电力系统潮流计算课程设计论文.docx

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1、摘要:潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数,通过潮流计算可以确定各母线的电压,包括电压的幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗等一系列系统中的潮流数据。潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种，牛顿一拉夫逊Newton-Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。将N-R法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础的，由于利用了导纳矩阵的对称性，稀疏性及节点编号顺序优划等技巧，使N-R法在收敛性，占用内存，计算速度等方面的优点都超过了阻抗法。同时本文也应用了电力系统潮流计算仿真软件DDTR与利用程序计算的结

2、果进行比较,使计算的结果更加准确。利用成形的程序对系统中出现的各种情况,例如负荷的变化以及线路上所发生的变化进行计算，并对母线上不满足范围的数据进行调控，使得系统处于一个较稳定的状态。关键词牛顿拉夫逊法(NeWtOn-RaPhSon)潮流计算与“火丁仿真潮流计算结果分析与调控一、问题重述（即课程设计任务书）1、系统图如图1所示：2、发电厂资料:母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为（300MW）,母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（IOoMW）,最大负荷和最小负荷分别为50Mw和20MW；发电厂二总装机容量为（200MW3、变电所资料:（一）变电所1、2、3、4低压母线的电压等级

3、分别为：35KvIOKV35KVIOKV（二）变电所的负荷分别为:50MW50MW40MW60MW()每个变电所的功率因数均为CoS6=0.85；(四)变电所1和变电所3分别配有两台容量为75MV的变压器，短路损耗414KW,短路电压()=16.7；变电所2和变电所4分别配有两台容量为63MVA的变压器，短路损耗为245KW,短路电压()=10.5；4、输电线路资料：发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为0.17C,单位长度的电抗为0.402,单位长度的电纳为2.78*10-6$。通过以上给出数据得到该系统的等值电路，并通过计算比较与分析得到系统的潮流分布，再由

4、不同的的负荷变化调控系统的潮流分布。二、问题分析(一)牛顿一拉夫逊法概要首先对一般的牛顿一拉夫逊法作一简单的说明。已知一个变量X函数为:/(X)=O到此方程时，由适当的近似值X出发，根据：(+1)v()X=X-n=1,2,)r(x的)()反复进行计算，当X满足适当的收敛条件就是上面方程的根。这样的方法就是所谓的牛顿一拉夫逊法。(W)这一方法还可以做下面的解释，设第次迭代得到的解语真值之差，即X的误差为时,则:/(Xoo+)=0(n)把/(s)+e)在X附近对用泰勒级数展开上式省略去屋以后部分f(X%+矿()0(n)X的误差可以近似由上式计算出来。1/(Xw)r(x(n)(N)比较两式，可以看出

5、牛顿一拉夫逊法的休整量和X的误差的一次项相等。用同样的方法考虑，给出几个变量的个方程：/A，*?-/”)=。，x”)=oA(xpx2,-,xh)=o和一双明一电空电%-ar2r组&对其近似解X；得修正量x;可以通过解下边的方程来确定：w,x;,X：)J(XX,X,式中等号右边的矩阵业都是对于x;,x;,X：的值。这一矩阵称为雅可比xn(JACOBI)矩阵。按上述得到的修正向量XX1,AX：后，得到如下关系X；=X：+AX.这比X；,X；,X：更接近真实值。这一步在收敛到希望的值以前重复进行,一般要反复计算满足maxX;+,-X,+,Jx+,-X+,.sX,+,-X+,(f为预先规定的小正数，X

6、r是第n次迭代XIt的近似值。(二)牛顿法的框图及求解过程1、用牛顿法计算潮流时，有以下的步骤：(1)给这各节点电压初始值*Js；(2)将以上电压初始值代入公式，求修正方程的常数项向量Ap(O),AQ(O),(.2)(0);(3)将电压初始值在带入上述公式，求出修正方程中系数矩阵的各元素。(4)解修正方程式(5)修正各节点电压I=e+,=/(0)+n；(6)将e，/在带入方程式，求出AP,AQ,(A片严；(7)检验是否收敛，即maxhpZAQ,1皿SJ05S窿甑4万fr)ej5.442r-1.H*j4.H2*TC7jS.441人:3，.7*J4.3,1Jt3)!S*j1S.32A.:3，.7S

7、j14.2:31.15*j15.310712(235.663kV)28008,二，41M*131S6-由42/j28.91.4Vj33.U曲：7，.2”j2，.17107381(23755V)304788343196M.45*j3J.S节点号1234567891011121314电O1.1.3.-O0.-1-1-1-O-5-3-4-3压229928.992.9.4.3.8.4.9.0.9相OO741371996839137282954050角72747938111节点的相角最大，说明在11节点处的无功功率较其它节点大。在该潮流中，各条输电线上的线损都很大，可以满足电能输送的经济性，若考虑线损范

8、围并进行有功调控还需系统传输合理范围。各节点电压均在范围之内，特别是四个变电所低压侧电压均在任务书要求范围之内。2、系统4个变电所的负荷同时以2%的比例增大对于负荷的改变，在潮流计算中重新输入数据进行计算得到了在新的负荷下的系统潮流分布（程序相同，详细结果见附录）。如下给出了结果的坐标图以及仿真图1234567891011121314642020.0.0.Q12345678910111213节点号1234567891011121314电压相角01.04281.82073.0282-1.15030.6753-2.1645-1.6273-1.5335-1.1177-5.7623-4.2407-4.

9、324-4.26721048230TOaVI1S97233UttVz40S*J23.OO1出会41.07O46(235.501kV1286783Tt由432629.6Z订4*jS2J2IIA35TZ14”39.1Hj1S.4e357Zj14572A3).4i1S.41.076237.435WI入：79.M*j34.70&W”.94当负荷增大时，相角相应也增大。同时整个潮流也发生了相应的变化。3、4个变电所的负荷同时以2%的比例下降10507712311V)p-282905867I入C4.82j1S.6924.55*j16.7G2人:24WS.69；A：24.3S*JI6.76IAJMEen眄血”IaAks1wjtX2122Mt的DX”2机蛾E1I网EV21A.25.4j15.T$29.41j11981A:39.GT*j14.11tini3*44?2A135.67j14.012d：35.13*j14.47