电力系统稳态分析--潮流计算
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信息工程学院课程设计报告书题目: 电力系统潮流计算专业:电气工程及其自动化班级:0310406学号:031040635学生姓名:陈代才指导教师:钟建伟2013年 4 月15 日信息工程学院课程设计任务书2013年4月15日目录1 任务提出与方案论证 (2)2 总体设计 (3)2.1潮流计算等值电路 (3)2.2建立电力系统模型 (3)2.3模型的调试与运行 (3)3 详细设计 (4)3.1 计算前提 (4)3.2手工计算 (7)4设计图及源程序 (11)4.1MA TLAB仿真 (11)4.2潮流计算源程序 (11)5 总结 (19)参考文献 (20)1 任务提出与方案论证潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。
常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布以及功率损耗等。
潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
在电力系统运行方式和规划方案的研究中,都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。
同时,为了实时监控电力系统的运行状态,也需要进行大量而快速的潮流计算。
因此,潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。
在系统规划设计和安排系统的运行方式时,采用离线潮流计算;在电力系统运行状态的实时监控中,则采用在线潮流计算。
是电力系统研究人员长期研究的一个课题。
它既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据,又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。
潮流计算经历了一个由手工到应用数字电子计算机的发展过程,现在的潮流算法都以计算机的应用为前提用计算机进行潮流计算主要步骤在于编制计算机程序,这是一项非常复杂的工作。
摘要潮流计算是电力系统的各种计算的基础,同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能,是进行故障计算,继电保护鉴定,安全分析的工具。
电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。
在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中,都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
潮流计算的目的在于:确定是电力系统的运行方式;检查系统中的各元件是否过压或过载;为电力系统继电保护的整定提供依据;为电力系统的稳定计算提供初值,为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。
因此,电力系统潮流计算是电力系统中一项最基本的计算,既具有一定的独立性,又是研究其他问题的基础。
传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面,结果显示不直观,难于与其他分析功能集成。
本文以潮流计算软件的开发设计为重点,在数学模型与计算方法的基础上,利用MATELAB语言进行软件编写,和进行了数据测试工作,结果较为准确,收敛效果较好,并且程序设计方法是结构化程序设计方法,该方法基于功能分解,把整个软件工程看作是一个个对象的组合,由于对某个特定问题域来说,该对象组成基本不变,因此,这种基于对象分解方法设计的软件结构上比较稳定,易于维护和扩充。
设计主要采用牛顿—拉扶逊法为算法背景.本软件的主要特点是:(1)操作简单;(2)图形界面直观;(3)运行稳定。
计算准确;关键词:潮流计算;牛顿—拉扶逊法; MATLAB;第一章电力系统潮流计算的概述1。
1电力系统叙述电力工业发展初期,电能是直接在用户附近的发电站(或称发电厂)中生产的,各发电站孤立运行。
随着工农业生产和城市的发展,电能的需要量迅速增加,而热能资源(如煤田)和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区,为了解决这个矛盾,就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站,然后将电能远距离输送给电力用户。
同时,为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性,又把许多分散的各种形式的发电站,通过送电线路和变电所联系起来。
