ok--1-40379-26 基于蒙特卡罗法的微电网随机潮流计算方法

基于蒙特卡罗法的微电网随机潮流计算方法

段玉兵龚宇雷谭兴国王辉李庆民

（山东大学电气工程学院济南250061）

摘要微电网含有多个微电源，微电源根据其特性不同采用不同的电力电子变换装置接入系统，使得潮流计算方法更为复杂，另外微电网中间歇性微电源的存在，使系统的潮流计算具有随机性。根据不同间歇性电源的概率密度函数，利用蒙特卡洛法模拟间歇性电源的随机特性，并将电力电子变换装置的功率传输特性纳入到微电源的潮流分析模型中，进一步结合前推回代算法，建立了微电网随机潮流的计算方法，为微电网的可靠性评估分析与优化控制奠定基础。该方法可以通过调节微电源变换器的参数，减少每年的电压及电流越限小时数，提高系统可靠性。

关键词：微电网随机潮流变换器微电源仿真

中图分类号：TM464

Probabilistic Power Flow Calculation Based on

Monte-Carlo Simulation in Microgrid

Duan Yubing Gong Yulei Tan Xingguo Wang Hui Li Qingmin

（School of Electrical Engineering Shandong University Jinan 250061 China）Abstract Microgrids may incorporate different microsources which are embedded through multiple power electronic converters, the probabilistic output of some microsources is fluctuated relie d on natural conditions, and this makes the power flow analysis of a microgrid even complicated. The proposed model with the transmission characteristics of the power electronic converters being brought into,have been incorporated in a probabilistic power flow program that has been developed by using Monte-carlo simulation, which is combined with the backward-forward sweep method so as to establish an effective calculation methodology for the probabilistic power plows in microgrids. The probabilistic power flow method presents basis and reference for further analysis and optimal control of the microgrids.

Keywords：Microgrid; probabilistic power flow; Converter; Microsource; Simulation

1引言

微电网的研究越来越受到重视，它能够解决在分布式电源接入传统电网时出现诸多问题。微电网由微电源、储能装置、负荷、电力电子变换装置及控制系统等组成的系统[1]。目前，针对微电网的研究已经展开，如微电网的建模，控制策略及微电源变换器的底层控制等[2-5]。传统的配电网为辐射状、被动式运行系统，微电网中新型电力电子装置和控制方法的采用，能够增强微电网中的微源、负荷的可控性，可以提高系统供电可靠性以及稳定性，提高分布式电源在电网中的比重，使系统运行在最优状态。

微电网的潮流计算是微电网研究的一个重要方面，是分析微电网的电压分布、网络损耗及微电源的能量分配的主要手段。与传统配电网相比，微电网具有的多个微源，潮流双向流动，另外微电源种类的多样性、输入输出特性的间歇性，电力电子装置的引入等使得传统的配电网潮流计算更加复杂，传统的潮流计算方法不适用于微电网的潮流计算，必须对微电网中的微电源节点进行合理分类，并且考虑电力电子变换器等设备的潮流模型及微电源的

国家自然科学基金（50807033）；山东省自然科学基金（ZR2009FQ025）资助项目。

随机性。

潮流计算可分为确定性潮流和随机性潮流两种。对于确定性潮流，基于传统的牛顿法可处理含多种分布式微电源的三相潮流[6]，但存在收敛困难问题。采用前推回算法研究含风力发电机组的配电网潮流[7]，具有良好的收敛性。由于微电网中微电源的多样性，包含多种分布式电源的潮流计算中，微电源节点分类异常重要，文献[8]根据不同微电源的特点，处理为不同种类的节点，微电网的潮流计算可以取得较好的结果，但没有考虑分布式电源的随机性。由于微电网中含有多种间歇性电源，为了对微电网进行更精确的评估，必须考虑以间歇性电源的随机特性。文献[9]讨论了基于历史数据的风力发电和光伏发电随机性对配电网潮流计算的影响，受所采用历史数据的影响，具有一定的局限性。

微电网中含有多种间歇性微电源，其输出特性具有随机性特点，且许多微电源通过电力电子变换器与微电网连接。对微电网进行精确控制，对其可靠性评估等，都需要建立合适的微电源随机模型，并考虑不同的变换器的潮流模型。本文首先分析了含逆变器的微电源的潮流计算模型，建立了微电网确定性潮流的计算方法，在此基础上，考虑到微电源的随机性，采用了基于蒙特卡洛法微电网随机潮流计算方法，计算微电网随机潮流，为实现微电源的输出控制以及微电网的优化提供了基础，为微电网评估提供了可靠的工具。

2 微电网确定性潮流计算方法

将微电网中间歇性微电源的输出功率在某段时间内看做固定值，微电网的潮流分析可看作确定性潮流计算。微电网潮流计算为含多个分布式微电源的配电网潮流计算，前推回代法具有计算效率高、收敛性好等优点，更适用于辐射状网络结构的微电网潮流计算，

2.1 考虑变换器功率传输特性的微电源潮流模型

考虑微电源变换器功率传输特性的微电源随机潮流模型[10]讨论如下。以通过AC-DC-AC变换器与微电网相连的微电源类型为例（图1）。图2为微电源DG1的稳态等效模型，其中（a）为d轴等效电路，（b）为q轴等效电路。微电源通过整流和逆变接入微电网，为便于确定微电源逆变器的控制变量以及G1侧的输出功率、电压等参数，本文采用dq0稳态潮流模型来描述该类微电源。

图1 微电源DG1及其变换装置

Fig.1 Schematic diagram of microsource DG2 and

corresponding converters

111

g g qg

L I

ω

1g

R

1

di

V

111

g g dg

L I

ω

R

1

qi

V

11

f n q

L I

ω

1f

R i i

11

f n d

L I

ω

1f

R

1

q

i

V

V

i

1

(a)

(b)

图2 微电源DG1的dq0等效模型

Fig.2 Equivalent dq0 circuits of microsource DG1

逆变器与微电网连接侧的有功功率可表示为：

111

3

2m d

P V I

= （1）逆变器与微电网连接侧的无功功率可表示为：

111

3

2m q

Q V I

= - （2）微电源侧的有功功率和无功功率分别为：

111

3

2

g mg dg

P V I

=（3）

111

3

2

g mg qg

Q V I

=-（4）

式中，

1

P、

1

Q、

1g

P和

1g

Q分别表示微电网侧母线侧和微电源DG1侧的有功与无功分量。在微电源DG1和母线之间的功率平衡上，还需满足以下条件：

2222

11111111

()()

g f d q g dg qg

P P R I I R I I

=++++（6）

其中，

1

P、

1

Q和

1

m

V可由微电网潮流计算获得，而

1g

Q

和

1

mg

V则由DG1的工作特性得到。逆变器参数可由

计算整定，通过设置逆变器参数（如

1

mi

A、

1

mi

α、

1

mo

A、1

mo

α）可调节微电源的输出

1g

Q和

1

mg

V不超过限定值，即为微电源控制提供依据。

其它类型的微电源变换器潮流模型与上面讨论所用的模型类似，将微电网中包含变换器的微电源采用以上潮流模型，并根据不同微电源的特点，通过以下方法将其分为不同的节点类型，便可计算微电网的确定性潮流。

