電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)論文

1、課程設(shè)計(jì)論文基于MATLAB的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算             學(xué)院:電氣工程學(xué)院專(zhuān)業(yè):電氣工程及自動(dòng)化班級(jí):電自0710班學(xué)號(hào):0703110304姓名: 馬銀莎內(nèi)容摘要潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)最基本最常用的計(jì)算。根據(jù)系統(tǒng)給定的運(yùn)行條件，網(wǎng)絡(luò)接線及元件參數(shù)，通過(guò)潮流計(jì)算可以確定各母線的電壓（幅值和相角），各支路流過(guò)的功率，整個(gè)系統(tǒng)的功率損耗。潮流計(jì)算是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)發(fā)供電的必要手段和重要工作環(huán)節(jié)。因此，潮流計(jì)算在電力系統(tǒng)的規(guī)劃計(jì)算，生產(chǎn)運(yùn)行，調(diào)度管理及科學(xué)

2、計(jì)算中都有著廣泛的應(yīng)用。潮流計(jì)算在數(shù)學(xué)上是多元非線性方程組的求解問(wèn)題，牛頓拉夫遜Newton-Raphson法是數(shù)學(xué)上解非線性方程組的有效方法，有較好的收斂性。運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算一般要完成以下幾個(gè)步驟：建立數(shù)學(xué)模型，確定解算方法，制訂計(jì)算流程，編制計(jì)算程序。關(guān)鍵詞 牛頓-拉夫遜法（Newton-Raphson） 變壓器及非標(biāo)準(zhǔn)變比 無(wú)功調(diào)節(jié) 高斯消去法 潮流計(jì)算 Mtlab 一 .電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的概述在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，隨著用電負(fù)荷的變化和系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變，網(wǎng)絡(luò)中的損耗也將發(fā)生變化。要嚴(yán)格保證所有的用戶(hù)在任何時(shí)刻都有額定的電壓是不可能的，因此系統(tǒng)運(yùn)行中個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)電壓的偏移是不可避免的。

3、為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，要進(jìn)行潮流調(diào)節(jié)。隨著電力系統(tǒng)及在線應(yīng)用的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成，為電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析計(jì)算中最基本的內(nèi)容，也是電力系統(tǒng)運(yùn)行及設(shè)計(jì)中必不可少的工具。根據(jù)系統(tǒng)給定的運(yùn)行條件、網(wǎng)絡(luò)接線及元件參數(shù)，通過(guò)潮流計(jì)算可以確定各母線電壓的幅值及相角、各元件中流過(guò)的功率、整個(gè)系統(tǒng)的功率損耗等。潮流計(jì)算是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)發(fā)供電的必要手段和重要工作環(huán)節(jié)，因此潮流計(jì)算在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行、調(diào)度管理及科學(xué)研究中都有著廣泛的應(yīng)用。它的發(fā)展主要圍繞這樣幾個(gè)方面：計(jì)算方法的收斂性、可靠性；計(jì)算速度的快速性；對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的要求以及計(jì)算的

4、方便、靈活等。常規(guī)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中一般具有三種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)：PQ、PV及平衡節(jié)點(diǎn)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)有四個(gè)變量，即注入有功功率、注入無(wú)功功率，電壓大小及相角。常規(guī)的潮流計(jì)算一般給定其中的二個(gè)變量：PQ節(jié)點(diǎn)（注入有功功率及無(wú)功功率），PV節(jié)點(diǎn)（注入有功功率及電壓的大小），平衡節(jié)點(diǎn)（電壓的大小及相角）。1、變量的分類(lèi)：負(fù)荷消耗的有功、無(wú)功功率、電源發(fā)出的有功、無(wú)功功率、母線或節(jié)點(diǎn)的電壓大小和相位、 、在這十二個(gè)變量中，負(fù)荷消耗的有功和無(wú)功功率無(wú)法控制，因它們?nèi)Q于用戶(hù)，它們就稱(chēng)為不可控變量或是擾動(dòng)變量。電源發(fā)出的有功無(wú)功功率是可以控制的自變量，因此它們就稱(chēng)為控制變量。母線或節(jié)點(diǎn)電壓的大小和相位角是受控制變

