電力系統(tǒng)之五節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)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(jì)題目5 節(jié)點(diǎn)電力網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算指導(dǎo)教師院（系、部）電氣與控制工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)智能電網(wǎng)信息工程學(xué)號(hào)1305080116姓名日期2016/05/04智能電網(wǎng)系綜合訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分模板綜合設(shè)計(jì)成績評(píng)定表學(xué)期2015/2016 第 2 學(xué)期姓名專業(yè)班級(jí)課程名稱電力系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)題目5節(jié)點(diǎn)電力網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算成績評(píng)分項(xiàng)目合格評(píng)定不合格評(píng)定設(shè) 計(jì) 表 現(xiàn)1.獨(dú)立工作能力獨(dú)立元成設(shè)計(jì)不能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)2.上交設(shè)計(jì)時(shí)間按時(shí)遲交設(shè) 計(jì) 說 明 書3.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié) 構(gòu)方案良好，設(shè)計(jì) 參數(shù)選擇正確，條 理清楚，內(nèi)容完整， 結(jié)果正確設(shè)計(jì)思路不清晰，結(jié) 構(gòu)方案不合理，關(guān)鍵 設(shè)

2、計(jì)參數(shù)選擇有錯(cuò) 誤，調(diào)理清楚，內(nèi)容 不完整，有明顯錯(cuò)誤4.設(shè)計(jì)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JlA亠 辯9.回答問題回答基本正確或正 確回答不正確總評(píng)定評(píng)定說明：（1）不合格標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)說明書不合格否決制，即 3、4兩項(xiàng)達(dá)不到要求，不予合格；2）9項(xiàng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中，有6項(xiàng)達(dá)不到要求，不予合格。（2）合格標(biāo)準(zhǔn)除設(shè)計(jì)說明書的3、4、5項(xiàng)必須滿足要求外，其余6項(xiàng)，至少有4項(xiàng)滿足 要求，給予合格。（3）請?jiān)谠u(píng)定欄里打“2”評(píng)定，

3、若全部滿足要求，不必分項(xiàng)評(píng)定，只需在總 評(píng)定中打“2”即可，最后給出最終成績，并簽字。最終成績：評(píng)定教師簽字：電網(wǎng)13-1班數(shù)據(jù)（mile ）序 號(hào)姓名線路1線路2線路312001005021801254531502501004250801305225100706：200801507M501501208120150809：1251754010：100150601111020050121201805513M401608014蘇小平100200501512518045162501501001780250130181002257019；80200150201501501202115012080221

4、751254023M5010060242001105025M8012055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(tái)并聯(lián)，并聯(lián)運(yùn)行的變壓器參數(shù)相同，其他變壓器為單臺(tái)運(yùn)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(jì)算導(dǎo)納矩陣，并與軟件計(jì)算結(jié)果比較： 55單步運(yùn)行牛-拉法潮流計(jì)算，給出前 3步計(jì)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(diǎn)3上發(fā)電機(jī)的允許出力范圍： 97在節(jié)點(diǎn)2上添加200Mvar并聯(lián)電容器組，觀察節(jié)點(diǎn) 2電壓變化和線路損耗： 108靜態(tài)安全分析：對(duì)“單個(gè)線路”和“單個(gè)

5、變壓器”進(jìn)行 N-1校驗(yàn)分析。 119結(jié)論： 121本次綜合訓(xùn)練目的：通過對(duì)多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)的潮流計(jì)算，鞏固和運(yùn)用前面所學(xué)到的潮流計(jì)算基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算機(jī)計(jì)算的一般原則和方法，掌握潮流計(jì)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(qiáng)大的潮流計(jì)算程 序，可有效計(jì)算100000個(gè)節(jié)點(diǎn)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(shí)例和單線圖)。運(yùn)行模式(對(duì)實(shí)例進(jìn)行各種仿真計(jì)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)。P

6、ower World的功能有基本的潮流計(jì)算、短路計(jì)算、靜態(tài)安全分析、靈敏度分析、分布 因子計(jì)算、分時(shí)段仿真、最優(yōu)潮流、計(jì)及安全約束的最優(yōu)潮流，暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算。潮流計(jì)算方法簡介：電力系統(tǒng)潮流計(jì)算時(shí)研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行情況的一種基本電氣計(jì)算。他的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)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(jì)算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)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)U i 二 G jfiYij = Gij jBijm n 將上述表達(dá)式代入P - jQi二U，Yj U j的右端，展開并分出實(shí)部和虛部，便得j

