潮流计算及电压分接头选择

电力系统分析部分习题答案(参考) 稳态部分第四章复杂电力系统的潮流计算4-1-3解：（1）不考虑非标准变比时：（因为对称，所以只求上三角元素）所以：（2）当考虑非标准变比时，只有变压器两侧的节点的自导纳和这两个节点之间的互导纳有变化。

第五章电力系统的有功功率和频率调整5-1-2解：解得：均未超出发电厂的出力范围，为最优分配方案。

5-1-3解：（1）由耗量特性得到两台发电机的耗量为增率分别为：当负荷为40MW时两台发电机均按下限发电，各承担20MW负荷，相应微增率为因此负荷增加时机组1首先增加负荷，而机组2仍按下限发电，此时综合耗量微增率取决于发电机1。

负荷增加直到时发电机2才增加负荷。

当时此时当负荷大于55MW时才可以按照等耗量为增率准则最优分配负荷。

当负荷为250MW时两台发电机均满发电，此时即按等耗量为增率分配时发电机2就满发，在增加负荷时只有发电机1增加功率，综合耗量微增率仍表现为发电机1的耗量微增率。

时此时所以时按最优分配，综合特性为：得：（2）当负荷为150时按最优分配，代入综合特性为（3）最优分配时解得：平均分配时节省的燃料费用为：5-2-1解：（a）（b）5-2-2解：因为PG3满载，所以只有PG1和PG2能够参加调频（1）（此时PG1和PG2均未满载）（2）此时PG1已经超载，所以应该以发电机2和负荷的调节特性计算频率。

5-2-5解：所以设联络线的功率为Pab，则有解得：Pab=-230.77MW5-2-8解：第六章电力系统无功功率和电压调整6-2-3 思路见P230 6-36-3-2 注意升压变，符号的变化6-3-3 有一台降压变压器，其归算到高压侧的参数为，低压侧的最大、最小负荷表示于图中，高压侧电压波动范围是106.7～113.3kV，如果负荷允许的电压波动范围是6～6.6kV,是否可以选择变压器的分接头以满足电压水平的要求？若可以，试选择之。

若不能，试说明原因。

解：选择110-2×2.5%的分接头校验：最大负荷时：最小负荷时：求电压偏移：所以不能选出合适的变压器分接头满足调压要求6-3-8三串电容器组成，每串串3个，所以6-3-10：解：（1）选用调相机时：最大负荷时：即：最小负荷时解得：k=10.3312 高压侧电压=k*11=113.64kV 所以选择110+2.5%的抽头 k=10.25计算容量（2）当选用电容器时：依据最小负荷时选取变压器的抽头：k=10.75,所以选择电容器的容量为6-3-13：解：设补偿容量为则通过变压器的功率为：所以：所以6-3-17解：依题意，变电所的低压侧要求常调压。

摘要配电网潮流计算是配电管理系统应用软件功能组成之一。

本设计在分析配电网元件模型的基础上，建立了配电网潮流计算的数学模型。

由于配电网的结构参数与输电网有很大的区别，因此配电网的潮流计算采用相适应的算法。

配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长并且分支较多，配电线路的线径比输电网的细以至于配电网的R/X较大，且线路的充电电容可以忽略。

配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，文中对前推回代法的基本原理，收敛性及计算速度等进行了理论分析比较仿真和算例表明，前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点，这个方法是配电网潮流计算的有效算法，具有很强的实用性。

关键词配电网，潮流计算，前推回代法AbstractFlow solution of distribution networks is one of software in DMS. Because of the different structures between transmission networks and distribution networks, the corresponding methods in flow solution of distribution networks must be applied. Distributions network is radial shape and in the condition of regular is annular. Another characteristic of distribution networks is cabinet minister of distribution long than transmission networks. The line diameter of distribution networks is thin than transmission networks, it cause R/X is large of distribution networks and the line’s capacitance can neglect. Load flow calculation of distributions network use back/ forward sweep. It has some peculiarities such as simple procedures and good restrain and so on. This method of distribution network is an effective method of calculating the trend, with some practicality.Key words :distribution network，load flow calculation，back/ forward sweep一．电力系统潮流概述1.1 配电网的分类在电力网中起重要分配电能作用的网络称为配电网。

DIgSILENT使用说明摘录Page148 负荷潮流分析在负荷潮流分析的运行环境下，可以准确标示各种网络组成部分和电力系统配制，任何单相，两相或三相网络组合以及交流或直流系统可以被标示同时予以解答，包括从高压输电网络到包括民用负荷及工业负荷等低压网络整个范围。