5、量控制的因變量。其中, 、主要受、的控制, 、主要受、的控制。這四個(gè)變量就是簡(jiǎn)單系統(tǒng)的狀態(tài)變量。為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行必須滿(mǎn)足以下的約束條件：對(duì)控制變量 對(duì)沒(méi)有電源的節(jié)點(diǎn)則為對(duì)狀態(tài)變量的約束條件則是 對(duì)某些狀態(tài)變量還有如下的約束條件 2、節(jié)點(diǎn)的分類(lèi)： 第一類(lèi)稱(chēng)PQ節(jié)點(diǎn)。等值負(fù)荷功率、和等值電源功率、是給定的，從而注入功率、是給定的，待求的則是節(jié)點(diǎn)電壓的大小和相位角。屬于這類(lèi)節(jié)點(diǎn)的有按給定有功、無(wú)功率發(fā)電的發(fā)電廠母線和沒(méi)有其他電源的變電所母線。 第二類(lèi)稱(chēng)PV節(jié)點(diǎn)。等值負(fù)荷和等值電源的有功功率、是給定的，從而注入有功功率是給定的。等值負(fù)荷的無(wú)功功率和節(jié)點(diǎn)電壓的大小 也是給定的。待求的則是等值電源的

6、無(wú)功功率，從而注入無(wú)功功率和節(jié)點(diǎn)電壓的相位角。有一定無(wú)功功率儲(chǔ)備的發(fā)電廠和有一定無(wú)功功率電源的變電所母線都可以作為PV節(jié)點(diǎn)； 第三類(lèi)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)。等值負(fù)荷功率、是給定的，節(jié)點(diǎn)電壓的大小和相位也是給定的。擔(dān)負(fù)調(diào)整系統(tǒng)頻率任務(wù)的發(fā)電廠母線往往被選作為平衡節(jié)點(diǎn)。二牛頓拉夫遜法概要1首先對(duì)一般的牛頓拉夫遜法作一簡(jiǎn)單的說(shuō)明。已知一個(gè)變量X函數(shù)為： 到此方程時(shí)，由適當(dāng)?shù)慕浦党霭l(fā)，根據(jù)：反復(fù)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)滿(mǎn)足適當(dāng)?shù)氖諗織l件就是上面方程的根。這樣的方法就是所謂的牛頓拉夫遜法。這一方法還可以做下面的解釋?zhuān)O(shè)第次迭代得到的解語(yǔ)真值之差，即的誤差為時(shí)，則：把在附近對(duì)用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)上式省略

7、去以后部分的誤差可以近似由上式計(jì)算出來(lái)。比較兩式，可以看出牛頓拉夫遜法的休整量和的誤差的一次項(xiàng)相等。用同樣的方法考慮，給出個(gè)變量的個(gè)方程：對(duì)其近似解得修正量可以通過(guò)解下邊的方程來(lái)確定：式中等號(hào)右邊的矩陣都是對(duì)于的值。這一矩陣稱(chēng)為雅可比（JACOBI）矩陣。按上述得到的修正向量后，得到如下關(guān)系這比更接近真實(shí)值。這一步在收斂到希望的值以前重復(fù)進(jìn)行，一般要反復(fù)計(jì)算滿(mǎn)足為預(yù)先規(guī)定的小正數(shù)，是第n次迭代的近似值2用牛頓法計(jì)算潮流時(shí)，有以下的步驟：輸入線路，電氣元件參數(shù)，形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣 。 給這各節(jié)點(diǎn)電壓初始值 。 將以上電壓初始值代入式（438a）式（438c）或式（445c）、（445a），求出修正

8、方程式中的不平衡量 。將各節(jié)點(diǎn)電壓的初值代入式（4-41a）、式（4-41b）或式（4-49a）式（4-49d）,求修正方程式的系數(shù)矩陣雅克比矩陣的各個(gè)元素。解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓的變化量，即修正量。 計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值，即修正后值運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開(kāi)始進(jìn)入下一次迭代。計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。其中，平衡節(jié)點(diǎn)功率為 線路功率為 從而，線路上損耗的功率為 3程序框圖如下：輸入原始數(shù)據(jù)形成導(dǎo)納矩Y陣給定電壓初值，對(duì)于PQ結(jié)點(diǎn)，按式計(jì)算P(r),Q(r)對(duì)于PV結(jié)點(diǎn)，按式計(jì)算，啟動(dòng)是否|P(r),Q(r)| ？計(jì)算雅克比矩陣各元素解修正方程式，求e(r),f(r)用e(r+1)=e

9、(r) e(r), f (r+1)=f(r) f (r)修正結(jié)點(diǎn)電壓以e(r+1)e(r), f (r+1)f (r)以(r+1)r按系統(tǒng)的潮流分布計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率及線路功率輸出根據(jù)牛頓法，用MATLAB軟件進(jìn)行編程如下：程序%本程序的功能是用牛頓拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算function yclear;clc;n=input('請(qǐng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)：n=');nl=input('請(qǐng)輸入支路數(shù):nl=')isb=input('請(qǐng)輸入平衡母線節(jié)點(diǎn)號(hào)isb=')pr=input('請(qǐng)輸入誤差精度pr=')b=input('請(qǐng)輸入由之路參數(shù)形

