电力系统潮流计算课程设计PQ分解法

电力系统 潮流计算 课程设计

一、问题重述

1.1 课程设计要求

1、在读懂程序的基础上画出潮流计算基本流程图 2、通过输入数据，进行潮流计算输出结果

3、对不同的负荷变化，分析潮流分布，写出分析说明。

4、对不同的负荷变化，进行潮流的调节控制，并说明调节控制的方法，并

列表表示调节控制的参数变化。

5、打印利用DDRTS进行潮流分析绘制的系统图，以及潮流分布图。

1.2 课程设计题目

1、系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。

变电所1 变电所2

母线

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（400MW），母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（100MW），最大负荷和最小负荷分别为50MW和30MW；发电厂二总装机容量为（200MW）。

3、变电所资料： （1）变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：10KV 35KV 10KV 35KV （2）变电所的负荷分别为：

50MW 40MW 50MW 60MW

电厂一 电厂二

电力系统 潮流计算 课程设计

（3）每个变电所的功率因数均为cosφ=0.85；

（4）变电所2和变电所4分别配有两台容量为75MVA的变压器，短路损耗414KW，短路电压（%）=1

电力系统基础课程设计说明书

目 录

一、 概述

1.1 设计目的与要求..................................................3

1.1.1 设计目的.....................................................3 1.1.2 设计要求.....................................................3 1.2 设计题目.....................................................3 1.3 设计内容.....................................................3

二 电力系统潮流计算概述......................................4

2.1 电力系统简介...................................................4 2.2 潮流计算简介...................................................4

电力系统基础课程设计说明书

目 录

一、 概述

1.1 设计目的与要求..................................................3

1.1.1 设计目的.....................................................3 1.1.2 设计要求.....................................................3 1.2 设计题目.....................................................3 1.3 设计内容.....................................................3

二 电力系统潮流计算概述......................................4

2.1 电力系统简介...................................................4 2.2 潮流计算简介...................................................4

一、 设计题目：

图1潮流计算用图

变压器T1、T2：SFL1-16000/110，（121±2×2.5﹪）/6.3，ΔPk=110kW，ΔP0=18.5kW，uk﹪=10.5，I0﹪=0.9； 变压器T3：SFL1-8000/110，（110±5﹪）/6.6，ΔPk=52kW，ΔP0=9.76kW, uk﹪=10.5，I0﹪=1.1；

变压器T4：2×SFL1-16000/110，（110±2×2.5﹪）/10.5，ΔPk=62kW，ΔP0=11.6kW，uk﹪=10.5，I0﹪=1.1。 导线型号均为LGJ-150，参数r0=0.21Ω/km，x0=0.4Ω/km，b0=2.8×10-6S/km。 电网潮流计算

（1）计算各元件参数，画出等值电路； （2）进行网络潮流计算；

（3）不满足供电要求，进行调压计算。

二、 题目分析：

这是一道潮流计算题，按照一般潮流计算的步骤将元件转换为等值参数，这里我们进行真实值的直接计算，并用近似计算计算。

由于负载给出，线路长度已知，我们可以将如图闭环的潮流计算

分解成4个开环单电源的潮流问题进行计算，并计算是否有调压的必要。

三、 潮流计算过程：

(一)

一、 设计题目：

图1潮流计算用图

变压器T1、T2：SFL1-16000/110，（121±2×2.5﹪）/6.3，ΔPk=110kW，ΔP0=18.5kW，uk﹪=10.5，I0﹪=0.9； 变压器T3：SFL1-8000/110，（110±5﹪）/6.6，ΔPk=52kW，ΔP0=9.76kW, uk﹪=10.5，I0﹪=1.1；

变压器T4：2×SFL1-16000/110，（110±2×2.5﹪）/10.5，ΔPk=62kW，ΔP0=11.6kW，uk﹪=10.5，I0﹪=1.1。 导线型号均为LGJ-150，参数r0=0.21Ω/km，x0=0.4Ω/km，b0=2.8×10-6S/km。 电网潮流计算

（1）计算各元件参数，画出等值电路； （2）进行网络潮流计算；

（3）不满足供电要求，进行调压计算。

二、 题目分析：

这是一道潮流计算题，按照一般潮流计算的步骤将元件转换为等值参数，这里我们进行真实值的直接计算，并用近似计算计算。

由于负载给出，线路长度已知，我们可以将如图闭环的潮流计算

分解成4个开环单电源的潮流问题进行计算，并计算是否有调压的必要。

三、 潮流计算过程：

(一)

一、PQ分解法的原理

P-Q分解法是牛顿-拉夫逊法潮流计算的一种简化方法。 P-Q分解法利用了电力系统的一些特有的运行特性，对牛顿-拉夫逊法做了简化，以改进和提高计算速度。

的基本思想是根据电力系统实际运行特点：通常网络上的电抗远大于电阻，则系统母线电压幅值的微小变化对用功功率的改变影响很小。同样，母线电压相角的的改变对无功功率的影响较小。因此，节点功率方程在用极坐标形式表示时。它的修正方程式可简化为：