2.2确定性潮流方法讨论

本文中将不同种类的微电源分别处理为PQ节点和PV节点。微电源的无功控制方式为恒功率因数控制时，可作为PQ节点处理，如通过自动投切并联电容器而使功率因数保持不变的风电机组等。在潮流计算中，作为PQ节点处理的微电源可看作负的恒定功率负荷模型，即其电流方向为注入母线方向。微电源的无功功率控制方式为恒电压控制时，可作为PV节点处理，有功功率P恒定，电压幅值V恒定。通过电压控制型逆变器接入微电网的微电源可视作PV节点。由AVR调整电压幅值恒定的发电机节点，也可等效为PV节点。在潮流计算中，采用注入无功电流的方法，调节PV节点的无功功率，保持PV节点的电压幅值恒定。

3基于蒙特卡洛法的微电网随机性潮流计算

由于基于历史实验的确定性潮流由于实验数据不易取得，此种算法具有一定的局限性。因此，需要一种能够模拟间歇性微电源的随机性的数学方法，以便更好的对微电网进行评估，本文在确定性潮流的基础上，采用蒙特卡洛概率方法产生大量的随机数据，模拟微电源的输入输出特性。

蒙特卡洛模拟方法的基本思想是, 首先建立一个概率模型或随机过程, 使它的参数等于问题的解,然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求参数的统计特征, 最后给出所求解的近似值。计算微电网的随机潮流，必须给出微电网中微电源、负荷等的概率模型，然后在产生的大量数据的基础上，通过大量计算，得到微电网的随机性潮流参数，对微电网特性进行评估。本文给出微电网中风力发电、光伏发电及负荷等的概率模型。

3.1负荷概率模型

负荷满足服从正态分布的给定月份内的以小时为单位的系统的负荷随机变量，其概率密度函数为：

2

()

2

()

L L

L

P

P L

f P eσ

--

?（7）

其中，

L

P为均值，σ为方差。

假设微电网中的所有负荷都满足同样的概率密

度函数。

3.2风力发电概率模型

风力发电机的输出功率与风速有关，确定发电

机的输出功率必须要研究风速的变化和分布情况。

本文利用威布尔（weibull）分布双参数曲线统计描

述风速的概率密度函数，其表达式为

1

()()exp[()

k k

k v v

f v

c c c

-

=-（8）

1.086

()

k

σ

μ

-

=（9）

1

(1)

c

k

μ

=

Γ+

（10）

式中V为风速，k和c为weibull分布的两个参数，

k称为形状参数，c称为尺度参数。μ为平均风速，

σ为标准差。

风力发电输出功率

w

P与风速v的函数关系式：

1

121

c

c t

w

t t c

c

v v

k v k v v v

P

P v v v

v v

≤

?

?+ ≤≤

?

=?

≤ ≤

?

? >

?

（11）

其中

1

1

t

t c

P

k

v v

=

-

，

211c

k k v

=-

无功功率：

tan

P

Q

?

=，?为功率因数角

风力发电有功功率概率密度为：

22

111

()exp

k

w w

w

c c

P k P k

k

f P

k k k c

??

????

--

??

= ? ?

??

??

????

（12）

3.3 光伏发电概率模型

光伏发电系统通常采用最大频率跟踪，其输出

功率为[11]：

'2

()

pv c c t t

P A I A T k T k

β

ηη

=??=???-?（13）

其中

c

A为方阵总面积，η为光伏电池的光电转换效

率，T和'T为取决于倾斜角β，太阳斜倾角σ，地

面反射率ρ，纬度?，时角ω等参数的系统参数。

光伏电池输出功率的概率密度函数为：

当T>0及'T<0时：

如果[0,()]

PV PV tu

P P k

∈，则

''()2''

1()2()pv tu P pv tu c C k f P e

k A T λ

ααααηα?+??

?-?+ ???=?-???? （14）

否则，()0pv P pv f P = （15）

当T >0及'T >时：

如果[0,()]PV PV tu P P k ∈，则

''()2''

1()2()pv tu P pv tu c C k f P e k A T λ

ααααηα

?-??

?-?- ???=????? （16）

否则，()0pv

P pv f P = （17）

其中，'T T α=

，'αtu k 为t k 的上限值，C ，λ为t k 密度函数参数。

4 微电网随机潮流算法实现

在考虑微电源变换器的功率传输特性的微电网确定性潮流计算的基础上，将上述的微电源概率模型与其结合，利用蒙特卡罗方法产生大量的微电源的输入输出数据，纳入到前推回代算法中，可实现微电网的随机潮流计算。

将得出的节点电压和支路电流与额定值相比较，可以得出微电网每年的电压及电流的越限概率，从而对微电网的可靠性进行评估，程序框图如图3。

程序需要的输入数据包括：各种微电源和负荷的概率密度函数的参数，微源变换器参数，节点电压初值及微电网中节点电压的最大值和最小值，支路电流允许的最大值等。

每小时采样点微电网的确定性潮流程序步骤如下：

（1）计算各节点负荷功率的注入电流。 （2）在PQ 、PV 类型微电源的接入点处叠加相应的注入电流。回推计算各支路电流。从最后一层支路开始向根节点递进计算各支路电流。前推求解各节点电压，处理PV 节点。

（3）计算微源逆变器的参数。若有参数越限，则调整逆变器参数，返回步骤2）

（4）测试节点电压，支路电流是否越界，记录越限值。

（5）如果小时数h

图3 程序框图

Fig.3 Flow chart of probabilistic power flow

5 结论

微电网中含有多个微电源，并且许多微电源的输出具有随机性，因此必须改进传统的配电网潮流计算方法。本文在考虑微电源变换器功率传输特性的确定性潮流计算方法的基础上，将间歇性微电源的随机特性考虑进去，建立了基于蒙特卡罗法的多微电源的微电网随机潮流计算方法。

基于蒙特卡洛法的微电网随机潮流算法能够评估各种分布式微电源对系统的影响，给出接入不同的微电源时，微电网内电压及电流的年越限率，且通过调节微电网内各变换器的参数，结合合适的控制策略，可以减少微电网内电压及电流的越限率，使微电网处于更好的运行状态。本方法可以为微电网的控制，保护等提供参考。

参考文献

[1] Lasseter R, Akhil A, Marnay C, et al. Integration of

distributed energy resources. The CERTS Microgrid

Concept. LBNL-50829. Lawrence Berkeley National Laboratory: 2002

[2] 鲁宗相, 王彩霞, 闵勇, 等. 微电网研究综述[J].

