潮流計(jì)算的概念和基本原理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上潮流計(jì)算的概念和基本原理一、 潮流計(jì)算的意義電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算和分析是電力系統(tǒng)運(yùn)行和規(guī)劃工作的基礎(chǔ)。運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，通過潮流計(jì)算可以預(yù)知,隨著各種電源和負(fù)荷的變化以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變,網(wǎng)絡(luò)所有母線的電壓是否能保持在允許范圍內(nèi)，各種元件是否會出現(xiàn)過負(fù)荷而危及系統(tǒng)的安全，從而進(jìn)一步研究和制訂相應(yīng)的安全措施。規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過潮流計(jì)算，可以檢驗(yàn)所提出的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案能否滿足各種運(yùn)行方式的要求，以便制定出既滿足未來供電負(fù)荷增長的需求，又保證安全穩(wěn)定運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案。二、 潮流計(jì)算的基本概念潮流計(jì)算的一般提法是：已知的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，已知各負(fù)荷點(diǎn)、電源點(diǎn)吸取或發(fā)出的有功功率和無

2、功功率（PQ節(jié)點(diǎn)），給定電壓控制點(diǎn)的電壓幅值和有功功率（PV節(jié)點(diǎn)），對指定的一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)給定其電壓幅值和相位角（V點(diǎn)）,求解全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相位角，并進(jìn)一步算出各支路的功率分布和網(wǎng)絡(luò)損耗。求解潮流問題的基本方程式是節(jié)點(diǎn)功率平衡方程。三、 潮流計(jì)算的基本原理1. 潮流計(jì)算的基本模型1.1潮流方程電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路及負(fù)荷等組成，其中發(fā)電機(jī)及負(fù)荷是非線性元件，但在進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，一般可以用接在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的一個(gè)電流注入量來代表。因此潮流計(jì)算所用的電力網(wǎng)絡(luò)系由變壓器、輸電線路、電容器、電抗器等靜止線性元件所構(gòu)成，并用集中參數(shù)表示的串聯(lián)或并聯(lián)等值支路來模擬。結(jié)合電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，對這樣

3、的線性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，普通采用的是節(jié)點(diǎn)法，節(jié)點(diǎn)電壓與節(jié)點(diǎn)電流之間的關(guān)系 （11）其展開式為 （12）在工程實(shí)際中，已經(jīng)的節(jié)點(diǎn)注入量往往不是節(jié)點(diǎn)電流而是節(jié)點(diǎn)功率，為此必須應(yīng)用聯(lián)系節(jié)點(diǎn)電流和節(jié)點(diǎn)功率的關(guān)系式 （13）將式（13）代入式（12）得到 （14）交流電力系統(tǒng)中的復(fù)數(shù)電壓變量可以用兩種極坐標(biāo)來表示 （15）或 （16）而復(fù)數(shù)導(dǎo)納為 （17）將式（16）、式（17）代入以導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的式（14），并將實(shí)部與虛部分開，可以得到以下兩種形式的潮流方程。潮流方程的直角坐標(biāo)形式為（18）（19）潮流方程的極坐標(biāo)形式為（110） （111）以上各式中，表示號后的標(biāo)號的節(jié)點(diǎn)必須直接和節(jié)點(diǎn)相聯(lián)，并包括的情

4、況。這兩種形式的潮流方程通常稱為節(jié)點(diǎn)功率方程，實(shí)牛頓拉夫遜等潮流算法所采用的主要數(shù)學(xué)模型。1.2潮流方程的討論和節(jié)點(diǎn)類型的劃分對于電力系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，要確定其運(yùn)行狀態(tài)，需要由四個(gè)變量：有功注入注入有功、無功注入、電壓幅值及電壓相角。對于有個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，其潮流方程有個(gè)，變量數(shù)為個(gè)。根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，一般每個(gè)節(jié)點(diǎn)4個(gè)變量中總有兩個(gè)是已知的，兩個(gè)是未知的。按各個(gè)節(jié)點(diǎn)所已經(jīng)變量的不同，可把節(jié)點(diǎn)分成三種類型。(1) 節(jié)點(diǎn)。這類節(jié)點(diǎn)已知節(jié)點(diǎn)注入有功功率、無功功率，待求的未知量是節(jié)點(diǎn)電壓值及相位角，所以稱這類節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)。一般電力系統(tǒng)中沒有發(fā)電設(shè)備的變電所母線、發(fā)固定功率的發(fā)電廠母線可作為節(jié)點(diǎn)

5、，這類節(jié)點(diǎn)在電力系統(tǒng)中占大部分。(2) 節(jié)點(diǎn)。這類節(jié)點(diǎn)已經(jīng)節(jié)點(diǎn)注入有功功率和電壓值，待求的未知量是節(jié)點(diǎn)注入無功功率及相位角，所以稱這類節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)。這類節(jié)點(diǎn)一般為有一定無功功率儲備的發(fā)電廠母線和有一定無功功率電源的變電所母線，這類節(jié)點(diǎn)在電力系統(tǒng)中位數(shù)不多，甚至可有可無。(3)平衡節(jié)點(diǎn)。潮流計(jì)算時(shí)，一般只設(shè)一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)，全網(wǎng)的功率由平衡節(jié)點(diǎn)作為平衡機(jī)來平衡。平衡節(jié)點(diǎn)電壓的幅值及相位角是已知的，如果給定、，待求的則是注入功率、。2. 潮流計(jì)算的數(shù)值解法式（14）是潮流計(jì)算問題最基本的方程式，是一個(gè)以節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)電壓為變量的非線性代數(shù)方程組。由此可見，采用節(jié)點(diǎn)功率作為節(jié)點(diǎn)注入量式造成方程組成非線性的根本原因。由于方程組為非線性，因此必須采用數(shù)值計(jì)算方法、通過迭代來求解。而根據(jù)計(jì)算中對這個(gè)方程組的不同應(yīng)用和處理，就形成了不同的潮流算法。牛頓拉夫遜法是目前求解非線性方程最好的一種方法。這種方法的特點(diǎn)就是把對非線性方程的求解過程變成反復(fù)對相應(yīng)的線性方程求解的過程，通常稱為逐次線性化過程，就是牛頓拉夫遜法的核心?？焖俜纸夥ㄊ前压?jié)點(diǎn)功率表示為電壓向量的極坐標(biāo)方程式，以有功功率誤差作為修正電壓向量角度的依據(jù)，以無功功率