電力系統(tǒng)之五節(jié)點潮流計算

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué) 電力系統(tǒng)分析 綜合訓(xùn)練一設(shè) 計 題 目 5節(jié)點電力網(wǎng)絡(luò)潮流計算 指 導(dǎo) 教 師 院（系、部） 電氣與控制工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級 智能電網(wǎng)信息工程 學(xué) 號 1305080116 姓 名 日 期 2016/05/04 智能電網(wǎng)系綜合訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)評分模板綜合設(shè)計成績評定表學(xué)期2015/2016第2學(xué)期姓名專業(yè)班級課程名稱 電力系統(tǒng)分析設(shè)計題目 5節(jié)點電力網(wǎng)絡(luò)潮流計算 成績 評分項目合格評定不合格評定設(shè)計表現(xiàn)1.獨立工作能力獨立完成設(shè)計不能獨立完成設(shè)計2.上交設(shè)計時間按時遲交設(shè)計說明書3.設(shè)計內(nèi)容設(shè)計思路清晰，結(jié)構(gòu)方案良好，設(shè)計參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容完整，結(jié)果正確設(shè)計思路不清晰，

2、結(jié)構(gòu)方案不合理，關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)選擇有錯誤，調(diào)理清楚，內(nèi)容不完整，有明顯錯誤4.設(shè)計書寫、字體、排版規(guī)范、整潔、有條理，排版很好不規(guī)范、不整潔、無條理，排版有問題很大5.封面、目錄、參考文獻(xiàn)完整不完整圖紙6.繪圖效果滿足要求很差7.布局合理布局混亂8.繪圖工程標(biāo)準(zhǔn)符合標(biāo)準(zhǔn)不符合標(biāo)準(zhǔn)答辯9.回答問題回答基本正確或正確回答不正確總評定評定說明：（1）不合格標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計說明書不合格否決制，即3、4兩項達(dá)不到要求，不予合格；2）9項評分標(biāo)準(zhǔn)中，有6項達(dá)不到要求，不予合格。（2）合格標(biāo)準(zhǔn)除設(shè)計說明書的3、4、5項必須滿足要求外，其余6項，至少有4項滿足要求，給予合格。（3）請在評定欄里打“”評定，若全部滿足

3、要求，不必分項評定，只需在總評定中打“”即可，最后給出最終成績，并簽字。最終成績： 評定教師簽字：電網(wǎng)13-1班數(shù)據(jù)（mile）序號姓名線路1線路2線路312001005021801254531502501004250801305225100706200801507150150120812015080912517540101001506011110200501212018055131401608014蘇小平10020050151251804516250150100178025013018100225701980200150201501501202115012080221751254023150

4、1006024200110502518012055說明：1. 線路1為雙回線路，雙回線路參數(shù)完全相同，其余線路為單回線路；2. 變壓器T2為兩臺并聯(lián)，并聯(lián)運行的變壓器參數(shù)相同，其他變壓器為單臺運行。目錄1本次綜合訓(xùn)練目的：12 Power World軟件簡介：13單線圖：34手工計算導(dǎo)納矩陣，并與軟件計算結(jié)果比較：55單步運行牛-拉法潮流計算，給出前3步計算結(jié)果：66 在保證每條線路和變壓器不過載的情況下，確定節(jié)點3上發(fā)電機的允許出力范圍：97 在節(jié)點2上添加200Mvar并聯(lián)電容器組，觀察節(jié)點2電壓變化和線路損耗：108靜態(tài)安全分析：對“單個線路”和“單個變壓器”進(jìn)行N-1校驗分析。119結(jié)

5、論：121本次綜合訓(xùn)練目的：通過對多節(jié)點電網(wǎng)的潮流計算，鞏固和運用前面所學(xué)到的潮流計算基礎(chǔ)理論知識，掌握電力系統(tǒng)潮流計算機計算的一般原則和方法，掌握潮流計算軟件的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。2 Power World軟件簡介：Power World Simulator 是一款電力系統(tǒng)仿真軟件。核心是：全面、強大的潮流計算程序，可有效計算100000個節(jié)點的電力網(wǎng)絡(luò)。工具欄上的兩種模式：編輯模式（建立、修改實例和單線圖）。運行模式（對實例進(jìn)行各種仿真計算）。在編輯模式的繪圖功能區(qū)中可以建立單線圖，并設(shè)置修改單線圖中各元件的參數(shù)。Power World 的功能有基本的潮流計算、短路