此负荷潮流分析工具可以准确描述不平衡的用电负荷，发电设备以及电力网路。

通过自然电位变化、高压直流输电系统、可调速率驱动、电源电压控制装置和柔性交流输电装置等，描述所有的直流以及交流电压水平的网络。

电力系统仿真软件DIgSILENT中的电源库包括一种新的、直观的、容易使用的技术模型，完全避免了对各种母线的定义，诸如平衡节点、PV节点、PQ节点以及完全避免了其它一些需要建立特殊模型的定义工作。

电源库简单地提供了在现实中存在的各种控制设备的特征。

Page15更多的负荷潮流分析特点列举如下：支持各种设备特征，例如随电压变动的用电负荷以及带有磁化饱和特性和依赖于滑差变化的异步电机。

反映实际装置的控制特性，诸如各种就地及远程控制的电压调整装置和无功补偿装置。

自动调节的无功电源用以确保发电机输出功率保持在其额定范围之内。

反映以加入灵活控制因素的二次控制为特点的广泛的地域及网络功率交换控制。

反映配电系统中的有载调压变压器，可实现控制当地或者远处的母线电压，无功潮流分布以及电压降落补偿。

反映并联控制器、双馈式异步电机、以及其他一些电力电子控制元件，诸如PWM （脉冲宽度调制）控制器、逆变器、整流器和集成型柔性交流输电系统装置。

反映就地及远程的电源电压控制系统，反映用以保证给定电压水平的连续自动调节式电阻温度系数装置及传送控制装置。

正确标示变压器连接组别以及相别设置。

可以设置分流器，包括并联或串联电容器、电抗器和电阻器的组合。

可以设置母线和馈线，以及远程的电缆及架空线路。

滤波器可以包含任何数量的并联组合，自动并联转换装置可以包含自动电压校准装置。

完全支持任何参数特性和标度，可研究参数特性以及轻松定义各种负荷情形及负荷组合特性。

第三章潮流及调压计算
为进行调压计算需要计算最大和最小负荷情况下，电力网的潮流分布计算，然后利用潮流计算结果即可进行变压器分接头的选择，当采用普通变压器分接头不能满足要求的情况下，可以考虑采用有载调压变压器或采用无功补偿装置。

本课题采用的是逆调压方式，计算过程如下所示：
一、最大，最小负荷情况下的潮流计算
1. 计算最大负荷情况下的潮流计算
①计算最大负荷情况下的无功分点②③④
S A=60+j29.0618.48−j56.14−50+j1.7211.88−j36.09+(60+j29.06)(6.34−19.25)
22.76−j72.02
=
3023.97−j2018.06
22.76−j72.02
=37.54+J30.12
S A ′= 2631.17−j 1739.67
二、调压计算及电压方式选择
本方案中选择逆调压方式：最大负荷时，放电厂A 低压母线电压不高于额定值的10%，最小负荷时不低于额定值；变电所1最大负荷时低压母线电压不低于额定值的2%，最小负荷时不高于5%；变电所2最大负荷时低压母线电压不低于额定值的2%，最小负荷时不高于5%；变电所3最大负荷时低压母线电压不高于额定值的5%，最小负荷时不低于额定值。

变电所1：()()1max max max max 111.160.2110.5113.110.3
i Ni
tl i U U U U KV U -∆-⨯==='
变电所2：()()1max max max max 111.520.2110.5113.4710.3i Ni tl i U U U U KV U -∆-⨯==='。

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1.1 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。

1.1。

1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 ijV 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）除了平衡节点以外的所有2(1)n -个节点是需要求解的量。

Digsilent仿真软件(ruǎn jiàn)优缺点分析1.digsilent仿真(fǎnɡ zhēn)软件优点(yōudiǎn)1.1功能强大DIgSILENT/PowerFactory软件包含了几乎常用(chánɡ yònɡ)的所有电力系统分析的功能，如潮流、短路计算、机电暂态及电磁暂态计算、谐波分析、小干扰稳定分析等。

DIgSILENT/PowerFactory软件能够(nénggòu)实现的功能有：1、AC/DC潮流计算分析DIgSILENT/PowerFactory可以描述复杂的单相和三相AC系统及各种交直流混合系统。

潮流求解过程提供了3 种方法以供选择：经典的牛顿—拉夫逊算法、牛顿—拉夫逊电流迭代法和线性方程法（直接将所有模型作线性化处理）。

在进行潮流计算的同时，DIgSILENT/PowerFactory 还有变电站控制、网络控制和变压器分接头调整控制可供选择。

仿真结果可查看过载元件，可在图中以不同颜色显示对各元件的电压和负荷大小，仿真结果直观，便于对潮流结果进行分析。

2、故障分析DIgSILENT/PowerFactory故障分析功能既可以分别根据IEC 909、IEEE std141/ ANSI e37. 5 以及德国的VDE102/ 103 标准进行，也可以根据DIgSILENT/PowerFactory自身所提供的综合故障分析( General Fault Analysis- GFA) 方法进行。