10、成的矩陣B1=')V=input('請(qǐng)輸入各節(jié)點(diǎn)參數(shù)形成的矩陣B2=')S=0+0i;-3.7-1.3i;-2-1i;-1.6-0.8i;5;%各節(jié)點(diǎn)的注入功率%S=0+0i;-3.7-1.3i;-7-5i;-1.6-0.8i;5;%各節(jié)點(diǎn)的注入功率w1=zeros(2*n-2,1);P=real(S);Q=imag(S);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);E=zeros(1,n);Y=zeros(n);for i=1:nl%導(dǎo)納矩陣生成 p=b(i,1);q=b(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1./(b(i,3)*b(i,5); Y(q,p

11、)=Y(p,q); Y(q,q)=Y(q,q)+1./b(i,3)+b(i,4)./2; Y(p,p)=Y(p,p)+1./(b(i,3)*b(i,5)2)+b(i,4)./2;enddisp('導(dǎo)納矩陣Y：')disp(Y)U=zeros(1,n);G=real(Y);B=imag(Y);for i=1:ne(i)=real(V(i,1);f(i)=imag(V(i,1);U(i)=V(i,3);B(i,i)=B(i,i)+V(i,3);endT=0;co=0;d=0;while T=0 A=0;co=co+1;for i=2:n %生成雅可比矩陣和功率修正量 for j=2

12、:n x=0;x1=0; if V(i,2)=2 for r=1:n x=x+(e(i)*(G(i,r)*e(r)-B(i,r)*f(r)+f(i)*(G(i,r)*f(r)+B(i,r)*e(r); x1=x1+(f(i)*(G(i,r)*e(r)-B(i,r)*f(r)-e(i)*(G(i,r)*f(r)+B(i,r)*e(r); end w(2*i-1)=P(i)-x; w(2*i)=Q(i)-x1; else if V(i,2)=3 for r=1:n x=x+(e(i)*(G(i,r)*e(r)-B(i,r)*f(r)+f(i)*(G(i,r)*f(r)+B(i,r)*e(r); e

13、nd w(2*i-1)=P(i)-x; w(2*i)=U(i)2-(e(i)2+f(i)2); end end h=0;h1=0; if V(i,2)=2 if i=j for r=1:n if r=i continue end h=h+(G(i,r)*f(r)+B(i,r)*e(r); h1=h1+(G(i,r)*e(r)-B(i,r)*f(r); end J(2*i-1,2*j-1)=2*G(i,i)*f(i)+h; J(2*i-1,2*j)=2*G(i,i)*e(i)+h1; J(2*i,2*j-1)=-2*B(i,i)*f(i)+h1; J(2*i,2*j)=-2*B(i,i)*e(i

14、)-h; else J(2*i-1,2*j-1)=-B(i,j)*e(i)+G(i,j)*f(i); J(2*i-1,2*j)=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i); J(2*i,2*j-1)=-G(i,j)*e(i)-B(i,j)*f(i); J(2*i,2*j)=-B(i,j)*e(i)+G(i,j)*f(i); end else if V(i,2)=3 if i=j for r=1:n if r=i continue end h=h+(G(i,r)*f(r)+B(i,r)*e(r); h1=h1+(G(i,r)*e(r)-B(i,r)*f(r); end J(2*i-1,2*j

15、-1)=2*G(i,i)*f(i)+h; J(2*i-1,2*j)=2*G(i,i)*e(i)+h1; J(2*i,2*j-1)=2*f(i); J(2*i,2*j)=2*e(i); else J(2*i-1,2*j-1)=-B(i,j)*e(i)+G(i,j)*f(i); J(2*i-1,2*j)=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i); J(2*i,2*j-1)=0; J(2*i,2*j)=0; end end end endend%disp(J)%disp(w)for i=3:2*n%高斯消去法求電壓修正量 for j=3:2*n J1(i-2,j-2)=J(i,j); ende

16、ndfor i=3:2*n w1(i-2)=w(i);endu=zeros(2*n-2,1);N=2*n-2;for k=1:N m=0; for i=k+1:N m=J1(i,k)./J1(k,k); w1(i)=w1(i)-m*w1(k); for j=k+1:N J1(i,j)=J1(i,j)-m*J1(k,j); end endendu(N)=w1(N)./J1(N,N);for i=N-1:-1:1 c=0; for k=i+1:N c=c+J1(i,k)*u(k); u(i)=(w1(i)-c)./J1(i,i); endend%disp(u) for i=1:2*n-2 Jd=a