6、計算、靜態(tài)安全分析、靈敏度分析、分布因子計算、分時段仿真、最優(yōu)潮流、計及安全約束的最優(yōu)潮流，暫態(tài)穩(wěn)定計算。潮流計算方法簡介：電力系統(tǒng)潮流計算時研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行情況的一種基本電氣計算。他的任務(wù)是根據(jù)給定的運行條件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。電力系統(tǒng)潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的基礎(chǔ)。牛頓拉夫遜潮流算法簡介：采用直角坐標(biāo)將上述表達(dá)式代入的右端，展開并分出實部和虛部，便得PQ節(jié)點的有功功率和無功功率都是給定的，第i個節(jié)點的有功功率設(shè)為和假定系統(tǒng)中的第1，2，.，m節(jié)點為PQ節(jié)點，對其中每一個節(jié)點可列方程PU節(jié)點的有

7、功功率和節(jié)點電壓幅值是給定的。假定系統(tǒng)中的第m+1,m+2,.，n-1 號節(jié)點為PU節(jié)點，則對其中每一個節(jié)點可以列寫方程第n號節(jié)點為平衡節(jié)點，其電壓是給定的，故不參加迭代?？焖俜纸夥ǎ≒Q分解法）簡介:基本思想是根據(jù)電力系統(tǒng)實際運行的特點：通常網(wǎng)絡(luò)上的電抗遠(yuǎn)大于電阻值，則系統(tǒng)母線電壓幅值的微小變化對母線有功功率的改變影響較小。同樣，母線電壓相角的少許改變也不會引起母線無功功率的明顯變化,因此，節(jié)點功率方程在極坐標(biāo)形式下表示時，他的修正方程可簡化為這就把2（n-1）階的線性方程組變成了兩個（n-1）階的線性方程組,將P Q 分開來進(jìn)行迭代計算因而大大減少了計算工作量3單線圖：潮流計算結(jié)果（分別采

8、用牛-拉法和PQ分解法）：節(jié)點電壓的幅值和相位如表：算法類別迭代次數(shù)節(jié)點名稱電壓幅值電壓相位（度）牛拉法3115.0000.005340.410-4.144344.247-3.622318.575-16.35315.000-2.30PQ分解法4115.0000.005340.411-4.144344.247-3.622318.576-16.35315.000-2.30線路有功、無功潮流如表：算法類別迭代次數(shù)首端節(jié)點名稱末端節(jié)點名稱有功損耗無功損耗牛拉法3151.9926.47540.07-42.51528.089.38424.54-108.55424.54-108.55430.405.3043

9、0.405.30PQ分解法4151.9926.47540.07-42.51528.079.37424.54-108.56424.54-108.56430.405.30430.405.30發(fā)電機輸出功率如表：算法類別迭代次數(shù)發(fā)電機節(jié)點名稱有功功率無功功率牛拉法31360.0052.383540.0054.43PQ分解法41360.0152.383540.0054.424手工計算導(dǎo)納矩陣，并與軟件計算結(jié)果比較：手工計算結(jié)果如下表：節(jié)點編號節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點513.73-j49.72-3.73+j49.720002-3.73+j49.729.54-j109.15-4.038+j39.59-

10、1.786+j19.84030-4.038+j39.5920.74-j258.31-1.786+j19.84-14.916+j198.940-1.786+j19.84-1.786+j19.843.572-j39.680500-14.916+j198.9014.916-j198.9 軟件計算結(jié)果如下表：節(jié)點編號節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點4節(jié)點513.73-j49.72-3.73+j49.720002-3.73+j49.729.09-j108.58-3.57+j39.68-1.79+j19.84030-3.57+j39.6820.27-j256.46-1.79+j19.84-14.92+j198.94

11、0-1.79+j19.84-1.79+j19.843.57-j37.520500-14.92+j198.9014.92-j198.95單步運行牛-拉法潮流計算，給出前3步計算結(jié)果：牛拉法潮流計算結(jié)果如下表：節(jié)點電壓的幅值和相位表：迭代次數(shù)節(jié)點名稱電壓幅值電壓相位（度）11115.0000.0025346.507-3.7034347.316-3.0542344.691-14.285315.007-1.8021115.0000.0025340.445-4.1634344.269-3.6342318.769-16.445315.000-2.3031115.0000.0025340.410-4.143