电力系统三种潮流计算方法的比较电力系统潮流计算是电力系统分析和运行控制中最重要的问题之一、它通过计算各节点电压和各支路电流的数值来确定电力系统各个节点和支路上的电力变量。
常见的潮流计算方法有直流潮流计算方法、高斯-赛德尔迭代法和牛顿-拉夫逊迭代法。
以下将对这三种方法进行比较。
首先,直流潮流计算方法是最简单和最快速的计算方法之一、它假设整个系统中的负载功率都是直流的,忽略了交流电力系统中的复杂性。
直流潮流计算方法非常适用于传输和配电系统,尤其是对于稳定的系统,其结果比较准确。
然而,该方法忽略了交流电力系统中的变压器的磁耦合和饱和效应,可能会导致对系统状态误判。
因此,直流潮流计算方法的适用范围有限。
其次,高斯-赛德尔迭代法是一种迭代方法,通过反复迭代计算来逼近系统的潮流分布。
该方法首先进行高斯潮流计算,然后根据计算结果更新节点电压,并再次进行计算,直到收敛为止。
高斯-赛德尔迭代法考虑了变压器的复杂性,计算结果比直流潮流计算方法更准确。
然而,该方法可能发生收敛问题,尤其是在系统变压器的串联较多或系统中存在不良条件时。
此外,该方法的计算速度较慢,尤其是对于大型电力系统而言。
最后,牛顿-拉夫逊迭代法是一种基于牛顿法的迭代方法,用于解决非线性潮流计算问题。
该方法通过线性化系统等式并迭代求解来逼近系统的潮流分布。
与高斯-赛德尔迭代法相比,牛顿-拉夫逊迭代法收敛速度更快,所需迭代次数更少。
此外,该方法可以处理系统中的不平衡和非线性元件,计算结果更准确。
然而,牛顿-拉夫逊迭代法需要建立和解算雅可比矩阵,计算量相对较大。
综上所述,电力系统潮流计算方法根据应用需求和系统特点选择合适的方法。
直流潮流计算方法适用于稳定的系统,计算简单、快速,但适用范围有限。
高斯-赛德尔迭代法适用于一般的交流电力系统,考虑了变压器复杂性,但可能存在收敛问题和计算速度较慢的缺点。
牛顿-拉夫逊迭代法适用于复杂的非线性系统,收敛速度快且计算结果准确,但需要较大的计算量。
0 引言潮流是配电网络分析的基础,用于电网调度、运行分析、操作模拟和设计规划,同时也是电压优化和网络接线变化所要参考的内容.潮流计算通过数值仿真的方法把电力系统的详细运行情况呈现给工作人员,从而便于研究系统在给定条件下的稳态运行特点。
随着市场经济的发展,经济利益是企业十分看重的,而线损却是现阶段阻碍企业提高效益的一大因素.及时、准确的潮流计算结果,可以给出配电网的潮流分布、理论线损及其在网络中的分布,从而为配电网的安全经济运行提供参考.从数学的角度来看,牛顿—拉夫逊法能有效进行非线性代数方程组的计算且具有二次收敛的特点,具有收敛快、精度高的特点,在输电网中得到广泛应用.随着现代计算机技术的发展,利用编程和相关软件,可以更好、更快地实现配电网功能,本文就是结合牛顿—拉夫逊法的基本原理,利用C++程序进行潮流计算,计算结果表明该方法具有良好的收敛性、可靠性及正确性。
1 牛顿-拉夫逊法基本介绍1。
1 潮流方程对于N个节点的电力网络(地作为参考节点不包括在内),如果网络结构和元件参数已知,则网络方程可表示为:YV I (1—1)=式中,Y为N*N阶节点导纳矩阵;V为N*1维节点电压列向量;I为N*1维节点注入电流列向量。
如果不计网络元件的非线性,也不考虑移相变压器,则Y为对称矩阵。
电力系统计算中,给定的运行变量是节点注入功率,而不是节点注入电流,这两者之间有如下关系:ˆˆ=EI S(1—2)式中,S为节点的注入复功率,是N*1维列矢量;ˆS为S的共轭;ˆˆi diag ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦E V 是由节点电压的共轭组成的N*N 阶对角线矩阵。
由(1-1)和(1-2),可得:ˆˆ=S EYV上式就是潮流方程的复数形式,是N 维的非线性复数代数方程组.将其展开,有:ˆi i iij j j iP jQ V Y V ∈-=∑ j=1,2,….,N (1—3)式中, j i ∈表示所有和i 相连的节点j ,包括j i =。
电力系统中的稳态分析方法电力系统是一个庞大的复杂系统,它包括了发电、输电、配电、用电等多个环节,涉及到大量的电力设备和线路。
在电力系统中,稳态分析是非常重要的一个环节,它可以帮助我们分析电力系统中各个节点的电压、电流、功率等参数,为我们进行电力系统的规划、设计和运营提供重要的依据。
本文将介绍一些电力系统中的稳态分析方法。
一、潮流计算潮流计算是电力系统稳态分析中最基本的计算方法,它可以用来计算电力系统中各个节点的电压、电流、功率等参数。
潮流计算可以帮助我们评估电力系统的稳定性和可靠性,也是电力系统的规划和设计中必不可少的一步。
潮流计算的基本思想是建立电力系统的电路模型,并求解电力系统中各个节点的电压和相应的电流。
这个过程需要用到大量的电力设备和线路的参数,如发电机、变电站、输电线路、配电线路等。