17、bs(u(i); if Jd>pr A=A+1; end end bm(co)=A; if A=0 T=1; else for i=1:n-1 f(i+1)=f(i+1)+u(2*i-1); e(i+1)=e(i+1)+u(2*i); end d=d+1; end enddisp('迭代次數(shù)=')disp(d)disp('每次不滿(mǎn)足個(gè)數(shù)=')disp(bm)for i=1:n V1(i)=sqrt(e(i)2+f(i)2); O(i)=atan(f(i)./e(i)*180./pi;enddisp('各節(jié)點(diǎn)電壓大小=')disp(V1)di

18、sp('各節(jié)點(diǎn)電壓相角=')disp(O)E=complex(e,f);disp('節(jié)點(diǎn)電壓=')disp(E) for i=1:n%各節(jié)點(diǎn)功率 o1=0; for j=1:n o1=o1+conj(Y(i,j)*conj(E(j); end S1(i)=E(i)*o1;enddisp('各節(jié)點(diǎn)功率=')disp(S1)for i=1:nl%各支路首末端功率 p=b(i,1);q=b(i,2); if b(i,5)=1 S2(p,q)=E(p)*(conj(E(p)*conj(b(i,4)./2)+(conj(E(p)-conj(E(q)*con

19、j(1./b(i,3); S2(q,p)=E(q)*(conj(E(q)*conj(b(i,4)./2)+(conj(E(q)-conj(E(p)*conj(1./b(i,3); else S2(q,p)=-E(q)*conj(E(p)./b(i,5)-E(q)./b(i,3); S2(p,q)=E(p)*conj(E(p)./b(i,5)-E(q)*(1./(b(i,5)*b(i,3); endenddisp('各支路首端功率=')for i=1:nl p=b(i,1);q=b(i,2); disp(S2(p,q)enddisp('各支路末端功率=')for

20、i=1:nl p=b(i,1);q=b(i,2); disp(S2(q,p)enddisp('各支路功率損耗=')for i=1:nl%網(wǎng)絡(luò)總損耗 p=b(i,1);q=b(i,2); DS(p,q)=S2(p,q)+S2(q,p); disp(DS(p,q)enddisp('網(wǎng)絡(luò)總損耗=')D=0;for i=1:n D=D+S1(i);enddisp(D) 程序三 . 算例1題目所給條件及要求：題目所給條件變電所1、2、3、4低壓母線的電壓等級(jí)分別為：10kv 10kv 10kv 10kv；變電所負(fù)荷分別為：60Mw 50Mw 60Mw 60Mw。功率因數(shù)，

21、變電所分別配有兩臺(tái)容量為75WVA的變壓器，短路損耗414KW,短路電壓。發(fā)電廠和變電所之間的輸電線路，單位長(zhǎng)度的電阻是，單位長(zhǎng)度的電抗為，單位長(zhǎng)度的電納為。發(fā)電廠一總裝機(jī)容量為400MW，發(fā)電廠二總裝機(jī)容量為145MW。課程設(shè)計(jì)的基本要求對(duì)給定的元件參數(shù)，畫(huà)等值電路圖。輸入各支路數(shù)據(jù)，利用所給的程序，進(jìn)行潮流計(jì)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。跟隨變電所負(fù)荷按一定比例發(fā)生變化，進(jìn)行潮流計(jì)算分析。1) 4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例增大；2) 4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例下降3) 1和4號(hào)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例下降，而2和3號(hào)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例上升；在不同的負(fù)荷情況下，分析潮流計(jì)算的

22、結(jié)果，如果各母線電壓不滿(mǎn)足要求，進(jìn)行電壓的調(diào)整。（變電所低壓母線電壓10KV要求調(diào)整范圍在10-10.7之間）輪流斷開(kāi)環(huán)網(wǎng)一回線，分析潮流的分布。利用DDRTS軟件，進(jìn)行繪制系統(tǒng)圖進(jìn)行上述各種情況潮流的分析，并進(jìn)行結(jié)果的比較。最終形成課程設(shè)計(jì)成品說(shuō)明書(shū)。2. 等值電路的計(jì)算過(guò)程電壓是衡量電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。電壓過(guò)高或過(guò)低，都將對(duì)人身及其用電設(shè)備產(chǎn)生重大的影響。保證用戶(hù)的電壓接近額定值是電力系統(tǒng)調(diào)度的基本任務(wù)之一。當(dāng)系統(tǒng)的電壓偏離允許值時(shí)，電力系統(tǒng)必須應(yīng)用電壓調(diào)節(jié)技術(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓的大小，使其維持在允許值范圍內(nèi)。本文經(jīng)過(guò)手算形成了等值電路圖，并編寫(xiě)好了程序得出節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值，使其滿(mǎn)足所要求