12、4344.247-3.6242318.575-16.355315.000-2.30線路有功、無功潮流表：迭代次數(shù)首端節(jié)點名稱末端節(jié)點名稱有功損耗無功損耗1151.5720.88540.05-43.96526.10-20.53423.44-134.76423.44-134.76430.395.20430.395.202152.0026.71540.07-42.51528.1510.18424.58-108.12424.58-108.12430.405.40430.405.403151.9926.47540.07-42.51528.089.38424.54-108.55424.54-108.554

13、30.405.30430.405.30變壓器輸出功率表：迭代次數(shù)節(jié)點名稱有功功率無功功率11321.16-35.483540.00-111.9121361.7551.873540.0052.6931360.0052.383540.0054.43雅可比矩陣表：迭代次數(shù)節(jié)點名稱相角節(jié)點2相角節(jié)點3相角節(jié)點4相角節(jié)點5節(jié)點電壓2節(jié)點電壓3節(jié)點電壓4節(jié)點電壓515109.57-40.08-19.909.17-4.031.904-40.16260.02-19.92-199.9-3.1520.512.13-19.402-19.24-19.2238.46-5.39-5.61-3.943-200.6200.6

14、0-10.5619.225-9.124.06-1.89109.01-39.81-19.9243.16-20.45-2.1219.41-39.98258.08-19.94-199.825.425.65-11.06-19.16-19.0936.4731.0025105.73-39.04-18.028.96-3.892.444-39.10255.36-18.20-198.1-3.2020.222.65-19.492-17.33-17.4734.80-5.51-5.67-5.413-198.8-198.8-10.2919.565-8.853.88-2.26107.15-39.12-19.5043.15

15、-20.19-2.4519.49-39.63255.93-19.70-198.125.445.66-11.10-17.56-17.5131.6731.0035105.71-39.03-18.018.96-3.882.424-39.10255.34-18.19-198.1-3.2120.232.62-19.442-17.32-17.4734.79-5.49-5.64-5.373-198.8198.74-10.3419.525-8.853.87-2.23107.13-39.12-19.5143.16-20.18-2.4219.44-39.62255.9019.70-198.0525.415.63-

16、11.04-17.56-17.5131.6131.006 在保證每條線路和變壓器不過載的情況下，確定節(jié)點3上發(fā)電機的允許出力范圍：由圖可知:發(fā)電機2的發(fā)出功率下限為300.0 MW發(fā)電機2的發(fā)出功率上限為1490.0 MW7 在節(jié)點2上添加200Mvar并聯(lián)電容器組，觀察節(jié)點2電壓變化和線路損耗：電容器組節(jié)點2電壓有功損耗MW無功損耗Wvar無相位-3.54幅值347.29020.00-213.18有相位-3.58幅值345.57417.67-276.98結(jié)果：改變電容器組的容量，當(dāng)容量為72.7 M·var節(jié)點2電壓達(dá)到0.953368靜態(tài)安全分析：對“單個線路”和“單個變壓器”進(jìn)

17、行N-1校驗分析。標(biāo)簽跳過已處理已求解電氣島負(fù)荷電氣島發(fā)電機有功自動繪制QV曲線?越限最大支路越限%最低電壓最高電壓最大斷面%L_000025-000034C1NOYESYESNO0L_000025-000042C1NOYESYESNO10.476L_000034-000042C1NOYESYESNO10.794L_000034-000042C2NOYESYESNO10.794T_000011-000025C1NOYESYESNO0T_000034-000053C1NOYESYESNO0T_000034-000053C2NOYESYESNO09結(jié)論：通過本次綜合訓(xùn)練，讓我第一次接觸到了Power World 這個軟件，最初對這個軟件一竅不通，通過看老師給的學(xué)習(xí)文檔，不斷認(rèn)識，直到做完此次綜合訓(xùn)練，熟悉了運用計算機計算電力系統(tǒng)的潮流，同時對待牛拉算法和PQ算法有了深刻認(rèn)識，潮流計算是電力系統(tǒng)最基本、最常用的計算。根據(jù)系統(tǒng)給定的運行條件、網(wǎng)絡(luò)接線盒元件參數(shù)，通過潮流計算可以確定母線的電壓、各元件中流過的功率、整個系統(tǒng)的功率損耗等。潮流計算時實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟發(fā)展的必要手段和重要環(huán)節(jié)。在本次綜合訓(xùn)練中：（1） 通過兩種算法，牛拉算法和PQ算法對同一系統(tǒng)進(jìn)行潮流計算，發(fā)現(xiàn)二者的迭代次數(shù)不同分別是3次和5次。但是通過比較兩種算法在迭代最后潮流計算的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，