在求解过程中,需要考虑到各个节点的负荷情况、电压等级、功率因数等因素,并且需要对各个节点的电压和电流进行精细计算,以达到较高的精度。
潮流计算的结果可以帮助我们分析电力系统中各个节点的电压稳定性,同时也可以进行电力系统的负荷预测和优化配置,对电力系统的规划和设计有很大的价值。
二、稳态稳定分析稳态稳定性分析是电力系统中另一个非常重要的分析方法,它可以帮助我们评估电力系统在各种情况下的稳定性和安全性。
通常情况下,电力系统在受到不同的干扰时,例如电力负荷的突然变化、电力设备的故障等,可能会产生稳定性问题,因此进行稳态稳定性分析是非常必要的。
稳态稳定性分析的基本思想是建立电力系统的稳态稳定模型,并在不同的场合下对电力系统进行仿真计算。
在进行稳态稳定性仿真计算时,需要考虑到电力系统各个节点的电压和相应的电流,以及负荷水平和电力设备的状态等因素,以此来评估电力系统在不同情况下的稳定性。
稳态稳定性分析的结果可以帮助我们评估电力系统在不同情况下的稳定性和安全性,提高电力系统的可靠性和稳定性,为电力系统的设计和运行提供重要的依据。
电力系统潮流计算与分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一,它为我们提供了稳定可靠的电力供应。
而电力系统的潮流计算与分析则是电气工程中的重要研究领域之一。
本文将介绍电力系统潮流计算与分析的基本概念、方法和应用。
一、潮流计算的基本概念潮流计算是指对电力系统中各个节点的电压、电流、功率等参数进行计算和分析的过程。
它是电力系统规划、设计和运行中必不可少的工具。
潮流计算的目的是确定电力系统中各个节点的电压和相位角,以及各个支路的电流和功率。
通过潮流计算,可以评估电力系统的稳定性、负载能力和输电能力,为电力系统的规划和运行提供科学依据。
二、潮流计算的方法潮流计算的方法主要包括直流潮流计算和交流潮流计算两种。
直流潮流计算是一种简化的方法,适用于电力系统中负载变化较小的情况。
它假设电力系统中的所有元件都是直流元件,忽略了电抗元件的影响。
交流潮流计算则考虑了电力系统中的电抗元件对电流和功率的影响,是一种更为精确的计算方法。
在交流潮流计算中,常用的方法包括高斯-赛德尔法、牛顿-拉夫逊法和快速潮流法等。
高斯-赛德尔法是一种迭代法,通过反复迭代计算节点的电压和相位角,直到满足收敛条件。
牛顿-拉夫逊法则是一种迭代法,通过对节点电压的雅可比矩阵进行线性化,求解节点电压的增量,从而逐步逼近潮流计算的结果。
快速潮流法是一种基于分解和迭代的方法,通过将电力系统分解为多个子系统进行计算,从而提高计算的速度和效率。
三、潮流计算的应用潮流计算在电力系统的规划、设计和运行中有着广泛的应用。
首先,潮流计算可以用于电力系统的负荷分配和负载能力评估。
通过计算各个节点的电压和功率,可以确定电力系统中各个节点的负载水平,从而合理分配负荷,提高电力系统的供电能力。
其次,潮流计算可以用于电力系统的故障分析和稳定性评估。
通过模拟电力系统中的故障情况,可以评估电力系统的稳定性,为电力系统的运行和维护提供依据。
此外,潮流计算还可以用于电力系统的输电能力评估和优化。
3电力系统潮流计算1、前言电力是衡量一个国家经济发展的主要指标,也是反映人民生活水平的重要标志,它已成为现代工农业生产、交通运输以及城乡生活等许多方面不可或缺的能源和动力。
电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。
为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、经济、优质的电能。
电力系统的出现,使电能得到广泛应用,推动了社会生产各个领域的变化,开创了电力时代,出现了近代史上的第二次技术革命。
20世纪以来,电力系统的发展使动力资源得到更充分的开发,工业布局也更为合理,使电能的应用不仅深刻地影响着社会物质生产的各个侧面,也越来越广地渗透到人类日常生活的各个层面。
电力系统的发展程度和技术水准已成为各国经济发展水平的标志之一。
潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。
是电力系统研究人员长期研究的一个课题。
MATLAB自1980年问世以来,它的强大的矩阵处理功能给电力系统的分析、计算带来许多方便。
在处理潮流计算时,其计算机软件的速度已无法满足大电网模拟和实时控制的仿真要求,而高效的潮流问题相关软件的研究已成为大规模电力系统仿真计算的关键。
随着计算机技术的不断发展和成熟,对MATLAB潮流计算的研究为快速、详细地解决大电网的计算问题开辟了新思路。
