《電力系統(tǒng)潮流計(jì)算》教學(xué)課件

《電力系統(tǒng)潮流計(jì)算》教學(xué)課件本課件旨在講解電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，包括基本概念、計(jì)算方法、軟件應(yīng)用以及在電力系統(tǒng)分析中的應(yīng)用等。課程目標(biāo)理解電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的基本概念和意義掌握常用的潮流計(jì)算方法，如牛頓-拉夫遜法學(xué)會(huì)使用潮流計(jì)算軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)分析能夠應(yīng)用潮流計(jì)算結(jié)果分析電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況課程大綱1電力系統(tǒng)基本概念2潮流計(jì)算目的和意義3電力系統(tǒng)模型4節(jié)點(diǎn)方程的建立5潮流計(jì)算基本假設(shè)和方法6牛頓-拉夫遜法7潮流計(jì)算實(shí)例8潮流計(jì)算軟件應(yīng)用9潮流計(jì)算在電力系統(tǒng)分析中的應(yīng)用10常見(jiàn)問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)電力系統(tǒng)基本概念電力系統(tǒng)是指由發(fā)電廠(chǎng)、變電站、輸電線(xiàn)路、配電線(xiàn)路、電力用戶(hù)等組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)由電壓、電流、功率等參數(shù)決定潮流計(jì)算是指在給定發(fā)電廠(chǎng)出力和電力用戶(hù)負(fù)荷的情況下，計(jì)算電力系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)電壓、線(xiàn)路電流和功率等參數(shù)的過(guò)程潮流計(jì)算目的和意義潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，為電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、控制等提供重要的數(shù)據(jù)支撐通過(guò)潮流計(jì)算可以了解電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況，例如線(xiàn)路潮流分布、節(jié)點(diǎn)電壓、功率損耗等潮流計(jì)算可以幫助電力系統(tǒng)工程師進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如線(xiàn)路潮流分配、電壓調(diào)整等電力系統(tǒng)模型節(jié)點(diǎn)：電力系統(tǒng)中連接電力設(shè)備的點(diǎn)，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、負(fù)荷等線(xiàn)路：連接節(jié)點(diǎn)的電力傳輸線(xiàn)路，例如高壓輸電線(xiàn)路、低壓配電線(xiàn)路等元件：電力系統(tǒng)中的各種設(shè)備，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、線(xiàn)路、負(fù)荷等節(jié)點(diǎn)方程的建立節(jié)點(diǎn)功率方程：每個(gè)節(jié)點(diǎn)的注入功率等于流出功率節(jié)點(diǎn)電壓方程：每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓與其相鄰節(jié)點(diǎn)的電壓和線(xiàn)路阻抗有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓方程電壓幅值1電壓相角2潮流計(jì)算基本假設(shè)節(jié)點(diǎn)電壓為正弦波形系統(tǒng)頻率保持不變線(xiàn)路參數(shù)為常數(shù)忽略諧波影響忽略線(xiàn)路電容潮流計(jì)算基本方法高斯-賽德?tīng)柗ㄅｎD-拉夫遜法快速解耦法牛頓-拉夫遜法1迭代求解2線(xiàn)性化方程3節(jié)點(diǎn)方程牛頓-拉夫遜法流程1初始化節(jié)點(diǎn)電壓2計(jì)算節(jié)點(diǎn)功率誤差3計(jì)算Jacobian矩陣4求解電壓修正值5更新節(jié)點(diǎn)電壓6判斷收斂性牛頓-拉夫遜法收斂性收斂速度快，通常需要較少的迭代次數(shù)對(duì)初始值的依賴(lài)性較小適用于大型電力系統(tǒng)線(xiàn)性化過(guò)程節(jié)點(diǎn)電壓將非線(xiàn)性方程近似為線(xiàn)性方程1雅可比矩陣計(jì)算方程的偏導(dǎo)數(shù)2Jacobian矩陣P1Q1P2Q2....?P1/?V1?P1/?