电力系统自动化, 2007, 31(19): 100-107

Lu Zongxiang, Wang Caixia, Min Yong, et al.

Overview on Micro Grid Research[J]. Automation of Electric Power Systems, 2007, 31(19): 100-107

[3] Nagaraju Pogaku, Milan Prodanovic, Timothy C.

Green. Modeling, analysis and testing of autonomous operation of an inverter-based microgrid[J]. IEEE Transaction on Power Electronics, 2007, 22(2): 613-625

[4] D. Mahinda Vilathgamuwa, Poh Chiang Loh.

Protection of microgrids during utility voltage sags[J].

IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2006, 53(5): 1427-1436

[5] 王成山, 肖朝霞, 王守相. 微网综合控制与分析[J].

电力系统自动化, 2008, 32(7): 98-103

Wang Chengshan, Xiao Zhaoxia, Wang Shouxiang.

Synthetical control and analysis of microgrid[J].

Automation of Electric Power Systems, 2008, 32(7): 98-103

[6] 王守相, 黄丽娟, 王成山, 等. 分布式发电系统不

平衡三相潮流计算[J]. 电力系统自动化设备, 2007, 27(8): 11-15

Wang Shouxiang, Huang Lijuan, Wang Chengshan.

Unbalanced three-phase power flow calculation for distributed power generation system[J]. Electric Power Automation Equipment, 2007, 27(8): 11-15 [7] 王守相, 江兴月, 王成山. 含风力发电机组的配电

网潮流计算[J]. 电网技术, 2006, 30(21): 42-45, 61

Wang Shouxiang, Jiang Xingyue,Wang Chengshan.

Power flow anlysis of distribution network containing wind power generators[J]. Power System Technology, 2006, 30(21):42-45, 61

[8] 赵晶晶, 李新, 许中. 含分布式电源的三相不

平衡配电网潮流计算[J]. 电网技术, 2009, 33(3): 94-98

Zhao Jingjing, Li Xin, Xu Zhong. Calculation of three-phase unbalanced power flow in distribution network containing distributed generation[J]. Power System Technology, 2009, 33(3): 94-98

[9] 王成山, 郑海峰, 谢莹华, 等. 计及分布式发电的

配电系统随机潮流计算[J]. 电力系统自动化, 2005, 29(24):39-44

Wang Chengshan, Zheng Haifeng, Xie Yinghua, et al.

Probabilistic power flow contain distributed generation in distribution system[J]. Automation of Electric Power Systems, 2005, 29(24):39-44

[10] Hassan Nikkhajoei, Reza Iravani. Steady-state model

and power flow analysis of electronically-coupled distributed resource units[J]. IEEE Trans on Power Delivery, 2007, 22(1): 721-728

[11] Gagliano S, Raiti S, Tina. Hybrid solar/wind power

system probabilistic modeling for long-term performance assessment, Solar Energy, 2006, 85(5):578-588

作者简介

段玉兵男，1980年生，博士生，主要从事微电网技术方面的研究工作。

龚宇雷男，1973年生，博士生，主要从事分布式发电并网技术领域的研究工作。

电力系统动态潮流计算及网络拓扑分析

分 类 号： 单位代码： 10422 密 级： 学 号： 200413208 硕 士 学 位 论 文 论文题目：电力系统动态潮流计算及网络拓扑分析 作者姓名 张国衡 专业 电路与系统 指导教师姓名 专业技术职务 王良 副教授 2007 年 5 月 15 日 TM734

目录 摘要 (1) Abstract (2) 第1章绪论 (3) 1.1 课题背景 (3) 1.2 潮流计算的基本要求和要点 (3) 1.3 潮流计算程序的发展 (4) 1.4 动态潮流算法的提出 (5) 第2章潮流计算的数学模型 (6) 2.1 节点网络方程式 (6) 2.2 电力网络方程的求解方法 (8) 2.3 潮流计算的定解条件 (11) 第3章P-Q分解法的基本潮流算法 (13) 3.1 牛顿—拉夫逊法的基本原理 (13) 3.2 极坐标下的牛顿-拉夫逊法潮流计算 (15) 3.3 P-Q分解法的原理 (18) 3.4 P-Q分解法的特点 (20) 3.5 P-Q分解法的潮流计算步骤 (21) 第4章基于电网频率计算的动态潮流 (22) 4.1电力系统的频率特性和一次调频 (23) 4.2频率计算 (27) 4.3微分方程的求解 (28) 4.4频率计算和潮流计算的联合 (30) I

第5章基于面向对象的动态潮流程序 (32) 5.1 面向对象的编程思想 (32) 5.2 对象模型的建立 (32) 5.3 类的处理和实现 (34) 5.4 生成应用程序 (40) 5.5 算例分析 (42) 5.5 一次调频的手工算例 (46) 5.6 结论 (48) 第6章电力系统的网络拓扑分析 (49) 6.1 离线数据准备 (49) 6.2 网络拓扑分析 (50) 6.3 电网拓扑分析的例题 (53) 6.4 拓扑分析和潮流计算的接口 (56) 第7章动态潮流综合算例分析 (57) 7.1 程序流程图 (57) 7.2 Ⅰ型考题综合算例 (59) 7.3 华北电网综合算例 (63) 7.4结束语 (65) 参考文献 (66) 附录 (67) 致谢 (78) 攻读硕士学位期间发表的学术论文 (79) II

电力系统潮流计算

课程设计论文 基于MATLAB的电力系统潮流计算 学院:电气工程学院 专业:电气工程及其自动化 班级:电自班 学号: 姓名:

目录 摘要 (3) 一、问题重述 (3) 1.1题目原始资料 (3) . 1.1.1、系统图 (3) 1.1.2、发电厂资料 (4) 1.1.3、变电所资料 (4) 1.1.4、输电线路资料 (4) 1.2 课程设计基本内容 (4) 1.3课程设计要求 (5) 二、问题分析 (5) 2.1系统的等值电路 (5) 2.2 参数求取 (6) 2.3 计算方法 (7) 2.4 牛顿—拉夫逊法 (7) 三、问题求解 (10) 3.1 等值电路的计算 (10) 3.2 潮流计算及结果分析 (10) 3.2.1、初始条件下的潮流计算及分析 (10) 3.2.2、负荷按一定比例变化时的潮流计算及分析 (13) 3.2.3、轮流断开支路双回线中的一条时的潮流计算及分析 (21) 心得体会 (34) 参考文献 (35) 附录 (35)