1.1 本设计主要工作1)掌握潮流计算的基本原理;2)根据电力系统网络推导电力网络数字模型,写出节点导纳矩阵;3)赋予各节点电压变量初值后,求解不平衡量;4)形成雅克比矩阵;5)求解修正量后,重新修改初值,从2)开始重新循环计算;6)求解的电压变量达到要求的精度时,再计算各支路的功率分布、功率损耗和平衡节点功率;7)上机编程调试;8)计算分析给定系统潮流,并与手工计算结果进行比较分析。
电力系统的潮流计算电力系统的潮流计算是电力系统分析中的基础工作,主要用于计算电力系统中各节点的电压和功率流动情况。
通过潮流计算可以得到电力系统的电压、功率、功率因数等关键参数,为电力系统的运行和规划提供有效的参考依据。
本文将介绍电力系统潮流计算的基本原理、计算方法和应用。
一、电力系统潮流计算的基本原理电力系统潮流计算基于电力系统的能量守恒原理和基尔霍夫电流定律,通过建立电力系统的节点电压和功率平衡方程组来描述系统中各节点间的电压和功率流动关系。
潮流计算的基本原理可简述为以下三个步骤:1.建立节点电压方程:根据基尔霍夫电流定律,将电力系统中各节点的电流状况表达为节点电压和导纳矩阵之间的乘积关系。
2.建立功率平衡方程:根据能量守恒原理,将电力系统中各支路的功率流动表达为节点电压和导纳矩阵之间的乘积关系。
3.解算节点电压:通过求解节点电压方程组,得到系统中各节点的电压值。
二、电力系统潮流计算的常用方法电力系统潮流计算常用的方法有高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法和快速潮流法等。
其中,高斯-赛德尔迭代法是一种基于节点电压的迭代算法,通过在每一次迭代中更新节点电压值来逐步逼近系统潮流平衡状态。
牛顿-拉夫逊迭代法是一种基于节点电压和节点功率的迭代算法,通过在每一次迭代中同时更新节点电压和节点功率值来逼近系统潮流平衡状态。
快速潮流法则是一种通过行列式运算直接求解节点电压的方法,对于大规模复杂的电力系统具有较高的计算效率和精度。
三、电力系统潮流计算的应用电力系统潮流计算在电力系统的规划和运行中有广泛应用。
具体应用包括:1.电力系统规划:通过潮流计算可以预测系统中各节点的电压和功率流动情况,为电力系统的设计和扩建提供参考依据。
2.电力系统稳定性分析:潮流计算可以帮助分析系统中节点电压偏差、功率瓶颈等问题,为系统的稳态和暂态稳定性分析提供基础数据。
3.运行状态分析:潮流计算可以实时监测系统中各节点的电压和功率流动情况,为电力系统的运行调度提供参考。
电力系统分析计算公式1.电力系统潮流计算电力系统潮流计算是一种用于确定电力系统各个节点电压和功率的方法。
常用的电力系统潮流计算公式包括:- 节点功率方程:P = V * I * cos(theta) + V * U * sin(theta) - 节点电流方程:I = V * I * sin(theta) - V * U * cos(theta)其中,P为节点有功功率,V为节点电压,I为节点电流,theta为节点相角,U为无功功率系数。
2.短路电流计算短路电流计算是用于评估电力系统短路故障时电流的大小和方向的方法。
常用的短路电流计算公式包括:- 对称短路电流公式:Isc = V / Zs其中,Isc为短路电流,V为电压,Zs为短路阻抗。
3.电力系统电压稳定性计算电力系统电压稳定性计算是为了评估电力系统节点电压的稳定性。
常用的电力系统电压稳定性计算公式包括:-V/Q稳定器灵敏度公式:dV/dQ=-Ry*dQ/dP+Xy*(dQ/dQ+dV/dV)其中,V为节点电压,Q为节点无功功率,P为节点有功功率,Ry为负荷灵敏度,Xy为发电机灵敏度。
4.功率系统频率计算功率系统频率计算是为了评估电力系统频率的稳定性。
常用的功率系统频率计算公式为:- 系统频率变化率公式:df/dt = (P - Pd) / (2 * H)其中,df/dt为频率变化率,P为实际功率,Pd为负荷功率,H为系统等效惯量。
5.电力系统稳定裕度计算电力系统稳定裕度计算是为了评估电力系统在各种故障情况下的稳定性。
常用的电力系统稳定裕度计算公式包括:- 稳定裕度指标公式:S ω = (δmax - δmin) / δfc其中,Sω为稳定裕度指标,δmax为最大转子转角,δm in为最小转子转角,δfc为临界转子转角。
以上是一些常用的电力系统分析计算公式,这些公式是电力系统工程师进行电力系统设计和运行评估的重要依据。
电力系统分析计算的结果可以帮助工程师评估电力系统的稳定性,指导运维工作,并制定相应的措施以确保电力系统的安全、可靠和高效运行。
2、学习掌握学习掌握 重在实践重在实践电力系统潮流计算程序设计电力系统潮流计算程序设计“电力系统分析”课外学习设计成果2004级同学:李飞指导老师:李咸善电力系统潮流计算简介电力系统潮流计算简介::电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算,它根据给定的运行条件及系统接线情况来确定整个电力系统各部分的运行状态:各母线的电压,各元件中流过的功率,系统的功率损耗等等。
