電力系統(tǒng)直流潮流計(jì)算試驗(yàn)指導(dǎo)書

1、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析計(jì)算機(jī)方法?實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)三直流潮流計(jì)算實(shí)驗(yàn)1.1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模撼绷饔?jì)算是電力系統(tǒng)分析的一個(gè)重要的局部。通過對(duì)電力系統(tǒng) 潮流分布的分析和計(jì)算，可進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的平安性，經(jīng)濟(jì)性進(jìn) 行分析、評(píng)估，提出改良措施。電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算和分析是電力 系統(tǒng)運(yùn)行和規(guī)劃工作的根底。在電力系統(tǒng)分析的局部領(lǐng)域，要對(duì)潮流計(jì)算提出一些特殊要求， 比方在一些實(shí)時(shí)控制的領(lǐng)域，要求計(jì)算的速度快，并且收斂性高。 為了符合這些要求，有時(shí)可以降低計(jì)算精度。而直流潮流計(jì)算就是 在這種實(shí)際應(yīng)用中簡(jiǎn)化而來的。在一些應(yīng)用場(chǎng)所，如輸電網(wǎng)絡(luò)中，只要考慮的是電力系統(tǒng)中有 功功率的分布，而不需要計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓幅值，且要計(jì)算速度要

2、 快，這勢(shì)必要對(duì)潮流計(jì)算進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，本節(jié)實(shí)驗(yàn)就是研究直流潮 流計(jì)算，編程與調(diào)試，獲得電力系統(tǒng)中各支路的有功分布，為進(jìn)一 步進(jìn)行電力系統(tǒng)分析作準(zhǔn)備。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)加深學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)潮 流計(jì)算原理的理解和計(jì)算，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用計(jì)算機(jī)知識(shí)解決電力系統(tǒng) 的問題，掌握潮流計(jì)算的過程及其特點(diǎn)。熟悉各種常用應(yīng)用軟件， 熟悉硬件設(shè)備的使用方法，加強(qiáng)編制調(diào)試計(jì)算機(jī)程序的能力，提高 工程計(jì)算的能力，學(xué)習(xí)如何將理論知識(shí)和實(shí)際工程問題結(jié)合起來。2.2. 實(shí)驗(yàn)器材：計(jì)算機(jī)、軟件已安裝，包括各類編程軟件 C C 語言、C+C+太 VBVB VCVC 等、應(yīng)用軟件 MATLAMATLA 薜、移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備學(xué)生白備，軟盤、 U U

3、盤等3.3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:一、直流潮流的介紹在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過有關(guān)高斯-塞德爾 和牛頓-拉夫遜等潮流計(jì)算方法，它們所面對(duì)的是個(gè)非線性方程組求 解問題。雖然這些方法都具有一定的精度，但計(jì)算量較大，這顯然 不適應(yīng)形成電網(wǎng)規(guī)劃方案時(shí)屢次而反復(fù)的潮流計(jì)算要求。直流潮流模型是把非線性電力潮流問題簡(jiǎn)化為線形電路問題， 從而使分析計(jì)算非常方便，直流潮流專門用于研究電網(wǎng)中有功潮流 的分布。：、直流潮流算法的形成過程對(duì)下列圖所示等值電路圖，對(duì)于之路i,ji,j , ,如果忽略其并聯(lián)支 路，例如忽略線路的充電電容。那么支路的有功潮流方程可寫成：_ 一2jfPj+ jQj=少gj- j bj+燈。

4、UiUjej g- jb0.1其中g(shù)j為支路電導(dǎo)，加為支路電納。相當(dāng)于注入的有功功率。正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)，其節(jié)點(diǎn)電壓在額定的電壓附近，且支路 兩端的相角差很小，因此，可以如下簡(jiǎn)化假設(shè)：Ui= =Uj=1,=1,si.京.C0S%=1,=1,斤=0,0,那么式1 1可以簡(jiǎn)化成e - ePj=也七-七=(2)(2)-.1式中，bij =廠，*為支路電抗。對(duì)照一般直流電路的歐姆定律， 入ij可以把pj看成直流電流，也和&看成節(jié)點(diǎn) i i 和節(jié)點(diǎn) j j 的電壓，xj看 成支路電阻，那么式1 1所示的非線性有功潮流方程變成式2 2所 示線性的直流潮流方程。設(shè)平衡節(jié)點(diǎn) s s 的相角為成=0，對(duì)

5、于節(jié)點(diǎn) i i 應(yīng)用基爾霍夫電流定律，那么節(jié)點(diǎn) i i 的電流平衡條件為6 6 一司一司Pi = Pj = H Li =1,2，N . 3j, ,j士士j，jYxij其中Pi是節(jié)點(diǎn) i i 給定的注入有功功率，式中 N=n+1,N=n+1,可寫成矩 陣形式有Pi=B8 8 . 4 4考慮到平衡節(jié)點(diǎn)，給定的Pi和待求量臼都減少一個(gè)對(duì)應(yīng) N N 的分 量，于是式4 4中P, 8都是 n n 列矢量，平衡節(jié)點(diǎn)的相角為零，Bo為Mn階矩陣，不包括平衡節(jié)點(diǎn)，其元素是1B。( (i, , i)=、j , ,j -iXij1B( (i, , j)= - -一一xij式4 4為直流潮流方程，因?yàn)楹雎粤私拥刂?/p>

6、， 同時(shí)忽略了支路電阻，所以沒有有功功率損耗。直流潮流模型中的有功功率是無損失流，所以平衡節(jié)點(diǎn)的有功功率有其他節(jié)點(diǎn)注入功率確定，其本 身不獨(dú)立。用式4 4不需要迭代就可以求出節(jié)點(diǎn)電壓相角，再用式2 2 計(jì)算各支路的有功潮流，這就是直流潮流的解算過程。直流潮流的解算沒有收斂性問題，而且對(duì)于超高壓電網(wǎng)有?X X , ,其中計(jì)算誤差 通常在 3 3蟾 V V 10%!10%!間，可以滿足許多對(duì)精度要求不是很高的應(yīng)用場(chǎng) 所。(5)(5)三、直流潮流算法計(jì)算步驟1 1選擇平衡節(jié)點(diǎn)。2 2取支路電抗根據(jù)公式5 5形成矩陣 B B。3 3 根據(jù)注入功率的情況，形成矩陣 R R 除平衡節(jié)點(diǎn)。4 4根據(jù)式4 4可得 6 6 =BV可求出各節(jié)點(diǎn)的相角。5 5通過式2 2的潮流計(jì)算公式求出各條支路的功率情況。實(shí)驗(yàn)要求：a.a. 將事先編制好的形成電力網(wǎng)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算程序原代碼由白備移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。b.b. 在相應(yīng)的編程環(huán)境下對(duì)程序進(jìn)行組織調(diào)試。c.c. 應(yīng)用計(jì)算例題驗(yàn)證