23、的調(diào)整范圍。 系統(tǒng)的等值電路圖：發(fā)電廠一發(fā)電廠二電變所1變電所2變電所3變電所4我們首先對(duì)給定的程序輸入部分作了簡(jiǎn)要的分析，程序開(kāi)始需要我們確定輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)、平衡母線號(hào)、支路參數(shù)矩陣、節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣。為了保證整個(gè)系統(tǒng)潮流計(jì)算的完整性，我們把凡具有母線處均選作節(jié)點(diǎn)，這樣，共有10條母線即選定10個(gè)節(jié)點(diǎn)，我們確定發(fā)電廠一母線為平衡節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)號(hào)為，發(fā)電廠二母線為PV節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)號(hào)為，其余節(jié)點(diǎn)均為PQ節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)號(hào)見(jiàn)等值電路圖。 確定完節(jié)點(diǎn)及編號(hào)后，各條支路也相應(yīng)確定了，網(wǎng)絡(luò)中總計(jì)有10條支路，我們對(duì)各支路參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。根據(jù)所給實(shí)際電路圖和題中的已知條件，有以下公式計(jì)算各輸電線路的阻抗和對(duì)地支路電容

24、的標(biāo)幺值和變壓器的阻抗標(biāo)幺值。選擇電壓基準(zhǔn)值為 和功率基準(zhǔn)值，所以 。 計(jì)算各線路參數(shù)：支路阻抗 支路對(duì)地電容 支路60km輸電線路： 支路50km輸電線路：支路70km輸電線路：支路60km同桿架設(shè)雙回線：支路70km同桿架設(shè)雙回線：支路70km銅桿架設(shè)雙回線： 計(jì)算各變器參數(shù)： 75MVA的變壓器： 兩臺(tái)變壓器并聯(lián)，得阻抗 假設(shè)我們所采用的變壓器有5個(gè)抽頭，電壓調(diào)節(jié)范圍為2*2.5%， 對(duì)應(yīng)的分接頭開(kāi)始時(shí)設(shè)變壓器高壓側(cè)主分接頭,設(shè)四個(gè)變電所變壓器的非標(biāo)準(zhǔn)變比，降壓變壓器5個(gè)分接頭的非標(biāo)準(zhǔn)變比如下，以備調(diào)壓時(shí)選用變壓器非標(biāo)準(zhǔn)變比按照上面數(shù)據(jù)輸入后到得到各個(gè)接點(diǎn)電壓標(biāo)幺值，具體檢驗(yàn)過(guò)程如下：

25、可得出變壓器二次側(cè)的實(shí)際電壓： 形成節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣時(shí)，還需要我們計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)所接發(fā)電機(jī)功率，節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率（可根據(jù)負(fù)荷有功功率，發(fā)電機(jī)有功功率及已知的功率因數(shù)計(jì)算）變電所1 變電所2 變電所3 變電所4 平衡節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，所設(shè)節(jié)點(diǎn)電壓的初始值為，給定值為1.05PV節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，給定電壓值為1.05，四. 用牛頓拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算分析與DDRTS潮流計(jì)算比較在進(jìn)行潮流計(jì)算前先規(guī)定三個(gè)矩陣 V矩陣：各節(jié)點(diǎn)電壓初始值、節(jié)點(diǎn)分類(lèi)號(hào)('1'為平衡節(jié)點(diǎn)，'2'為PQ節(jié)點(diǎn)，'3'為PV節(jié)點(diǎn))、節(jié)點(diǎn)電壓給定值，節(jié)點(diǎn)所接的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量故其V矩陣為 b矩陣：支路始端

26、號(hào)、支路末端號(hào)、支路阻抗、線路電容、支路變比故b矩陣為 S矩陣：節(jié)點(diǎn)的注入功率為正，輸出功率為負(fù)故S矩陣為1.對(duì)給定負(fù)荷的潮流計(jì)算分析（程序見(jiàn)附錄）取pr=0.00001等條件按要求輸入后，可得到迭代次數(shù)= 3每次不滿(mǎn)足個(gè)數(shù)= 17 18 13 0各節(jié)點(diǎn)電壓大小= 1.0500 1.0231 1.0229 1.0196 1.0284 1.0500 1.0251 1.0337 1.0213 1.0311各節(jié)點(diǎn)電壓相角= 0 -0.8624 -0.6357 -0.2351 0.9790 2.8982 -4.6241 -3.7439 -4.0241 -2.7416節(jié)點(diǎn)電壓= Columns 1 th