在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中,都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
此外,电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。
所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和很基本的计算。
一、潮流计算问题的数学模型潮流计算问题的数学模型所谓潮流计算问题的数学模型指的是将电力网络的有关参数和变量及其相互关系归纳起来所组成的、可反映网络性能的数学方程式组。
我们都知道运用节点导纳矩阵的节点电压方程:I=YV (2-1) 可以写成展开的形式:(i=1,2,…,n) (2-2)式中n 为系统节点数。
为了求解潮流问题,我们必须利用节点功率与电流之间的关系:(i=1,2,…,n) (2-3)其中Pi,Qi 分别为节点i 向系统注入的有功功率及无功功率,当i 节点为负荷节点时,Pi,Qi 本身应带负号。
式(2-3)代入式(2-2),可得到:(i=1,2,…,n) (2-4)式(2-4)有n 个非线性复数方程式,是潮流计算问题的基本方程式,对此 方程式的不同应用和处理,就形成了不同的潮流程序。
在电力系统潮流计算中,表征各节点运行状态的参数是该点的电压向量及复功率,也就是说,每个节点都有四个表征节点运行状态的量:V,A,P,Q,因此,在n 个节点的电力系统中共有4n 个运行参数。
如上所述,电力潮流基本方程式(2-4)共有n 个复数方程式,相当于2n 个实数方程式,因此只能解出2n 个运行参数,其余2n 个应作为原始参数事先给定。
稳态分析课程设计潮流计算一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握稳态分析的基本原理,理解潮流计算在电力系统分析中的应用。
2. 使学生能够运用数学模型和计算方法,进行电力系统的潮流计算,解决实际工程问题。
3. 帮助学生了解电力系统运行中的稳定性问题,以及稳态分析在保障电力系统安全、稳定运行中的作用。
技能目标:1. 培养学生运用所学理论知识,解决实际电力系统稳态分析问题的能力。
2. 提高学生运用计算工具(如MATLAB等)进行潮流计算的速度和准确性。
3. 培养学生的团队协作能力和沟通表达能力,通过讨论、分析,共同完成稳态分析任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱电力工程事业,树立正确的专业观念和职业态度。
2. 激发学生的求知欲和探索精神,鼓励他们勇于面对稳态分析中的挑战。
3. 培养学生的安全意识,强调在电力系统运行中严格遵守规程,确保电力系统的安全稳定运行。
本课程针对高年级电力系统及其自动化专业的学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
教学过程中,注重理论与实践相结合,以实际电力系统为背景,引导学生通过小组合作、课堂讨论等形式,提高分析问题和解决问题的能力。
课程结束后,学生应能独立完成电力系统的稳态分析,为电力系统设计、运行和管理提供技术支持。
二、教学内容1. 稳态分析基本理论:包括电力系统的基本概念、数学模型,以及稳态运行的基本原理。
- 教材章节:第二章 电力系统基础- 内容:电力系统数学模型、稳态运行条件、功率传输和电压控制原理。
2. 潮流计算方法:介绍常用的潮流计算方法,如牛顿-拉夫逊法、快速分解法等。
- 教材章节:第三章 电力系统潮流计算- 内容:潮流计算基本步骤、算法原理及实现。
3. 潮流计算应用:分析实际电力系统稳态运行问题,运用潮流计算方法解决。
- 教材章节:第四章 电力系统稳态分析- 内容:实际电力系统案例分析、潮流计算程序编写及运行。
4. 计算工具应用:使用MATLAB等软件进行潮流计算,提高计算速度和准确性。
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握潮流计算的基本原理和方法。
2. 学习利用牛顿-拉夫逊法进行电力系统潮流计算。
3. 分析潮流计算结果,验证潮流计算程序的正确性和收敛性。
4. 通过实验,加深对电力系统运行状态的理解。
二、实验原理潮流计算是电力系统分析中的一种基本计算方法,用于求解电力系统中各节点的电压、功率分布及损耗等。
其基本原理如下:1. 建立电力系统数学模型,包括节点电压方程、支路功率方程和节点功率平衡方程。
2. 采用牛顿-拉夫逊法求解上述方程,得到各节点的电压和功率分布。
3. 根据计算结果,分析电力系统的运行状态,包括电压水平、功率损耗、不平衡量等。
三、实验仪器与软件1. 仪器:计算机、Matlab软件2. 软件环境:Matlab R2020b四、实验步骤1. 导入实验数据:包括节点电压、节点注入功率、线路参数等。