7、#nnQi f (GqBjfj)e遲(Gij fj + Bjej)jmj#nnR 二e' (Gjej -Bjfj) f(Gj fj Bjej)Lj丘jyPQ節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率都是給定的，第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率設(shè)為Rs和Qis假定系統(tǒng)中的第1, 2，. ，m節(jié)點(diǎn)為PQ節(jié)點(diǎn)，對(duì)其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可列方程-Qi 二 QisQi二 Qisfi二(GjejBjf j) e 二(Gjf jBej)= 0nnAR = Rs - R = Rs -ei 送(Gij ej _ Bj f j) 一 fi £ (Gij f j + Bij ej) = 0j二jPU節(jié)點(diǎn)的有功功率和節(jié)點(diǎn)電壓幅值是給定的

8、。假定系統(tǒng)中的第m+1,m+2,，n-1號(hào)節(jié)點(diǎn)為PU節(jié)點(diǎn)，則對(duì)其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以列寫方程nn也R = Rs R = Rs e(Gj ej - Bj fj) - £送(Gj f j + Bj q ) = 0 j 二j4也 Ui2=Uis2-Ui2=Uis2-(e： + fi2)=0(i = m 1, m 2,., n -1)第n號(hào)節(jié)點(diǎn)為平衡節(jié)點(diǎn)，其電壓 Un =en jfn是給定的，故不參加迭代。快速分解法（PQ分解法）簡介：基本思想是根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的特點(diǎn)：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U對(duì)母線有功功率的改變厶P影響較小。同樣，母線電壓相角的少許改變也

9、不會(huì)引起母線無功功率的明顯變化Q ,因此，節(jié)點(diǎn)功率方程在極坐標(biāo)形式下表示時(shí)，他的修正方程可簡化為嚴(yán)1=嚴(yán)*沁* 性Q_ 0LAU/U這就把2 （n-1 ）階的線性方程組變成了兩個(gè)（n-1 ）階的線性方程組，將R Q分開來進(jìn)行迭代計(jì)算因而大大減少了計(jì)算工作量3單線圖:1'1 1-*"3M MWtihrV540|MWHftO) _mhiii潮流計(jì)算結(jié)果（分別采用牛-拉法和PQ分解法）：節(jié)點(diǎn)電壓的幅值和相位如表：算法類別迭代次數(shù)節(jié)點(diǎn)名稱電壓幅值電壓相位（度）115.0000.005340.410-4.14牛拉法34344.247-3.622318.575-16.35315.000-

10、2.30115.0000.005340.411-4.14PQ分解法442344.247318.576-3.62-16.35315.000-2.30線路有功、無功潮流如表:算法類別迭代次數(shù)首端節(jié)點(diǎn)名稱末端節(jié)點(diǎn)名稱有功損耗無功損耗151.9926.47540.07-42.51牛拉法3528.089.38424.54-108.55424.54-108.55430.405.30430.405.30151.9926.47540.07-42.51PQ分解法4528.079.37424.54-108.56424.54-108.56430.405.30430.405.30發(fā)電機(jī)輸出功率如表:算法類別迭代次數(shù)發(fā)

11、電機(jī)節(jié)點(diǎn)名稱有功功率無功功率牛拉法313360.00540.0052.3854.43PQ分解法41360.0152.383540.0054.424手工計(jì)算導(dǎo)納矩陣，并與軟件計(jì)算結(jié)果比較: 手工計(jì)算結(jié)果如下表：節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)513.73-j49.7-3.73+j49.7000222-3.73+j49.9.54-j109.1-4.038+j39.5-1.786+j19.072598430-4.038+j39.20.74-j258.3-1.786+j19.-14.916+j19859184.940-1.786+j19.-1.786+j19.83.572-j39.60844850

12、0-14.916+j198014.916-j198.99軟件計(jì)算結(jié)果如下表:節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)513.73-j49.7-3.73+j49.7000222-3.73+j49.9.09-j108.5-3.57+j39.68-1.79+j19.80728430-3.57+j39.620.27-j256.4-1.79+j19.8-14.92+j198864.940-1.79+j19.8-1.79+j19.843.57-j37.5204500-14.92+j198.014.92-j198.995單步運(yùn)行牛-拉法潮流計(jì)算，給出前3步計(jì)算結(jié)果:牛拉法潮流計(jì)算結(jié)果如下表：節(jié)點(diǎn)電壓的幅值和相位

