復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)

華僑大學(xué)廈門工學(xué)院電力系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算專業(yè)、班級(jí)：10級(jí)電氣（2）班學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：黃永杰分?jǐn)?shù)：2013年6月26日目錄摘要、任務(wù)書、基礎(chǔ)資料三、計(jì)算TOC\o"1-5"\h\z3.1 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣 53.2設(shè)定所求變量的初值 6計(jì)算修正方程 7形成雅可比矩陣 9求解修正方程 10進(jìn)行修正和迭代 10迭代精度的確認(rèn) 113.8各節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算功率分布 11131314四、 結(jié)論131314五、 致謝六、參考文獻(xiàn)摘要本次的課程設(shè)計(jì)主要針對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算。對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)計(jì)方案及各種運(yùn)行方式進(jìn)行潮流計(jì)算，可以得到各種電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓，并求得網(wǎng)絡(luò)的潮流。采用牛頓-拉夫遜算法，牛頓一拉夫遜法是數(shù)學(xué)上解非線性方程式的有效方法，有較好的收斂性。將牛頓法用于潮流計(jì)是以導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)，由于利用了導(dǎo)納矩陣的對(duì)稱性、稀疏性及節(jié)點(diǎn)編號(hào)順序優(yōu)化等技巧，使牛頓法在收斂性、占用內(nèi)存、計(jì)算速度等方面都達(dá)到了一定的要求。關(guān)鍵詞：潮流分布迭代牛頓-拉夫遜算法、任務(wù)書題目二：如圖二所示電力系統(tǒng)接線圖，系統(tǒng)額定電壓為 110KV，各元件參數(shù)為

LGJ-120,r1=0.21Q/km,x1=0.4Q/km,b1=2.85x10-6s/km,線路長(zhǎng)度分別為I1=150km,l2=100km,l3=75km.變壓器容量為63000KVA,額定電壓為110/38.5KV,短路電壓百分?jǐn)?shù)為10.5，變壓器的實(shí)際變比為1.1282，電容器導(dǎo)納為j0.05。取SB=100MVA,UB=UN.取節(jié)點(diǎn)4為平衡節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)3為PV節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1,2均為PQ節(jié)點(diǎn)。1.試用直角坐標(biāo)表示的牛頓一拉夫遜計(jì)算系統(tǒng)中的潮流分布。(迭代精度為0.001)二、基礎(chǔ)資料牛頓迭代法(Newton'smethod)又稱為牛頓-拉夫遜方法，它是牛頓在17

世紀(jì)提出的一種在實(shí)數(shù)域和復(fù)數(shù)域上近似求解方程的方法。方法使用函數(shù)f（X）的泰勒級(jí)數(shù)的前面幾項(xiàng)來(lái)尋找方程f（X）=0的根。牛頓迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大優(yōu)點(diǎn)是在方程f（X）=0的單根附近具有平方收斂，而且該法還可以用來(lái)求方程的重根、復(fù)根。線性網(wǎng)絡(luò)的常用解法有節(jié)點(diǎn)電壓法和回路法，前者須列寫節(jié)點(diǎn)電流平衡方程，后者則須列寫回路方程。一般的，對(duì)于有n個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，可以列寫n個(gè)節(jié)點(diǎn)方程yhU1v12u2 ymlYgYg Y2nUnI2Yn1Yn1UiYn2U2YnnUn1n也可以用矩陣寫成Y11YY11Y21Y12Y1nUiY22Y2nU2I1I2YYn1"nU七或縮寫為YUI對(duì)潮流計(jì)算的要求可以歸納為下面幾點(diǎn):（1） 算法的可靠性或收斂性（2） 計(jì)算速度和內(nèi)存占用量（3） 計(jì)算的方便性和靈活性牛頓法，由于其在求解非線性潮流方程時(shí)采用的是逐次線性化的方法，為了進(jìn)步提高算法的收斂性和計(jì)算速度，人們考慮采用將泰勒級(jí)數(shù)的高階項(xiàng)或非線性項(xiàng)也考慮進(jìn)來(lái)，于是產(chǎn)生了二階潮流算法。后來(lái)又提出了根據(jù)直角坐標(biāo)形式的潮流方程是一個(gè)二次代數(shù)方程的特點(diǎn)，提出了采用直角坐標(biāo)的保留非線性快速潮流算法。三、計(jì)算解：1、（1）線路參數(shù)的標(biāo)幺值:

Ze10.2603j0.4959Ze10.2603j0.4959Ze20.1736j0.3306Ze30.1302j0.2479y，2ye2/2ye3/2j0.0259j0.0172j0.0129(2)變壓器參數(shù)的標(biāo)幺值： k〔Y〔j0.6818ZnkZT j0.188 n1kZT 」n11kYn2kZYn2kZT2j0.6044n22、各串聯(lián)支路導(dǎo)納：以2 j5.3182；y311.66j3.1619；y411.245j2.3714；y43 0.2603j0.4959 0.8900j1.5809自導(dǎo)納：y”2.905j11.5031； y22 j4.6638y332.49j4.7； y442.075j3.9092互導(dǎo)納：Y34Y430.83j1.5809；Y41丫141.245j2.3714；Y42Y 0； Y23Y320；Y13Y31我66j3.1619；Y12Y21j5.31821.245j2.37141.245j2.371400.83j1.58092.075j3.90922.905j11.5031

j5.3182YB 1.660j3.1619Y 1.2450j2.3714j5.3182 1.66j3.1619j4.6638 00 2.49j4.70400 0.83j1.5809取U1「j0；U2(0)1j0；U30)1.05j0； U4(0)1.05j0P(0)j1jneGi(0)i(0)ejQi(0)Bf...ijj(0)jjfGei(0) ij (j0)fGfBei(0) ij j(0) ij (j。)BfeGfBeij j(0) i(0) ij j(0) ij(j0)j1(0) 1 (0)i3、初值：ei 1；4計(jì)算各節(jié)點(diǎn)功率的不平衡量、經(jīng)計(jì)算得：P30.087100.605434.；Q30.12330P1 0.14525；P2P30.087100.605434.；Q30.12330(0) (0)Q10.37494；Q2又 P又 Pi(0Pi七),P10.14525P30.11290Q1 0.37494Q3() 0.123305、計(jì)算雅克比矩陣中各元素：Qi.QiQi.； P2 0.50000Q20.354342(0)先計(jì)算各節(jié)點(diǎn)注入電流(0)PiJQ|.IIaii(0)PiJQ|.IIaiijb||(0) (0)(0)1*(0)U.IP1(0)jQ1mU（0）I0.1453j0.37491.0j00.1453j0.3749氣1」枇1相似地可得：a2&0； 慫。0；b220.654；4b330.11742(20) 3(30).??計(jì)算雅克比矩陣各元素H1(10)B11e1(0G11f1b1(H1(10)NiGu，B〔ifa〔[2.9051(11.5031)0(0.1453)2.75971(10) 11 1(0) 11 1(0) 1(10)JG”eBfia2.9051(11.5031)0(0.1453)3.05031(10) 11 1(0) 11 1(0) 1(10)11(10)B11e1)G11f1(b1(10)11.503112.9050(0.3749)11.878H2(2。)B22e2(0G22f2)b2H2(2。)J2(20)%H33(0)N33(0)G22e2%B22f2(0) a2^01.0(4.6638)0G22e2(0)B22f2(20) a2(20)01.0000B22e2(0)G22f2(0) b2(20)4.66381.000.6544B33e3(0)G33f3)b3(30)4.7041.052.4900.11745.0566G33e3(30)B33f3(0)4.0094R332f30；(0)B12e1(0)G12匕斜B13e1(0)G13LH121(20)H13(30)a。. 2.491.05(4.704)3(30)S332e3(0)2.15.31821005.31823.16191(1.66)03.16190.0832.6975糊/任并佰f1＜。。15.3182005.318200101.6613.161905.31820010J1(2c) B12f1(0)G12e1,0)J1(3°) B13f1(G13e1(03.16190(1.66)11.661.6603.161913.1619L1(2G12f1(B121.6603.161913.16195.31821.0005.3182L1(30)G13匕盧5.31821.0005.3182H" B21e2(0)G21項(xiàng)H2(30) B23e2(0)G23f2(0(01.0000N2(1G21e2)B21f2)01.05.318200N23G)3e2B23f)000002(30) 232(0) 232(0)J2J2(1°) B21f2(0)G21e2(0)5.31820010J23(0) B23f2(0)G23e2(0)0G21f2(0)B2ie2(0)05.318215.3182L21B23e2](。)=己B23e2l23一923I2H3(1°) H3(1°) B31e3(0)G31弓⑥H3(2°) B32e3(0)G32農(nóng)〉0N3(1°)G31e3(°)B31kN3(20)0J313(10)3.16191.05(1.660)03.31991.661.053.161901.743B31f3(0)G31e3(0)3.16190(1.66)1.051.743(0)32L(o)G31f3(0) B31e3(0) 1.6603.16191.053.320R310；s310?；s32列出k=0時(shí)的雅克比矩陣j(j(0)11.12822.75975.3182003.16191.663.050311.8785.31821.663.16195.318205.318200005.318204.0094003.3201.743005.05662.6975000002.16.逆矩陣為:0.23040.07130.23040.09460.16750.14030.08370.15940.08370.211500.3062(j(0))i0.23040.07130.41840.09460.16750.1403( )0.11100.211150.11100.529900.40620.18010.00810.18010.01080.30770.2406000000.4762