摘要 本文运用MATLAB 软件进行潮流计算，对给定题目进行分析计算，再应用DDRTS 软件，构建系统图进行仿真，最终得到合理的系统潮流。 在电力系统的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化，系统运行中个节点出现电压的偏移是不可避免的。为了保证电力系统的稳定运行，要进行潮流调节。电力系统潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容，也是电力系统运行及设计中必不可少的工具。 根据系统给定的运行条件、网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线电压的幅值及相角、各元件中流过的功率、整个系统的功率损耗等。对不同的负荷变化，分析潮流分布，并进行潮流的调节控制。 关键词 潮流计算 牛顿-拉夫逊法 MATLAB DDRTS 仿真 一、问题重述 1.1题目原始资料 .1.1.1、系统图 两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。 变电所1 变电所2 母线

潮流计算

1.节能效果好，环境负面影响小 2.可以提高供电的安全性和可靠性 3.调峰性能好 4.服务多样化 5.可以满足特殊场合的需才 6.节省投资，经济效益好 在传统集中式供电模式中，功率从高电压等级的电源侧传送到低电压等级的用户侧， 配电系统是单端供电。分布式发电的引入，将改变传统配电网络拓扑，使得潮流特性发生变化，此外接入电网的电气元件和用户侧的电压也将产生变化，给系统的稳定性可能造成很大影响。分布式发电并网会产生两个方面的问题:一是并网系统本身的结构和性能;另 一个是分布式发电并网后对电力系统运行、控制、保护等各方面产生的影响。 <1)对配电系统负荷预测和规划的影响。在传统配电系统引入分布式发电加大了电 力系统负荷预测的不确定性，使配电系统规划者难于准确预测负荷增长情况，从而影响配电系统的规划设计。另外，在配电系统引入分布式发电，对降低网损起到很大作用。但是配电系统本身节点数非常多，分布式发电节点的出现，使得在所有可能网络结构中寻找分布式发电的最优网络布置方案更加困难。 (2)对继电保护的影响。分布式发电接入配电网后短路电流将会增大，加之整个配 电网变成多电源的网络，网络潮流的流向具有不确定性，而传统系统的潮流是从电源到拜户单向流动，故保护系统的设计基础应该发生相应的变化。 C3)对系统可靠性的影响。若分布式发电仅作为备用电源，则可提高系统供电的可 靠性;若分布式发电与电网并联运行，就有可能降低系统的可靠性。分布式发电接入配网，改变了电网拓扑结构，使得短路电流发生变化，导致按原有设计的保护装置误动作，破坏保护设备间的协调运行，妨碍了自动重合闸动作。 t4)对系统电能质量的影响。比如引起电压闪烁，还可能引入谐波，造成谐波污染; (5)对系统稳定性的影响。配电系统中引入少量的分布式发电对整个电网不会构成 太大的影响，但是当电网中存在较多的分布式发电单元或者存在大容量的分布式发电单元时，分布式发电的引入将会带来系统稳定问题。 t6)对电力市场走向和最后格局将产生深远影响。电力公司和用户间将形成新型关系，用户不仅可以从电力公司买电，也可用自己的分布式发电向其卖电或为其提供有偿削峰、紧急功率支持等服务，分布式发电也为其它行业(如天然气公司)进入市场打开了方 便之门，因此未来电力市场的竞争将更加激烈。 近年来，随着分布式发电技术的兴起，有许多小型的水电站、热电联产电厂、风电场 直接连接到配电系统，辐射式的网络将变为一遍布电源和用户互联的网络，潮流也不一定单向地从变电站母线流向各负荷，有可能会出现回流和复杂的电压变化，同时可能增大或减小系统损耗，这取决于分布式发电的位置、与负荷量的相对大小以及网络的拓扑结构等因素y o}，给潮流分析带来了影响。另外，如果配电网中含有风力发电或太阳能光伏发电系统，由于它们的输出受天气的影响很大，具有随机变化的特性。上述负荷的变化、风电和光伏电池输出的变化可能会在配电网中交替出现，使系统的潮流具有随机性分布式发电的定义 目前，国际上对于分布式发电并没有一个统一的规范化定义，但基本概念是一致的。 相对于传统集中式发电而言，分布式发电是指分布安置在需求侧的能源梯级综合利用，其 容量很小(大多在几十KW一几十MW之间)。通过在需求现场根据用户对能源的不同

用matlab电力系统潮流计算

题目：潮流计算与matlab 教学单位电气信息学院姓名 学号 年级 专业电气工程及其自动化指导教师 职称副教授

摘要 电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。本文主要运用的事潮流计算，潮流计算是电力网络设计与运行中最基本的运算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中的各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。本位就是运用潮流计算具体分析，并有MATLAB仿真。 关键词：电力系统潮流计算 MATLAB Abstract Electric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of the power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation. Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation

随机潮流研究现状

随机潮流研究现状 摘要：随机潮流可用于分析线路潮流、节点电压的概率分布、期望值、方差和极限值，以期对整个电网在各种运行条件下的性能有一个全面、综合的评价，并对电网存在的薄弱环节做出量化分析，这些信息对规划和调度部门的决策极具参考价值，因而广泛应用于中长期电网规划和短期运行规划、状态估计及量测点布置、输电系统输送容量和无功规划等。在电力市场环境下，由于发电竞价上网、输电转运等因素，潮流分布的不确定性增大，随机潮流计算将成为日常和必备的分析工具。分布式发电的出现也使电力系统的负荷预测、规划和运行与过去相比有更大的不确定性。由于大量的用户会安装分布式发电为其提供电能，使得配电网规划人员更加难于准确预测负荷的增长情况，从而影响后续的规划。电力系统的随机潮流计算的研究对于整个电网运行与规划都具有重要意义。 关键词：电力系统；随机潮流；潮流计算方法；随机潮流现状