2. 建立电力系统数学模型,包括节点电压方程、支路功率方程和节点功率平衡方程。
3. 编写牛顿-拉夫逊法潮流计算程序,包括迭代计算、收敛条件判断等。
4. 运行程序,进行潮流计算,得到各节点的电压、功率分布及损耗等。
5. 分析潮流计算结果,验证潮流计算程序的正确性和收敛性。
五、实验数据1. 各节点有功:-1.2500 -0.9000 -1.0000 0 0 0 1.6300 0.8500 02. 各节点无功:-0.5000 -0.3000 -0.3500 0 0 0 0 0 03. 各节点电压幅值:1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.02501.0250 1.04004. 各节点电压相角(度):0 0 0 0 0 0 0 0 05. 节点导纳矩阵:1 至 6 列,7 至 9 列6. 有功不平衡量:-1.2500 -0.9000 -1.0000 0 0 0 1.6300 0.85007. 无功不平衡量:-0.2590 -0.0420 -0.1710 0.6275 0.7101 0.8614六、实验结果与分析1. 通过潮流计算,得到各节点的电压、功率分布及损耗等。
电力系统稳态分析
摘要
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种重要的分析计算,它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态:各母线的电压,各元件中流过的功率,系统的功率损耗。
所以,电力系统潮流计算是进行电力系统故障计算,继电保护整定,安全分析的必要工具。
本文介绍了基于MATLAB软件的牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法潮流计算的程序,该程序用于计算中小型电力网络的潮流。
在本文中,采用的是一个5节点的算例进行分析,并对仿真结果进行比较,算例的结果验证了程序的正确性和迭代法的有效性。
关键词:电力系统潮流计算;MATLAB;牛顿-拉夫逊法;P-Q分解法;
目次
1 绪论 (1)
1.1背景及意义 (1)
1.2相关理论 (1)
1.3本文的主要工作 (2)
2 潮流计算的基本理论 (3)
2.1节点的分类 (3)
2.2基本功率方程式(极坐标下) (3)
2.3本章小结 (4)
3 潮流计算的两种算法 (5)
3.1牛顿—拉夫逊算法 (5)
3.2PQ分解算法 (10)
3.3本章小结 (15)
4 算例 (16)
4.1系统模型 (16)
4.2结果分析 (16)
4.3本章小结 (19)
结论 (20)
参考文献 (21)
附录 (22)
1 绪论
1.1背景及意义
电力系统稳态分析是研究电力系统运行和规划方案最重要和最基本的手段。
电力系统稳态分析根据给定的发电运行方式和系统接线方式来确定系统的稳态运行状态,其中潮流计算针对电力系统的各种正常的运行方式进行稳态分析。
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。
电力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问题,其解法都离不开迭代。
潮流计算方法的改进过程中,经历了高斯-赛德尔迭代法、阻抗法、分块阻抗法、牛顿-拉夫逊法、改进牛顿法、P-Q分解法等。
现在比较常用的方法就是牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法。
对潮流计算的要求可以归纳为下面几点:
(1)计算方法的可靠性或收敛性;
(2)对计算机内存量的要求;
(3)计算速度;
(4)计算的方便性和灵活性。
1.2 相关理论
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、各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。
在运行方式管理中,潮流是确定电网运行方式的基本出发点;在规划领域,需要进行潮流分析验证规划方案的合理性;在实时运行环境,调度员潮流提供了
多个在预想操作情况下电网的潮流分布以校验运行可靠性。
在电力系统调度运行的多个领域都涉及到电网潮流计算。
潮流是确定电力网络运行状态的基本因素,潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。
1.3 本文的主要工作
本文介绍了电力系统潮流计算方法中的牛顿-拉夫逊法和PQ快速分解法的相关知识及其基本原理,并用MATLAB编写程序,最后通过一个5节点的算例来验证该程序的正确性,并对两种算法的结果进行了分析,对比了两种算法。