27、rough 8 1.0500 1.0229 - 0.0154i 1.0229 - 0.0113i 1.0196 - 0.0042i 1.0283 + 0.0176i 1.0487 + 0.0531i 1.0218 - 0.0826i 1.0315 - 0.0675iColumns 9 through 10 1.0188 - 0.0717i 1.0299 - 0.0493i各節(jié)點(diǎn)功率= Columns 1 through 8 0.9002 + 0.6776i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 - 0.0000i -0.0000 - 0.0000i

28、1.4500 + 0.1580i -0.6000 - 0.3700i -0.5000 - 0.3100iColumns 9 through 10 -0.6000 - 0.3700i -0.6000 - 0.3700i利用DDRTS比較結(jié)果：結(jié)果分析：本題中要求,變電所的低壓母線電壓要求調(diào)整范圍在1.0-1.07之間。接下來(lái)根據(jù)當(dāng)前的電壓情況進(jìn)行調(diào)整：因?yàn)樗膫€(gè)節(jié)點(diǎn)電壓都滿(mǎn)足電壓質(zhì)量的要求，所以，在該種負(fù)荷下可以不用進(jìn)行電壓的調(diào)整。和DDRTS潮流計(jì)算的結(jié)果比較，電壓相差也非常的小。2.負(fù)荷按照一定比例變化的潮流計(jì)算分析 4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%比例增大；各節(jié)點(diǎn)電壓大小=1.0500 1.022

29、1 1.0219 1.0184 1.0276 1.0500 1.0227 1.0312 1.0186 1.0288各節(jié)點(diǎn)電壓相角= 0 -0.9035 -0.6966 -0.3283 0.8594 2.7618 -4.7529 -3.8772 -4.2073 -2.9467節(jié)點(diǎn)電壓= Columns 1 through 7 1.0500 1.0220 - 0.0161i 1.0218 - 0.0124i 1.0184 - 0.0058i 1.0275 + 0.0154i 1.0488 + 0.0506i 1.0192 - 0.0847iColumns 8 through 10 1.0288 -

30、 0.0697i 1.0158 - 0.0747i 1.0274 - 0.0529i各節(jié)點(diǎn)功率= Columns 1 through 7 0.9476 + 0.7009i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 - 0.0000i -0.0000 + 0.0000i 1.4500 + 0.1892i -0.6120 - 0.3800i Columns 8 through 10 -0.5100 - 0.3200i -0.6120 - 0.3800i -0.6120 - 0.3800i結(jié)果分析：變電所的低壓母線電壓要求調(diào)整范圍在1.0-1.07UN之間。接

31、下來(lái)?yè)?jù)當(dāng)前的電壓情況進(jìn)行調(diào)整：7節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)么值為1.0227， 8節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)么值為1.0312， 9節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)么值為1.0186， 10節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)么值為1.0288； 與DDRTS比較：因?yàn)樗膫€(gè)節(jié)點(diǎn)電壓都滿(mǎn)足電壓質(zhì)量的要求，所以，在該種負(fù)荷下可以不用進(jìn)行電壓的調(diào)整。和DDRTS潮流計(jì)算的結(jié)果比較，電壓相差也非常的小。 四個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例下降；各節(jié)點(diǎn)電壓大小= 1.0500 1.0240 1.0240 1.0207 1.0292 1.0500 1.0276 1.0361 1.0240 1.0333各節(jié)點(diǎn)電壓相角= 0 -0.8213 -0.5748 -0.1422 1.0981 3

32、.0339 -4.4960 -3.6113 -3.8419 -2.5376結(jié)果分析：負(fù)荷按2%比例下降時(shí)，各母線電壓變化不大，基本符合電壓質(zhì)量的要求。與DDRTS比較： 變電所1、4負(fù)荷同時(shí)以2%的比例下降，變電所2、3負(fù)荷同時(shí)以2%的比例上升；各節(jié)點(diǎn)電壓大小= 1.0500 1.0233 1.0226 1.0192 1.0285 1.0500 1.0268 1.0320 1.0195 1.0325各節(jié)點(diǎn)電壓相角= 0 -0.8552 -0.6365 -0.2345 0.9913 2.9115 -4.5355 -3.8122 -4.1071 -2.6501結(jié)果分析：在該種負(fù)荷變化下，各母線電壓

33、變化不大，基本符合電壓質(zhì)量的要求。與DDRTS比較：3.輪流斷開(kāi)環(huán)網(wǎng)一回線潮流分析： 斷開(kāi)支路后，參數(shù)變化及其調(diào)節(jié)方法：支路矩陣B變化： 1.0000 3.0000 0.0220 + 0.0530i 0 + 0.1020i 1.0000 2.0000 3.0000 0.0160 + 0.0380i 0 + 0.0740i 1.0000 3.0000 4.0000 0.0096 + 0.0230i 0 + 0.1760i 1.0000 4.0000 5.0000 0.0110 + 0.0270i 0 + 0.2060i 1.0000 5.0000 6.0000 0.0110 + 0.0270i