DIgSILENT/PowerFactory故障分析功能支持几乎所有的故障类型（包括复故障分析）。

3、动态仿真DIgSILENT/PowerFactory软件提供的仿真语言(DIgSILENT Simulation Language – DSL)，使用户可以自定义模型：任何类型的静态/动态的多输入/多输出模型，例如电压控制器、PSS 等。

第二章潮流分析ETAP潮流分析程序，计算母线电压、支路功率因数、电流和整个电力系统的潮流。

此软件不仅能够实现潮流分析功能，同时还能辅助电力系统规划设计工作。

如：（1）优化系统运行状态（2）在规划设计中协助用户重新选择设备规格。

第一节潮流分析1、编辑好单线图并录入参数后，点击“模式工具条”的“潮流分析”按钮切换到潮流分析模式，视窗上部弹出“分析案例工具条”，视窗右侧切换为“潮流工具条”。

2、在潮流“分析案例工具条”上，通过“分析案例”下拉菜单选择想要编辑的分析案例名称，如LF，切换到分析案例LF。

（这里也可以新建一个潮流分析案例）3、在潮流“分析案例工具条”上，点击“编辑分析案例”按钮，打开“潮流分析案例”编辑器，编辑该潮流分析案例。

该编辑器包括四个属性页，具体设置如下：（1）信息页①有关设置项的说明：在此可以对潮流计算方法（牛顿－拉夫逊、快速解耦、加速高斯-塞德尔法等）、最大迭代次数和精度等进行设置，如图2-1所示。

其中：(a)“更新”－选择“初始母线电压”复选框表示用潮流运行结果来更新母线电压的幅值，更新后初始母线电压更接近最终结果，更新会导致以后潮流分析更快收敛；选择“变压器LTCs”复选框表示在潮流计算过程中考虑更新变压器带载调节分接头（LTC）的位置，也就是说变压器的分接头设定由变压器带载调节分接头精确度决定；选择“电缆负荷电流”复选框表示从上一次运行潮流分析中转移数据到电缆负荷电流数据，数据转移到潮流分析中的每根电缆的电缆编辑器运行负荷电流；(b)选定“计算方法”－“应用变压器相移”复选框表示潮流计算结果－母线电压的相角是考虑了变压器相移，可在变压器编辑器中找到变压器的移相。

图2-1 潮流分析案例编辑器的“信息”属性页②本算例的设置：具体设置情况见如图2-1 所示。

（2）负荷属性页①有关设置项的说明a、发电类型ETAP软件有10种发电类型可以选择，它们分别通过发电机额定功率的百分数来指定发电机送出的功率，如图2-2 所示。

DIgSILENT使用说明摘录Page148 负荷潮流分析在负荷潮流分析的运行环境下，可以准确标示各种网络组成部分和电力系统配制，任何单相，两相或三相网络组合以及交流或直流系统可以被标示同时予以解答，包括从高压输电网络到包括民用负荷及工业负荷等低压网络整个范围。

此负荷潮流分析工具可以准确描述不平衡的用电负荷，发电设备以及电力网路。

通过自然电位变化、高压直流输电系统、可调速率驱动、电源电压控制装置和柔性交流输电装置等，描述所有的直流以及交流电压水平的网络。

电力系统仿真软件DIgSILENT中的电源库包括一种新的、直观的、容易使用的技术模型，完全避免了对各种母线的定义，诸如平衡节点、PV节点、PQ节点以及完全避免了其它一些需要建立特殊模型的定义工作。

电源库简单地提供了在现实中存在的各种控制设备的特征。

Page15更多的负荷潮流分析特点列举如下：支持各种设备特征，例如随电压变动的用电负荷以及带有磁化饱和特性和依赖于滑差变化的异步电机。

反映实际装置的控制特性，诸如各种就地及远程控制的电压调整装置和无功补偿装置。

自动调节的无功电源用以确保发电机输出功率保持在其额定范围之内。

反映以加入灵活控制因素的二次控制为特点的广泛的地域及网络功率交换控制。

反映配电系统中的有载调压变压器，可实现控制当地或者远处的母线电压，无功潮流分布以及电压降落补偿。

反映并联控制器、双馈式异步电机、以及其他一些电力电子控制元件，诸如PWM （脉冲宽度调制）控制器、逆变器、整流器和集成型柔性交流输电系统装置。

反映就地及远程的电源电压控制系统，反映用以保证给定电压水平的连续自动调节式电阻温度系数装置及传送控制装置。

正确标示变压器连接组别以及相别设置。

可以设置分流器，包括并联或串联电容器、电抗器和电阻器的组合。

可以设置母线和馈线，以及远程的电缆及架空线路。

滤波器可以包含任何数量的并联组合，自动并联转换装置可以包含自动电压校准装置。

完全支持任何参数特性和标度，可研究参数特性以及轻松定义各种负荷情形及负荷组合特性。