1. 电力系统随机潮流计算的产生 1.1 随机潮流研究背景 潮流计算主要目的是对电力系统中节点电压分布和支路功率分布进行计算，计算得到的结果能够为指挥电网运行、选择导线截面积和输变电设备、检验和确定网络拓扑结构等提供依据，因此它是电力系统中最重要最基本的计算。目前大部分的潮流计算是确定性的计算，也就是说它只能针对网络结构、节点注入量以及部分节点电压和变压器变比均为已知的确定的值,这种确定的运行方式来计算各节点电压和支路潮流以及其它待求量。但是在实际的电力系统中存在着许多的随机因素，这就使得网络结构和节点注入量等都具有一定的随机性。在这种情况下，如果仍然使用确定性的潮流计算就需要对系统众可能发生的情况分别进行统计与分析研究。容易看出，想要把所有可能发生的情况都做相应的计算不现实也没有必要，即便如此，不仅计算量相当大，计算的结果也不一定能够令人满意。目前电网中大量不确定因素主要有： （1）在实际运行环境中，当前系统运行状态是通过仪表测到的值来描述的，在使用仪表量测过程中难免有量测误差的存在； （2）在电网设计和规划过程中，要规划设计若干年以后的电源和电网的发展，因此系统负荷预测值不可能很准确；系统负荷也不再是一个通常意义下的已知的确定的量，而是一个随机变量。 （3）从严格意义上说，有时也需要将发电机输出功率作为一个随机变量来处理，因为发电机也不是百分之百可靠的，也会出现因故障而退出运行的可能性。 （4）网络中的线路和变压器等输电设备并不是完全可靠地，它们的随机故障导致系统运行方式发生变化，因此网络拓扑结构并不确定。（5）近年来随着国家能源结构的调整，可再生性的清洁能源得到了重视并在电力系统中所占的比例不断地增加。由于很多新能源发电的有功出力受自然天气条件的影响很大而具有随机性、间歇性和不可调度性的缺点。它们的接入给电网带来随机性的扰动，对电网的影响也日益突出。（6）电力用户中，尤其是工业用户，对电价的变化十分敏感。他们的工作进度可能安排在合适的电价下，例如，在远离高峰负荷的时间里安排工作生产时间。由于这种调整用电时间的行为，使电力系统规划运行

电力系统潮流计算方法分析

电力系统潮流分析 —基于牛拉法和保留非线性的随机潮流 ， 姓名：*** 学号：***

1 潮流算法简介 常规潮流计算 常规的潮流计算是在确定的状态下。即：通过已知运行条件（比如节点功率或网络结构等）得到系统的运行状态（比如所有节点的电压值与相角、所有支路上的功率分布和损耗等）。 常规潮流算法中的一种普遍采用的方法是牛顿-拉夫逊法。当初始值和方程的精确解足够接近时，该方法可以在很短时间内收敛。下面简要介绍该方法。 牛顿拉夫逊方法原理 对于非线性代数方程组式（1-1），在待求量x 初次的估计值(0)x 附近，用泰勒级数（忽略二阶和以上的高阶项）表示它，可获得如式（1-2）的线性化变换后的方程组，该方程组被称为修正方程组。'()f x 是()f x 对于x 的一阶偏导数矩阵，这个矩阵便是重要的雅可比矩阵J 。 12(,,,)01,2, ,i n f x x x i n == （1-1） (0)'(0)(0)()()0f x f x x +?= （1-2） ' 由修正方程式可求出经过第一次迭代之后的修正量(0)x ?，并用修正量(0)x ?与估计值(0) x 之和，表示修正后的估计值(1)x ，表示如下（1-4）。 (0)'(0)1(0)[()]()x f x f x -?=- （1-3） (1)(0)(0)x x x =+? （1-4） 重复上述步骤。第k 次的迭代公式为： '()()()()()k k k f x x f x ?=- （1-5） (1)()()k k k x x x +=+? （1-6） 当采用直角坐标系解决潮流方程，此时待解电压和导纳如下式： i i i ij ij ij V e jf Y G jB =+=+ （1-7） 假设系统的网络中一共设有n 个节点，平衡节点的电压是已知的，平衡节点表示如下。 n n n V e jf =+ （1-8） }

电力系统潮流计算

电力系统潮流计算 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

电力系统 课程设计题目: 电力系统潮流计算 院系名称：电气工程学院 专业班级：电气F1206班 学生姓名： 学号： 指导教师：张孝远 1 2 节点的分类 (5) 3 计算方法简介 (6) 牛顿—拉夫逊法原理 (6) 牛顿—拉夫逊法概要 (6) 牛顿法的框图及求解过程 (8) MATLAB简介 (9) 4 潮流分布计算 (10)

系统的一次接线图 (10) 参数计算 (10) 丰大及枯大下地潮流分布情况 (14) 该地区变压器的有功潮流分布数据 (15) 重、过载负荷元件统计表 (17) 5 设计心得 (17) 参考文献 (18) 附录:程序 (19) 原始资料 一、系统接线图见附件1。 二、系统中包含发电厂、变电站、及其间的联络线路。500kV变电站以外的系统以一个等值发电机代替。各元件的参数见附件2。 设计任务 1、手动画出该系统的电气一次接线图，建立实际网络和模拟网络之间的联系。 2、根据已有资料，先手算出各元件的参数，后再用Matlab表格核算出各元件的参数。 3、潮流计算 1）对两种不同运行方式进行潮流计算，注意110kV电网开环运行。 2）注意将电压调整到合理的范围 110kV母线电压控制在106kV～117kV之间; 220kV母线电压控制在220 kV～242kV之间。 附件一：

72 水电站2 水电站1 30 3x40 C 20+8 B 2x8 A 2x31.5 D 4x7.5 水电站5 E 2x10 90+120 H 12.5+31.5 F G 1x31.5 水电站3 24 L 2x150 火电厂 1x50 M 110kV线路220kV线路课程设计地理接线示意图 110kV变电站220kV变电站牵引站火电厂水电站500kV变电站

应用于独立运行微电网的潮流计算方法

应用于独立运行微电网的潮流计算方法 Y.H. Liu, Z.Q. Wu, S.J Lin, N P Brandon 摘要：大多数现有的潮流计算方法的使用基准节点作为整个系统的参考节点。越来越多的新的分布式电源( DGRs)被添加到电网中。有时，局部电网的需求或失效可能导致独立微电网形成，其被称为“独立源”系统。然而，目前的分布式电源往往是有限的，没有任何单独的DGR可平衡电力需求和稳定微电网的频率，这意味着没有任何不稳定的节点从该微电网可以被控制。根据现有的研究，一个DGR再加上个专门的能源存储系统和适当的控制策略(这里称为分布式发电(DG)系统）有能力来调整其输出。这意味着个分布式发电机系统可以动态地响应电网。这分布式发电是指个系统可以动态地响应电网。本文将介绍一个新的潮流计算方法（关于牛顿拉夫逊潮流的解决方案为基础）具有良好的收敛性，在一个独立源系统可以容纳个平衡节点。这种潮流结果和整个系统的频率。该方法建议中详细讨论了不同的分布式发电机的例子系统的各种调整系数和负荷模型。是相对于传统的潮流计算方法，使用平衡节点。总之，该论文表明，改进方法更适合于网状拓扑系统独立源和微型电网管理稳定节点。 关键词：分布式发电，独立源，微电网，潮流计算，电力系统 一、符号说明 A系数 i，J 节点数目： B常数 n 节点系统的数目： m 非动力源系统中的节点数u； 复合负荷模型恒定阻抗负荷百分比系数； 复合负载模型恒定流负载百分比系数； 复合负载模型恒定功率负载百分比系数； 分布式发电机有功功率调节系数； 分布式发电机无功功率调节系数： 负荷有功功率调节系数; 负荷无功功率调节系数;