34、0 + 0.2060i 1.0000 7.0000 2.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 8.0000 3.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 9.0000 4.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 10.0000 5.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 各節(jié)點(diǎn)電壓大小=1.0500 0.9743 0.9999 1.0032 1.0202 1.0500 0.9710 1.0084 1.0031 1.0220各節(jié)點(diǎn)電壓相角= 0 -2.8897 -1.9200 -1.6693 -0.6168

35、1.1323 -7.0606 -5.1795 -5.5898 -4.4008結(jié)果分析：變電所1，2的高壓母線和變電所1的低壓母線偏低，不符合電壓質(zhì)量要求，而整體電壓偏低，可以首先考慮調(diào)節(jié)發(fā)電廠一的機(jī)端電壓，將機(jī)端電壓調(diào)到1.1?；蛘?，斷開(kāi)一回線12時(shí)，23和7號(hào)母線電壓均滿(mǎn)足要求。在2號(hào)節(jié)點(diǎn)加入0.4的無(wú)功補(bǔ)償后，三個(gè)節(jié)點(diǎn)均滿(mǎn)足要求。調(diào)節(jié)后的參數(shù)為：各節(jié)點(diǎn)電壓大小= 1.0500 1.0041 1.0136 1.0129 1.0251 1.0500 1.0042 1.0234 1.0139 1.0274各節(jié)點(diǎn)電壓相角= 0 -3.4834 -2.1864 -1.8451 -0.6954 1.1

36、553 -7.3962 -5.3546 -5.6865 -4.4415與DDRTS比較：比較分析：在DDRTS軟件中，調(diào)整機(jī)端電壓后，各節(jié)點(diǎn)電壓都滿(mǎn)足要求。斷開(kāi)支路后，參數(shù)變化及其調(diào)節(jié)方法：支路矩陣B變化：1.0000 2.0000 0.0190 + 0.0460i 0 + 0.0880i 1.0000 1.0000 3.0000 0.0220 + 0.0530i 0 + 0.1020i 1.0000 3.0000 4.0000 0.0096 + 0.0230i 0 + 0.1760i 1.0000 4.0000 5.0000 0.0110 + 0.0270i 0 + 0.2060i 1.00

37、00 5.0000 6.0000 0.0110 + 0.0270i 0 + 0.2060i 1.0000 7.0000 2.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 8.0000 3.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 9.0000 4.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 10.0000 5.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 各節(jié)點(diǎn)電壓大小= 1.0500 1.0183 1.0215 1.0185 1.0279 1.0500 1.0199 1.0320 1.0201 1.0305各節(jié)點(diǎn)電壓相角=

38、 0 -1.1598 -0.2833 0.1080 1.3120 3.2204 -4.9584 -3.4009 -3.6892 -2.4126結(jié)果分析：變電所的低壓母線電壓要求調(diào)整范圍在1.0-1.07UN之間。與DDRTS比較：斷開(kāi)支路后，參數(shù)變化及其調(diào)節(jié)方法：支路矩陣B變化： 1.0000 2.0000 0.0190 + 0.0460i 0 + 0.0880i 1.0000 2.0000 3.0000 0.0160 + 0.0380i 0 + 0.0740i 1.0000 3.0000 4.0000 0.0096 + 0.0230i 0 + 0.1760i 1.0000 4.0000 5.

39、0000 0.0110 + 0.0270i 0 + 0.2060i 1.0000 5.0000 6.0000 0.0110 + 0.0270i 0 + 0.2060i 1.0000 7.0000 2.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 8.0000 3.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 9.0000 4.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 10.0000 5.0000 0.0037 + 0.1115i 0 1.0500 各節(jié)點(diǎn)電壓大小=1.0500 1.0069 0.9965 1.0008 1.0190 1.050

40、0 1.0072 1.0046 1.0004 1.0206各節(jié)點(diǎn)電壓相角= 0 -1.6449 -2.1359 -1.9087 -0.8812 0.8422 -5.5352 -5.4189 -5.8496 -4.6748結(jié)果分析：支路斷開(kāi)時(shí)，各節(jié)點(diǎn)電壓都會(huì)偏低，這是由于發(fā)電廠所提供的無(wú)功和有功只能通過(guò)一條輸電線路給各個(gè)變電所，故線路上無(wú)功損耗比較大，造成有的母線電壓無(wú)功不足，電壓偏低?？梢酝ㄟ^(guò)就地?zé)o功補(bǔ)償調(diào)壓，在3節(jié)點(diǎn)加入0.1的無(wú)功補(bǔ)償后，3號(hào)節(jié)點(diǎn)能滿(mǎn)足要求。在DDRTS軟件中，在變電所2、投入電容器，取調(diào)整后的參數(shù)：各節(jié)點(diǎn)電壓大小= 1.0500 1.0093 1.0007 1.0038

