、摆动节点。请求：PQ节点电压；PV节点。4 .P节点：已知P 5。PQV节点：已知p、q、V 6。V节点：已知V 7。Q节点：已知Q 8。PQV:已知p、q、v、p节点、p、PV节点平衡节点。平衡节点，示例：IEEE22节点类型划分，1)从平衡节点发电机节点中选择，2)除平衡机器外的发电机节点通常选择为PV节点，具有无功补偿设备的中间节点也选择为PV节点，3)负载节点和其他中间节点通常选择为PQ节点、1。直角坐标下的数学方程，赋值，方程数：未知量：2。极坐标下的数学方程，赋值，未知量：方程数：7，对潮流计算的约束条件1。对于所有节点电压平衡节点的P、Q和PV节点的Q，平衡节点的P、Q和PV

14、节点的Q，11.4牛顿伊莱普森法的流量计算，1，牛顿伊莱普森法的基本原理1。几何识别，泰勒展开，省略二次以上，修正量，2。示例，3 .多维非线性方程的迭代公式，注：方程如下：扩展，以矩阵格式编写，k 1迭代：2，节点电压可以在此缩写：2，以直角坐标表示的牛顿拉夫森方法流计算，1，2。对于个PV节点，第I个节点的指定功率和电压为：3 .对于第n个平衡节点，给出了电压，不参与迭代。4 .修正方程式包含方程式，还包含所需的变数。也就是说，迭代收敛条件：计算中的雅可比矩阵元素，i=j计算中的雅可比矩阵元素，计算阶段，原始数据输入，节点导纳矩阵形成，根据公式计算雅可比矩阵元素净损耗计算：安全修正：3，节

15、点电压以极坐标表示的牛顿牛顿拉夫森鸟，修正方程式包含方程式，还有求的变数。其中：计算中的雅可比矩阵各元素，计算中的雅可比矩阵各元素，1，提出问题的牛顿法分析1。3 .p和Q一起解决，问题规模比较大。对于n节点的电力系统，如果有M个PQ节点，以上方程为n1m差，现代电力系统规模一般很大。用牛顿法计算趋势会消耗大量的计算机内存和计算时间。结论：在交流高压电网中，输电线路的电抗比电阻大得多，系统总线有效功率的变化主要受电压相位的影响，无功功率的变化主要受总线电压宽度的变化影响。2，提出问题PQ分解法简介，1.1974年SCTB。在文献中，首次提出了快速Decoupled Load Flow法。也称为快速Decoupled Load Flow(FDLF)。文献： fast decoupled load flow IEEE trans . pas . 1974.93(3)33608598692 . pq分解