θ1?P1/?V2?P1/?θ2....?Q1/?V1?Q1/?θ1?Q1/?V2?Q1/?θ2....?P2/?V1?P2/?θ1?P2/?V2?P2/?θ2....?Q2/?V1?Q2/?θ1?Q2/?V2?Q2/?θ2....節(jié)點(diǎn)選擇1平衡節(jié)點(diǎn)參考節(jié)點(diǎn)，電壓和相角已知2PQ節(jié)點(diǎn)注入功率已知3PV節(jié)點(diǎn)電壓幅值和注入功率已知節(jié)點(diǎn)功率指定發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)：指定發(fā)電機(jī)出力負(fù)荷節(jié)點(diǎn)：指定負(fù)荷功率節(jié)點(diǎn)電壓指定平衡節(jié)點(diǎn)：指定電壓幅值和相角PV節(jié)點(diǎn)：指定電壓幅值節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算結(jié)果節(jié)點(diǎn)編號(hào)電壓幅值電壓相角注入功率流出功率11.0000.000100+j5090+j4020.995-2.50050+j2060+j1030.980-5.00030+j1020+j5輸電線(xiàn)路潮流計(jì)算線(xiàn)路電流計(jì)算線(xiàn)路功率損耗分析線(xiàn)路潮流分布變壓器潮流計(jì)算變壓器電流計(jì)算變壓器功率損耗分析變壓器電壓比發(fā)電機(jī)潮流計(jì)算發(fā)電機(jī)出力計(jì)算發(fā)電機(jī)電壓負(fù)荷潮流計(jì)算負(fù)荷電流計(jì)算負(fù)荷功率分析負(fù)荷電壓潮流計(jì)算實(shí)例1簡(jiǎn)化系統(tǒng)建立包含發(fā)電機(jī)、線(xiàn)路、負(fù)荷的簡(jiǎn)單模型2指定參數(shù)設(shè)定發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷功率等參數(shù)3進(jìn)行計(jì)算使用牛頓-拉夫遜法或其他方法進(jìn)行潮流計(jì)算4分析結(jié)果分析節(jié)點(diǎn)電壓、線(xiàn)路電流、功率損耗等結(jié)果計(jì)算結(jié)果分析1電壓水平分析2線(xiàn)路潮流分配3功率損耗分析4系統(tǒng)穩(wěn)定性分析潮流計(jì)算程序設(shè)計(jì)選擇編程語(yǔ)言編寫(xiě)程序代碼調(diào)試程序代碼測(cè)試程序功能潮流計(jì)算軟件簡(jiǎn)介PowerWorldPSS/EETAPPSCAD軟件使用步驟建立電力系統(tǒng)模型設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)運(yùn)行潮流計(jì)算查看計(jì)算結(jié)果軟件輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)線(xiàn)路參數(shù)發(fā)電機(jī)參數(shù)負(fù)荷參數(shù)軟件輸出結(jié)果節(jié)點(diǎn)電壓線(xiàn)路電流功率損耗系統(tǒng)穩(wěn)定性指標(biāo)潮流計(jì)算結(jié)果可視化潮流計(jì)算在電力系統(tǒng)分析中的應(yīng)用1電力系統(tǒng)規(guī)劃評(píng)估不同方案的輸電能力2電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況3電力系統(tǒng)控制優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式案例分析1某地區(qū)的電力系統(tǒng)規(guī)劃通過(guò)潮流計(jì)算評(píng)估新增線(xiàn)路對(duì)系統(tǒng)的影響案例分析2某電廠(chǎng)的出力調(diào)整通過(guò)潮流計(jì)算分析不同出力水平對(duì)系統(tǒng)的影響案例分析3某線(xiàn)路的故障分析通過(guò)潮流計(jì)算分析故障發(fā)生后系統(tǒng)的運(yùn)行狀況潮流計(jì)算常見(jiàn)問(wèn)題1收斂問(wèn)題2精度問(wèn)題3數(shù)據(jù)問(wèn)題潮流計(jì)算精度分析誤差分析收斂性分析潮流計(jì)算算法改進(jìn)快速解耦法內(nèi)點(diǎn)法分布式算法未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)人工智能智