第三章简单电力系统的潮流计算

第一章 简单电力系统的分析和计算 一、 基本要求 掌握电力线路中的电压降落和功率损耗的计算、变压器中的电压降落和功率损耗的计 算；掌握辐射形网络的潮流分布计算；掌握简单环形网络的潮流分布计算；了解电力网络的简化。 二、 重点内容 1、电力线路中的电压降落和功率损耗 图3-1中，设线路末端电压为2U 、末端功率为222~jQ P S +=，则 （1）计算电力线路中的功率损耗 ① 线路末端导纳支路的功率损耗： 222 2* 222~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? ……………（3-1） 则阻抗支路末端的功率为： 222~~~Y S S S ?+=' ② 线路阻抗支路中的功率损耗： ()jX R U Q P Z I S Z +'+'==?2 2 22222 ~ ……（3-2） 则阻抗支路始端的功率为： Z S S S ~ ~~21?+'=' ③ 线路始端导纳支路的功率损耗： 2121* 122~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? …………（3-3） 则线路始端的功率为： 111~ ~~Y S S S ?+'= ~~~图3-3 变压器的电压和功率 ~2 ? U （2）计算电力线路中的电压降落 选取2U 为参考向量，如图3-2。线路始端电压 U j U U U δ+?+=2 1 其中 2 2 2U X Q R P U '+'= ? ； 222U R Q X P U '-'=δ ……………（3-4） 则线路始端电压的大小： ()()2221U U U U δ+?+= ………………（3-5） 一般可采用近似计算： 2 2 2221U X Q R P U U U U '+'+ =?+≈ ………………（3-6）

电力系统潮流计算

信息工程学系 2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计 题目:电力系统潮流计算 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：钟建伟 2012年3月10日

信息工程学院课程设计任务书

目录 1 任务提出与方案论证 (4) 1.1潮流计算的定义、用途和意义 (4) 1.2 运用软件仿真计算 (5) 2 总体设计 (7) 2.1潮流计算设计原始数据 (7) 2.2总体电路设计 (8) 3 详细设计 (10)

3.1数据计算 (10) 3.2 软件仿真 (14) 4 总结 (24) 5参考文献 (25)

1任务提出与方案论证 1.1潮流计算的定义、用途和意义 1.1.1潮流计算的定义 潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。 1.1.2潮流计算的用途 电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。

潮流计算问题

潮流计算的定义（课后题） 各种潮流计算模型和算法的特点、适用范围以及相互之间的区别和联系（课后题） 影响潮流收敛性的因素，以及如何改善潮流计算的收敛性（课后题） 通过功率方程说明为什么潮流计算的数学模型是非线性的？应该采用什么样的数学方法求解？（03A 、05A ） 电力系统的潮流计算有哪些常规算法？有哪些扩展算法？（05B ） 潮流计算的目的是什么？其数学模型是什么？有何特点？（06B ） 简要说明潮流计算的概念、模型及计算方法。（07B ） 高斯赛德尔迭代法和牛顿拉夫逊迭代法是常规的潮流计算方法，请介绍一下最优潮流（OPF ）算法的原理及其应用。（04电科院） 潮流计算的目的： 常规潮流计算的目的是在已知电力网络参数和各节点的注入量的条件下，求解各节点电压。 目的1： 1. 在电网规划阶段，通过潮流计算，合理规划电源容量和接入点，合理规划网架，选择无 功补偿方案，满足规划水平年的大小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。 2. 在编制年运行方式，在预计复合增长及新设备投运基础上，选择典型方式进行潮流计算， 发现电网中的薄弱环节，供调度人员异常调度控制参考，并对规划、基建部门提出改进网架结构，加快基建进度的建议。 3. 正常检修及特殊运行方式下的潮流计算，用于日常运行方式的编制，指导发电厂开机方 式，有功、无功调整方案及负荷调整方案，满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。 4. 预想事故、设备退出运行对静态安全分析的影响及做出预想的运行方式调整方案。 目的2： A. 检查电力系统各元件是否过负荷； B. 检查电力系统各节点的电压是否满足电压质量的要求； C. 根据对各种运行方式的潮流分布计算，可以正确的选择系统接线方式，合理调整负荷， 以保证电力系统安全、可靠地运行，向用户供给高质量的电能； D. 根据功率分布，可以选择电力系统的电气设备和导线截面积，可以为电力系统继电保护 整定计算提供必要的数据等； E. 为电力系统扩建和规划提供依据； F. 为调压计算、经济运行计算、短路计算等提供必要的数据。 数学模型：数学模型为：潮流计算所用的电力网络系由变压器、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。普遍采用节点法，I YU =来建立潮流计算的数学模型。在实际工程中，节点注入量不是电流，而是节点功率，因此节点电压方程要进行修改：*,(1,2,...,)i i i P jQ I i n U -==，进一步得到 * *1 ,(1,2,...,)n i i ij j j i P jQ Y U i n U =-==∑，上式为电压的非线性隐函数，无法直接求解，必须通过一定的算法求近似解。这是潮流计算问题最基本的方程式，是一个以节点电压U ?为变量

电力系统概率潮流计算的计算方法与比较毕业设计任务书

毕业设计（论文）任务书 信息与电气工程系电工电子基础教研室 系（教研室）主任:（签名）年月日 学生姓名:学号:专业:电气工程及其自动化 1 设计（论文）题目及专题：电力系统概率潮流计算的计算方法与比较 2 学生设计（论文）时间：自 2020年1月9日开始至 2020年5月 25日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： [1]陈倪.电力系统概率潮流计算[D].东南大学,1990. [2]戴小青. 电力系统概率潮流新算法及其应用[D].华北电力大学(北京),2006. [3] 张建芬,王克文,宗秀红,谢志棠.几种概率潮流模型的准确性比较分析[J].郑州大学学报(工学版),2003(04):32-36. [4]DING Ming, LI Shenghu, HUANG Kai. Probabilistic load flow analysis based on Monte-Carlo simulation [J]. Power System Technology, 2007, 25(11):10-14. [5]MORALES J M,BARINGO L,CONEJO A J, et al. Probabilistic power flowwith correlated wind sources[J]. IET Generation, Transmission & Distribution, 2010, 4(5):641-651. [6]代景龙,韦化,鲍海波,等. 基于无迹变换含分布式电源系统的随机潮流[J]. 电力自动化设备, 2016, 36(3):86-93. [7]张衡,程浩忠,曾平良,等. 分位数拟合的点估计法随机潮流在输电网规划中的应用[J]. 电力自动化设备, 2018, 38(11):43-49. [8]方斯顿,程浩忠,徐国栋,等. 基于Nataf变换和准蒙特卡洛模拟的随机潮流计算[J]. 电力自动化设备, 2015, 35(8):38-44. 4 设计（论文）应完成的主要内容： （1）电力系统概率潮流概述；（2）基于蒙特卡洛法的概率潮流计算；（3）基于累积量法的概率潮流计算；（4）基于点估计法的概率潮流计算；（5）基于无迹变换法的概率潮流计算；（6）各种计算方法的比较分析。

