潮流計(jì)算的概念和基本原理

1、潮流計(jì)算的概念和基本原理 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(guò)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(huì)出現(xiàn)過(guò)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(guò)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(lái)供

2、電負(fù)荷增長(zhǎng)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：已知電力網(wǎng)絡(luò)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(wú)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(duì)指定的一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)給定其電壓幅值和相位角（Vθ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(wèn)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.

3、 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(lái)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(lái)模擬。結(jié)合電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)這樣的線性網(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（1－1） V Y I ? ? ?

4、其展開(kāi)式為（1－2） jnjij i V Y I ? ? ???1) , , 3 , 2 , 1 ( n i ? ?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(1) 節(jié)點(diǎn)。這類節(jié)點(diǎn)已知節(jié)點(diǎn)注入有功功率 、無(wú)功功率 ，待求的未知量是節(jié)點(diǎn) PQ i P i Q電壓值 及相位角 ，所以稱這類節(jié)點(diǎn)為 節(jié)點(diǎn)。 i U i ? PQ一般電力系統(tǒng)中沒(méi)有發(fā)電設(shè)備的變電所母線、發(fā)固定功率的發(fā)電

5、廠母線可作為 節(jié) PQ點(diǎn)，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 PV i P i U入無(wú)功功率 及相位角 ，所以稱這類節(jié)點(diǎn)為 節(jié)點(diǎn)。 i Q i ? PV這類節(jié)點(diǎn)一般為有一定無(wú)功功率儲(chǔ)備的發(fā)電廠母線和有一定無(wú)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(wú)。(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(lái)平衡。平衡

6、節(jié)點(diǎn)電壓的幅值 及相位角 是已知的，如果給定 、 ， s U s ? 0 . 1 ? s U 0 . 1 ? s ?待求的則是注入功率 、 。 s P s Q2. 潮流計(jì)算的數(shù)值解法式（1－4）是潮流計(jì)算問(wèn)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 U ?非線性代數(shù)方程組。由此可見(jiàn)，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(guò)迭代來(lái)求解。而根據(jù)計(jì)算中對(duì)這個(gè)方程組的

7、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(duì)非線性方程的求解過(guò)程變成反復(fù)對(duì)相應(yīng)的線性方程求解的過(guò)程，通常稱為逐次線性化過(guò)程，就是牛頓－拉夫遜法的核心。快速分解法是把節(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(wú)功功率誤差作為修正電壓幅值的依據(jù)，把有功功率和無(wú)功功率的迭代分開(kāi)來(lái)進(jìn)行?？焖俜纸夥ǜ鶕?jù)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的物理特點(diǎn)，對(duì)牛頓