13、表：迭代次數(shù)節(jié)點(diǎn)名稱電壓幅值電壓相位（度）1115.0000.0025346.507-3.70134347.316-3.0542344.691-14.285315.007-1.801115.0000.00225340.445-4.1634344.269-3.6342318.769-16.445315.000-2.301115.0000.00325340.410-4.1434344.247-3.6242318.575-16.355315.000-2.30線路有功、無功潮流表:迭代次數(shù)首端節(jié)點(diǎn)名稱末端節(jié)點(diǎn)名稱有功損耗無功損耗151.5720.88540.05-43.961526.10-20.534

14、23.44-134.76423.44-134.76430.395.20430.395.20152.0026.71540.07-42.512528.1510.18424.58-108.12424.58-108.12430.405.40430.405.40151.9926.47540.07-42.513528.089.38424.54-108.55424.54-108.55430.405.30430.405.30變壓器輸出功率表:迭代次數(shù)節(jié)點(diǎn)名稱有功功率無功功率11321.16-35.483540.00-111.9121361.7551.873540.0052.6931360.0052.38354

15、0.0054.43雅可比矩陣表:迭代次 數(shù)節(jié)點(diǎn)名 稱相角節(jié)點(diǎn)2相角節(jié)點(diǎn)3相角節(jié)點(diǎn)4相角節(jié)點(diǎn)5節(jié)點(diǎn)電壓2節(jié)點(diǎn)電壓3節(jié)點(diǎn)電壓4節(jié)點(diǎn)電壓55109.57-40.08-19.909.17-4.031.904-40.16260.02-19.92-199.9-3.1520.512.13-19.402-19.24-19.2238.46-5.39-5.61-3.943-200.6200.60-10.5619.2215-9.124.06-1.89109.01-39.81-19.9243.16-20.45-2.1219.41-39.98258.08-19.94-199.825.425.65-11.06-19.16

16、-19.0936.4731.005105.73-39.04-18.028.96-3.892.444-39.10255.36-18.20-198.1-3.2020.222.65-19.492-17.33-17.4734.80-5.51-5.67-5.413-198.8-198.8-10.2919.5625-8.853.88-2.26107.15-39.12-19.5043.15-20.19-2.4519.49-39.63255.93-19.70-198.125.445.66-11.10-17.56-17.5131.6731.005105.71-39.03-18.018.96-3.882.424-

17、39.10255.34-18.19-198.1-3.2120.232.62-19.442-17.32-17.4734.79-5.49-5.64-5.373-198.8198.74-10.3419.5235-8.853.87-2.23107.13-39.12-19.5143.16-20.18-2.4219.44-39.62255.9019.70-198.0525.415.63-11.04-17.56-17.5131.6131.006在保證每條線路和變壓器不過載的情況下，確定節(jié)點(diǎn)3上發(fā)電機(jī)的允許出力范圍:-560 MW230 Mvar161.96 Mvar5WiMV BOOIW?fflMvnr14

18、90.0<MW252 lhsrrfl；舫 MW604 M訓(xùn)78 Mvar5ww15&.53 MW -105 Mver4i：i MvarV BOOftMW300+0|MW31 Mvar-161.76 MvarZSOMar由圖可知：發(fā)電機(jī)2的發(fā)出功率下限為300.0 MW發(fā)電機(jī)2的發(fā)出功率上限為1490.0 MW7在節(jié)點(diǎn)2上添加200Mvar并聯(lián)電容器組，觀察節(jié)點(diǎn)2電壓變化和線路損耗:電容器組節(jié)點(diǎn)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 345.57417.67-276.981S.65 MW-242.62 M

19、var72.7 Mvar 卻硼卩54O.CMW-14 Mvar結(jié)果：改變電容器組的容量，當(dāng)容量為 72.7 M var節(jié)點(diǎn)2電壓達(dá)到0.953368靜態(tài)安全分析：對(duì)“單個(gè)線路”和“單個(gè)變壓器”進(jìn)行N-1校驗(yàn)分析標(biāo)簽跳過電氣自動(dòng)最大最低電島發(fā)繪制最咼電機(jī)QV曲越限支路壓電壓有功線？越限%最 大 斷 面%L_000025-000034C1NOYESYESNO0L_000025-000042C1NOYESYESNO10.476L_000034-000042C1NOYESYESNO10.794L_000034-000042C2NOYESYESNO10.794T_000011-000025C1NOYESYESNO0T_000034-000053C1NOYESYESNO0T