7.PL)Q^1(0)P(0)p7.PL)Q^1(0)P(0)p2Q2(0)P(0)p3Q3(°)0.1453 f11(0)0.3749e0.500.35440.11291(0)f2(0)2e2f3(0)30.1233e々3(0)0.05230f11⑴0.05224e[⑴0.14630f2(1)20.01905 e22⑴0.00131 fq3⑴0.05872e々3,,、0.052300.947760.146301.019050.001310.99128f1(1) f1(0) f1(0)迭代過程中各節(jié)點(diǎn)功率的不平衡量:k=0時(shí)：P.jQ. P1jQ10.1453j0.3749P；jQ； 0.5jb.35044P30)jQ3(0，0.1129j0.12333(0)3(0)8.求得各節(jié)點(diǎn)電壓的新值后，就開始第二次迭代。每次迭代所得示于表 1~4表1迭代過程中各節(jié)點(diǎn)功率的不平衡量KP1(k)jQ(1k)cc(k)：cc(k)P3(k)iQ3(k)00.14525-j0.37494P2〔'jQ2'-0.50000+j0.35434P3]jQ30.11290-j0.12330

10.02520-j0.013180.04603-j-0.065920.00668-j0.005452-0.00016+j0.01465-0.11269-j0.012170.00092-j0.00897表2迭代過程雅克比矩陣各對(duì)角元kH(k)h11(k)l11H?)h22(k)l22H3(33S(3k3)011.128211.87805.31824.00945.05662.6975110.598510.90195.04154.46784.68932.6571210.802310.77125.02354.36894.70062.4654表3迭代過程中各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量kM)ifjh)ejf(k)(h)2J2ejf3(k)」3(h)0e1j11-0.05224-j0.05230.01905-j0.1463-0.05872+j0.001311-0.06030+j0.0272-0.0895-j0.0740-0.01170+j0.066602-0.01120-j0.0115-0.0218-j0.03540.00440+j0.00520表4迭代過程中各節(jié)點(diǎn)電壓kejf(k)(k)D1「1r(2k)if2(k)e jf(3k) J 3(k)01.00000+j0.00000e2jf21.00000+j0.000001.05000+j0.0000010.94776-j0.052301.01905-j0.146300.99128+j0.0013120.88746-j0.025100.92955-j0.220300.97958+j0.067919、計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率S~4和線路功率S^平衡節(jié)點(diǎn)功率：S4U4Y4jUjj1

(1.05j0)[(1.245j2?3714)(0?94336j0.0223)0(0.83j1.5809)(0.98848j0.02301)(2.075j3.909)(1.050j)]0.210420.3108j線路功率：S~12UJUm。(U1U2)"]0.5j0.307~

21同理： Sa0.271j0.101； SwS310.256j0.195； ~

21同理： Sa0.271j0.101； SwS310.256j0.195； S31S~0.057j0.057.430.257j0.110；0.243j0.197；S~0.056j0.00234網(wǎng)絡(luò)總損耗：S~.0.21042j0.31080.5j0.30.20.15j0.11.06042j0.7108inS~.0.21042j0.31080.5j0.30.20.15j0.11.06042j0.7108i1四、結(jié)論這次的電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)平時(shí)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更深刻更具體的了解，明白了理論知識(shí)必須與實(shí)踐相結(jié)合才能更好的發(fā)揮作用。在不停的翻書上網(wǎng)查資料的過程中，我積累了大量的潮流計(jì)算以及電力系統(tǒng)的知識(shí)，全面透徹的了解了相關(guān)知識(shí)。本設(shè)計(jì)采用直角坐標(biāo)形式