无平衡节点孤岛运行微电网的潮流计算方法研究

无平衡节点孤岛运行微电网的潮流计算方法研究针对去平衡节点孤岛运行微电网系统的无平衡节点、且有下垂控制分布式 电源装置的特性，本文提出一种改良的孤岛微电网潮流计算方法，通过引入两个辅助因子，将原非线性潮流方程分解为一组欠定线性方程、一组超定线性方程与一组辅助向量间的关系函数，分两步对变换后的方程进行迭代求解。一旦实现，将在满足系统稳定运行的基础上，优化功率分配，实现微网运行费用最小的目标，提高微电网系统的可靠性与经济性。 标签：电力系统;微电网;孤岛运行;无平衡节点 1、引言 微电网潮流计算作为微电网稳定分析、优化配置的基础，是一个重要的研究领域。在微电网并网运行时，其潮流计算与配电网潮流计算相似。而孤岛运行的微电网在对等控制下，系统内不存在平衡节点，且存在下垂控制的DG，需对系统频率进行求解[[[] 彭寒梅，曹一家，黄小庆，等. 无平衡节点孤岛运行微电网的连续潮流计算[J]. 中国电机工程学报，2016，36（08）：2057-2067.]]，故传统的潮流计算方法不再适用，需研究更适合孤岛微电网潮流计算的算法。 从当前孤岛微电网潮流计算的研究结果来看，部分方法采用优化的思想对潮流方程进行求解，如基于高斯赛德尔技术和牛顿拉夫逊法进行计算等，但该类算法均存在参数过多，调参复杂的问题，且LM算法存在尾部效应，难以适应高精度要求的计算[[[] 任永捷，冯某. 基于改进牛顿-拉夫逊法的潮流分析计算方法研究[J]. 北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2011，28（011）：286-287.]]。另一种思路是把原潮流问题分解为传统潮流计算和下垂节点更新两个子问题，但收敛速度较慢[[[] 李培帅，施烨，吴在军，等. 孤岛微电网潮流的类奔德斯分解算法[J]. 电力系统自动化，2017，41（014）：119-125.]]。为此，有必要提出一种改良的孤岛微电网潮流计算方法，通过引入两个辅助因子，将原非线性潮流方程分解为一组欠定线性方程、一组超定线性方程与一组辅助向量间的关系函数，分两步对变换后的方程进行迭代求解[[[] 王晓娅，马国春. 两种改进的非线性方程组四阶迭代求解法[J]. 杭州师范大学学报：自然科学版，2015.]]。经算例对比验证，该算法具有收敛速度快、鲁棒性强和计算时间短的特点。 2、基本原理 2.1、引入潮流计算公式 潮流计算在数学上可归结为求解非线性方程组，其数学模型[[[] 李婷婷. 小阻抗直角坐标牛顿潮流算法发散机理研究[D]. 大连海事大学，2012.]]简写如下： 2.2、改写方程

电力系统分析潮流计算

题 目: 电力系统分析潮流计算 初始条件：系统如图所示 T1、T2 SFL1-16000/110 (121±2×2.5%)/6.3 T3 SFL1-8000/110(110±5%)/6.3 T4 2×SFL1-16000/110(110±2×2.5%)/10.5 导线 LGJ-150 要求完成的主要任务: 1、计算参数，画等值电路； 2、进行网络潮流计算； 3、不满足供电要求，进行调压计算。 时间安排： 熟悉设计任务 5.27 收集相关资料 5.28 选定设计原理 5.29 计算分析及结果分析 5.30 --6.6 撰写设计报告 6.7 指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

目录简述 2 1设计任务及要求分析 3 2潮流计算过程 4 2.1计算参数并作出等值电路 4 2.1.1输电线路的等值参数计算 4 2.1.2变压器的等值参数计算 4 2.1.3等值电路 6 3功率分布计算 7 4调压计算 10 5心得体会 11 参考文献 12 本科生课程设计成绩评定表 13

简述 潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值和相角），各支路流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。 本次课程设计要求将系统中的元件转换为等值参数，并绘制出相应的等值电路，然后依据等值电路图计算网络中的功率分布、功率损耗和未知的节点电压。 最后还需进行检验，如不满足供电要求，还应进行调压计算。 关键词：潮流计算；等值电路；功率损耗；节点电压；调压

潮流计算国内外现状

近年来，大多数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行。此外，随着人工智能理论的发展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐引入潮流计算。但是，到目前为止这些新的模型和算法还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。由于电力系统规模不断扩大，对计算速度要求不断提高，计算机的并行计算技术也将在潮流计算中得到广泛应用，成为重要的研究领域。 经过三十多年的发展，潮流算法已经比较成熟，但是仍存在不少尚待解决的问题。例如各种牛顿法潮流算法，对于某些条件可能导致不收敛。潮流计算的多解现象及其机理在重负荷情况下，临近多根与电压不稳定问题的关联。当前无论在实践上还是在理论上，均有许多问题需待解决，特别是如何快速求解成千上万个变量的大规模非线性规划问题。 近几年，对潮流计算的研究仍然是如何改善传统的潮流算法。牛顿拉夫逊法，由于其在求解非线性潮流方程时采用逐次线性化方法，为了进一步提高算法的收敛性和计算速度，人们考虑采用将泰勒级数高阶项或非线性项也考虑进来，于是产生了二阶潮流算法。后来又提出了根据直角坐标形式的潮流方程是一个二次代数方程的特点，提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算法。 在这种情况下，进行电力系统规划和运行条件分析时，若不考虑随机变化因素，就要对众多可能发生的情况作大量的方案计算，计算时间是难以承受的，并且很难反映系统整体的状况。随机潮流计算是解决上述问题的有效方法和手段。应用随机理论来描述这种不确定性，探讨相应的数学建模，计算机算法和实际应用，称为随机潮流（Probabilistic Load Flow,简写为PLF）研究，也称为随机潮流。采用随机潮流计算方法，输入数据为已知的随机变量，给定的是它们的随机统计特性（例如，给定节点注入功率的期望和方差或随机密度函数等），输出数据则是节点电压和支路潮流的统计特性，有期望值和方差或随机密度函数等。由这些结果，可以知道节点电压、支路功率、PV节点无功功率及平衡节点功率的平均值、取值范围以及其随机等。这样，只要通过一次计算就能为电力系统的运行条件提供更完备的信息，减少了大量的计算工作量。根据这些信息，可以更深刻地揭示系统运行状况、存在问题和薄弱环节，为规划与运行决策提供更全面的信息，可以更恰当地确定输电线和无功补偿装置的容量以及系统的备用容量等，从而提高了电力系统的安全运行水平。 1.3.1国外关于随机潮流计算的研究现状 把随机分析方法应用在电力系统的潮流研究上来最初是 B.Borkowska在1974年提出来的。自从那以后，就有两种方法采用了随机分析方法来研究潮流问题：随机潮流方法和随机潮流方法。在随机潮流研究中，负荷和发电量在ti 瞬间被看成随机变量。这种方法研究了这种不确定性在每个瞬间给传统的潮流计