41、1.0205 1.0500 1.0098 1.0093 1.0038 1.0223各節(jié)點(diǎn)電壓相角= 0 -1.6882 -2.2173 -1.9611 -0.9028 0.8523 -5.5593 -5.4712 -5.8769 -4.6846與DDRTS比較：調(diào)節(jié)后電壓滿(mǎn)足要求，且和DDRTS比較也較為接近。電壓比較節(jié)點(diǎn)12345原始數(shù)據(jù)1.05001.02311.02291.01961.0284上升2%1.05001.02211.02191.01841.0276增加/減小0-0.001-0.001-0.0012-0.008下降2%1.05001.02401.02401.02071.0292

42、增加/減小0+0.0009+0.0011+0.0011+0.0008上升下降1.05001.02331.02261.01921.0285增加/減小0+0.0002-0.0003-0.0004+0.0001電壓比較節(jié)點(diǎn)678910原始數(shù)據(jù)1.05001.02511.03371.02131.0311上升2%1.05001.02771.03121.01861.0288增加/減小0+0.0026-0.0025-0.0027-0.0033下降2%1.05001.02761.03161.02401.0333增加/減小0+0.0025-0.0021+0.00270.0022上升下降1.05001.02681

43、.03201.01951.0325增加/減小0+0.0017-0.0017-0.0018+0.0014五課程設(shè)計(jì)心得從本次電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)計(jì)算在不同的負(fù)荷下各支路節(jié)點(diǎn)潮流分布的變化，分析負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，對(duì)電壓，功率的影響，我們掌握了常用的調(diào)整電壓的措施。在本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，鍛煉了自己實(shí)際操作分析能力，理論聯(lián)系實(shí)際，采用三種調(diào)整電壓的措施：改變機(jī)端電壓調(diào)壓，一般情況下首先考慮的就是改變機(jī)端電壓調(diào)壓，通常采用逆調(diào)壓方式，尤其在整體電壓偏高或偏低時(shí)；改變變壓器的變比調(diào)壓，因?yàn)楦淖冏儔浩鞯淖儽炔恍枰瓮顿Y，所以該種調(diào)壓方式也很重要；投入電容器，加無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓，當(dāng)調(diào)節(jié)變壓器的變比后

44、仍然不能滿(mǎn)足電壓質(zhì)量的要求，或網(wǎng)絡(luò)中無(wú)功不足時(shí)就需要就地補(bǔ)償無(wú)功，減小支路損耗，改善電壓質(zhì)量，通常我們將調(diào)節(jié)變壓器變比和無(wú)功補(bǔ)償一起考慮，盡量做到電容器投入容量最小。在實(shí)際的系統(tǒng)中我們知道還可以通過(guò)改變輸電線路參數(shù)調(diào)壓，例如串聯(lián)電容器，但是這種調(diào)壓措施并沒(méi)有改變無(wú)功的大小，只是改變無(wú)功的分布，有一定的局限性。 在求實(shí)際電路的等值的過(guò)程中我們做了一些合理的假設(shè)。由于高壓母線的電壓為110KV，我們?nèi)‰妷夯鶞?zhǔn)值為110KV，功率基準(zhǔn)值為100MW，根據(jù)各負(fù)荷的不同求不同變壓器的參數(shù)，勵(lì)磁支路因數(shù)值比較小，對(duì)電網(wǎng)影響較小，所以可忽略。節(jié)點(diǎn)3因?yàn)橛凶畲筘?fù)荷和最小負(fù)荷的要求，所以發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率一定要先滿(mǎn)足負(fù)荷的要求。對(duì)題目中的11個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，1節(jié)點(diǎn)為平衡節(jié)點(diǎn)，2節(jié)點(diǎn)為PV節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)都為PQ節(jié)點(diǎn)。對(duì)節(jié)點(diǎn)1、2選取合理的電壓和功率初始值，其他節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值選1，從而得出支路參數(shù)矩陣B1和節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣B2。根據(jù)初始值運(yùn)行所得的結(jié)果一般不會(huì)滿(mǎn)足題目的要求，所以我們要調(diào)節(jié)PV節(jié)點(diǎn)的注入功率和節(jié)點(diǎn)的電壓以及平衡節(jié)點(diǎn)