??P??H0???????Q???0L???UU? ??????将P、Q分开来迭代计算，因此大大地减少了计算工作量。但是H、L在迭代过程中仍

将不断变化，而且又都是不对称矩阵。对牛顿法的进一步简化。为把上式中的系数矩阵简化成迭代过程中不变的对称矩阵。

在一般情况下线路两端的电压相角?ij是不大的，因此可以认为：

cos?ij?1Gijsin?ij=Bij

Qi=Ui2Bii

考虑到上述关系，可以得到：

Hij?UiBijUjLij?UiBijUj节点的功率增量为：

n

?Pi?Pis?Ui?Uj(Gijcos?ij?Bijsin?ij)j?1?Qi?Qis?Ui?Uj(Gijsin?ij?Bijcos?ij)j?1n

P-Q分解法的特点：以

一、PQ分解法的原理

P-Q分解法是牛顿-拉夫逊法潮流计算的一种简化方法。 P-Q分解法利用了电力系统的一些特有的运行特性，对牛顿-拉夫逊法做了简化，以改进和提高计算速度。

的基本思想是根据电力系统实际运行特点：通常网络上的电抗远大于电阻，则系统母线电压幅值的微小变化对用功功率的改变影响很小。同样，母线电压相角的的改变对无功功率的影响较小。因此，节点功率方程在用极坐标形式表示时。它的修正方程式可简化为：

??P??H0???????Q???0L???UU? ??????将P、Q分开来迭代计算，因此大大地减少了计算工作量。但是H、L在迭代过程中仍

将不断变化，而且又都是不对称矩阵。对牛顿法的进一步简化。为把上式中的系数矩阵简化成迭代过程中不变的对称矩阵。

在一般情况下线路两端的电压相角?ij是不大的，因此可以认为：

cos?ij?1Gijsin?ij=Bij

Qi=Ui2Bii

考虑到上述关系，可以得到：

Hij?UiBijUjLij?UiBijUj节点的功率增量为：

n

?Pi?Pis?Ui?Uj(Gijcos?ij?Bijsin?ij)j?1?Qi?Qis?Ui?Uj(Gijsin?ij?Bijcos?ij)j?1n

P-Q分解法的特点：以

一、PQ分解法的原理

P-Q分解法是牛顿-拉夫逊法潮流计算的一种简化方法。 P-Q分解法利用了电力系统的一些特有的运行特性，对牛顿-拉夫逊法做了简化，以改进和提高计算速度。

的基本思想是根据电力系统实际运行特点：通常网络上的电抗远大于电阻，则系统母线电压幅值的微小变化对用功功率的改变影响很小。同样，母线电压相角的的改变对无功功率的影响较小。因此，节点功率方程在用极坐标形式表示时。它的修正方程式可简化为：

??P??H0???????Q???0L???UU? ??????将P、Q分开来迭代计算，因此大大地减少了计算工作量。但是H、L在迭代过程中仍

将不断变化，而且又都是不对称矩阵。对牛顿法的进一步简化。为把上式中的系数矩阵简化成迭代过程中不变的对称矩阵。

在一般情况下线路两端的电压相角?ij是不大的，因此可以认为：

cos?ij?1Gijsin?ij=Bij

Qi=Ui2Bii

考虑到上述关系，可以得到：

Hij?UiBijUjLij?UiBijUj节点的功率增量为：

n

?Pi?Pis?Ui?Uj(Gijcos?ij?Bijsin?ij)j?1?Qi?Qis?Ui?Uj(Gijsin?ij?Bijcos?ij)j?1n

P-Q分解法的特点：以

摘要

潮流计算是研究电力系统的一种最基本和最重要的计算。最初，电力系统潮流计算是通过人工手算的，后来为了适应电力系统日益发展的需要，采用了交流计算台。随着电子数字计算机的出现，1956年Ward等人编制了实际可行的计算机潮流计算程序。这样，就为日趋复杂的大规模电力系统提供了极其有力的计算手段。经过几十年的时间，电力系统潮流计算已经发展得十分成熟。潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算,是根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各个部分的运行状态，如各母线的电压、各元件中流过的功率、系统的功率损耗等等。电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。

电力系统潮流计算分为离线计算和在线计算，离线计算主要用于系统规划设计、安排系统的运行方式，在线计算则用于运行中系统的实时监测和实时控制。两种计算的原理在本质上是相同的。

实际电力系统的潮流技术主要采用PQ分解法。

1974年，由Scott B.在文献(@)中首次提出PQ分解法，也叫快速解耦法（Fast Decoupled Load Flow，简写为F

南 京 理 工 大 学

《电力系统稳态分析》

课程报告

姓

名

XX

学 号： 515110001956 自动化学院 电气工程

基于牛顿-拉夫逊法的潮流计算例题编程报

学院(系): 专 业:

题 目: 任课教师 硕士导师 告

杨伟 XX

2015年6月10号

基于牛顿-拉夫逊法的潮流计算例题编程报告

摘要：电力系统潮流计算的目的在于：确定电力系统的运行方式、检查系统中各元件是否过压或者过载、为电力系统继电保护的整定提供依据、为电力系统的稳定计算提供初值、为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。潮流计算的计算机算法包含高斯—赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊法和P—Q分解法等，其中牛拉法计算原理较简单、计算过程也不复杂，而且由于人们引入泰勒级数和非线性代数方程等在算法里从而进一步提高了算法的收敛性和计算速度。同时基于MATLAB的计算机算法以双精度类型进行数据的存储和运算, 数据精确度高，能进行潮流计算中的各种矩阵运算，使得传统潮流计算方法更加优化。

一 研究内容

通过一道例题来认真分析牛顿-拉夫逊法的原理和方法（采用极坐标形式的牛拉法），同时掌握潮流计算计算机算法的相关知识，能看