用Matlab计算潮流计算-电力系统分析

《电力系统潮流上机》课程设计报告 院系：电气工程学院 班级：电088班 学号：0812002221 学生姓名：刘东昇 指导教师：张新松 设计周数：两周 日期：2010年12 月25 日

一、课程设计的目的与要求 目的：培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识 要求：基本要求： 1.编写潮流计算程序； 2.在计算机上调试通过； 3.运行程序并计算出正确结果； 4.写出课程设计报告 二、设计步骤： 1.根据给定的参数或工程具体要求（如图），收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选：本设计选择Matlab进行设计）。 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 三、设计原理 1．牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0 之后，在这个基础上，找到比x0 更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写

定电压，将初值带入功率平衡方程，得到功率不平衡量，这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量（未知的）构成了误差方程，解误差方程，得到节点电压不平衡量，节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值，将新的初值带入原来的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩阵，然后计算新的电压不平衡量，这样不断迭代，不断修正，一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤： （1）形成各节点导纳矩阵Y。 （2）设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 （3）计算各个节点的功率不平衡量。 （4）根据收敛条件判断是否满足，若不满足则向下进行。 （5）计算雅可比矩阵中的各元素。 （6）修正方程式个节点电压 （7）利用新值自第（3）步开始进入下一次迭代，直至达到精度退出循环。 （8）计算平衡节点输出功率和各线路功率 2．网络节点的优化 １）静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数，然后，按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时，则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中，出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也２）动态地按增加出线支路数最少编号在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化(增加，减少或保持不变)。因此，如果每消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 3．MATLAB编程应用 Matlab 是“Matrix Laboratory”的缩写，主要包括：一般数值分析，矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab 编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不像学习高级语言那样难于掌握，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。 四、设计内容

蒙特卡罗方法并行计算

Monte Carlo Methods in Parallel Computing Chuanyi Ding ding@https://www.doczj.com/doc/d815755906.html, Eric Haskin haskin@https://www.doczj.com/doc/d815755906.html, Copyright by UNM/ARC November 1995 Outline What Is Monte Carlo? Example 1 - Monte Carlo Integration To Estimate Pi Example 2 - Monte Carlo solutions of Poisson's Equation Example 3 - Monte Carlo Estimates of Thermodynamic Properties General Remarks on Parallel Monte Carlo What is Monte Carlo? ? A powerful method that can be applied to otherwise intractable problems ? A game of chance devised so that the outcome from a large number of plays is the value of the quantity sought ?On computers random number generators let us play the game ?The game of chance can be a direct analog of the process being studied or artificial ?Different games can often be devised to solve the same problem ?The art of Monte Carlo is in devising a suitably efficient game.

电力系统之五节点潮流计算

辽宁工程技术大学 电力系统分析综合训练一 设计题目 5节点电力网络潮流计算 指导教师 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级智能电网信息工程 学号 1305080116 姓名 日期 2016/05/04

智能电网系综合训练标准评分模板

说明：1. 线路1为双回线路，双回线路参数完全相同，其余线路为单回线路；2. 变压器T2为两台并联，并联运行的变压器参数相同，其他变压器为单台运行。

目录 1本次综合训练目的： (1) 2 Power World软件简介： (1) 3单线图： (3) 4手工计算导纳矩阵，并与软件计算结果比较： (5) 5单步运行牛-拉法潮流计算，给出前3步计算结果： (6) 6 在保证每条线路和变压器不过载的情况下，确定节点3上发电机的允许出力范围： (9) 7 在节点2上添加200Mvar并联电容器组，观察节点2电压变化和线路损耗： (10) 8静态安全分析：对“单个线路”和“单个变压器”进行N-1校验分析。 (11) 9结论： (12)

1本次综合训练目的： 通过对多节点电网的潮流计算，巩固和运用前面所学到的潮流计算基础理论知识，掌握电力系统潮流计算机计算的一般原则和方法，掌握潮流计算软件的使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2 Power World 软件简介： Power World Simulator 是一款电力系统仿真软件。核心是：全面、强大的潮流计算程序，可有效计算100000个节点的电力网络。工具栏上的两种模式：编辑模式（建立、修改实例和单线图）。运行模式（对实例进行各种仿真计算）。在编辑模式的绘图功能区中可以建立单线图，并设置修改单线图中各元件的参数。 Power World 的功能有基本的潮流计算、短路计算、静态安全分析、灵敏度分析、分布因子计算、分时段仿真、最优潮流、计及安全约束的最优潮流，暂态稳定计算。 潮流计算方法简介： 电力系统潮流计算时研究电力系统稳定运行情况的一种基本电气计算。他的任务是根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，如母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。 牛顿——拉夫逊潮流算法简介： 采用直角坐标 ij ij ij i i i jB G Y jf e U +=+=? 将上述表达式代入∑=? *=-n j j ij i i i U Y U jQ P 1 的右端，展开并分出实部和虚部，便得 ??? ? ??? ++-=+--=∑∑∑∑====n j n j j ij j ij i j ij j ij i n j n j j ij J ij i j ij j ij i i e B f G f f B e G e P e B f G e f B e G f Q 11i 11)()() ()( PQ 节点的有功功率和无功功率都是给定的，第i 个节点的有功功率设为is P 和is Q 假定系统中的第1，2，...，m 节点为PQ 节点，对其中每一个节点可列方程