毕业设计论文电力系统潮流计算

题 目：电力系统潮流计算

专 业： 电力系统及其自动化 班 级： 研11级12班 学 号： 2011021218 学生姓名： 刘子敬 指导教师： 王永丽

2012年 5 月 10 日

第1章 绪论

1.1 课题背景

电力是衡量一个国家经济发展的主要指标，也是反映人民生活水平的重要标志，它已成为现代工农业生产、交通运输以及城乡生活等许多方面不可或缺的能源和动力。电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。 潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法，是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。可以说，它是电力系统分析中最基本、最重要的计算，是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。是电力系统研究人员长期研究的一个课题。MATLAB自1980年问世以来，它的强大的矩阵处理功能给电力系统的分析、计算带来许多方便。在处理潮流计算时，其计算机软件的速度已无法满足大电网模拟和实时控制的仿真要求，而高效的潮流问题相关软件的研究已成为大规模电力系统仿真计算的关键。随着计算机技术的不断发展和成熟，对MATLAB潮流计算的研究为快速、详细地解决大电网的计算问题开辟了新思路。

1.2 选题意义

电力系统已经与我们的生活息息相关，不可分割。进行电力系统潮流计算是保证电力系统正常运行的必要计算。具体来讲电力系统潮流计算具有以下意义：

(1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。

(2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。

(3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。

因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。

第2章 电力系统潮流计算基本原理

2.1 电力网络的数学模型 2.1.1电力网络的基本方程式

电力网络可以用结点方程式或回路方程式表示出来。在结点方程式中表示网络状态的变量是各节点的电压，在回路方程式中是各回路中的回路电流。

一般若给出网络的支路数b，结点数n，则回路方程式数m为

m=b-n+1

结点方程式数m 为 m =n-1 因此，回路方程式数比结点方程式数多

d=m-m =b-2n+2

在一般电力系统中，各结点(母线)和大地间有发电机、负荷 、线路电容等对地支路，还有结点和结点之间也有输电线路和变压器之路，一般b>2n，用结点方程式表示比用回路方程式表示方程式数目要少。而且如以下所示，用结点方程式表示容易建立直观的方程式，输电线的连接状态等变化时也很容易变更网络方程式。基于上述理由，电力系统的基础网络方程式一般都用结点方程式表示。 如图2-1所示,

V V V Vnk21

图2-1

把电力系统的发电机端子和负荷端子（同步调相机等的端子也作为发电机端来处理）抽出来，剩下的输电线路及其它输电系统概括为网络Ｎet表示 。在发电机结点和负荷结点上标出任意顺序的记号：1,2,…,I,…,n.在输电系统Net的内部不包含电源，并且各节点和大地间连接的线路对地电容、电力电容器等都作为负荷来处理。

1,v 2, ,v n，令端子1,2……,n的对地电压分别为v由各端子流向输电系统Net

,I , ,I ，则此网络方程组可以表示为 的电流相应为I12n

YV I1111 Y12V2 Y1kVk Y1nVn YV I2 Y21V1222 Y2kVk Y2nVn

(2-1)

I n Yn1V1 Yn2V2 YnkVk YnnVn

(2-1)式可以简单写成

YV Iiijj (I=1,2,…,n) (2-2)

j 1n

或者写成

I＝YV (2-3) 其中

I1 V1 Y11 IV

I 2 V 2 Y Y21

In Vn

Yn1

Y12 Y1n

Y22 Y2n (2-4)

Yn2 Ynn

(2-4)的Y称为节点导纳矩阵。因输电系统Net只是由无源元件构成的，而导纳矩阵是对称矩阵，于是有以下关系

Yij Yji （2-5）

电压V和电流Ｉ的关系用式(2-1)～(2-5) 表示时称为节点导纳方程式。这里电压Ｖ用电流Ｉ的方程式表示时，则(2-3)式化为

V＝ZI (2-6)

其中

Z Y 1

(2-6)式称为结点阻抗方程式，当然，阻抗矩阵也是对称矩阵。

2.1.2 自导纳和互导纳的确定方法

电力网络的节点电压方程：

IB YBUB (2-7) 式(2-7)IB为节点注入电流列向量，注入电流有正有负，注入网络的电流为正，流出网络的电流为负。根据这一规定，电源节点的注入电流为正，负荷节点为负。既无电源又无负荷的联络节点为零，带有地方负荷的电源节点为二者代数之和。

式(2-7)UB为节点电压列向量，由于节点电压是对称于参考节点而言的，因

而需先选定参考节点。在电力系统中一般以地为参考节点。如整个网络无接地支路，则需要选定某一节点为参考。设网络中节点数为（不含参考节点），则IB，

UB均为n*n列向量。YB为n*n阶节点导纳矩阵。

节电导纳矩阵的节点电压方程：IB YBUB，展开为：

Y11 I1

I2 Y21 Y31 I

3 I n Yn1

Y12Y22Y32 Yn2

Y13 Y1n U1 Y23 Y2n U2 Y33 Y3n U3 (2-8)

Yn3 Ynn Un

YB是一个n*n阶节点导纳矩阵，其阶数就等于网络中除参考节点外的节点

数。 节点导纳矩阵的对角元素Yii (i=1，2， n)成为自导纳。自导纳数Yii值上就等于在i节点施加单位电压，其他节点全部接地时，经节点i注入网络的电流，因此，它可以定义为：

/U (U 0,j i) （2-9） Yii Iiij

节点i的自导纳Yii数值上就等于与节点直接连接的所有支路导纳的总和。 节点导纳矩阵的非对角元素Yij (j=1，2， ，n;i=1，2， 。，n;j=i)称互导纳，由此可得互导纳Yij数值上就等于在节点i施加单位电压，其他节点全部接地时，经节点j注入网络的电流，因此可定义为：

/U (U 0,j i) (2-10) Yji Ijiij

节点j，i之间的互导纳Yij数值上就等于连接节点j，i支路到导纳的负值。显然，恒Yij等于Yji。互导纳的这些性质决定了节点导纳矩阵是一个对称稀疏矩阵。而且，由于每个节点所连接的支路数总有一个限度，随着网络 …… 此处隐藏：2476字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……