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),力系統(tǒng)分析綜合練習(xí)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、部電氣與限制工程學(xué)院專業(yè)班級智能電網(wǎng)信息工程學(xué)號學(xué)05080116姓名日期2021/05/04智能電網(wǎng)系綜合練習(xí)標(biāo)準(zhǔn)評分模板綜合設(shè)計成績評定表學(xué)期2021/2021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)潮流計算成績評分工程合格評定不合格評定設(shè)計表現(xiàn)1.獨立工作水平獨立完成設(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)計思路清楚,結(jié)構(gòu)力殺良好,設(shè)計參數(shù)選擇止確,條理清楚,內(nèi)容完整,結(jié)果止確設(shè)計思路不清楚,結(jié)構(gòu)力柒不合理,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

2、錯誤4.設(shè)計書寫、字體、排版標(biāo)準(zhǔn)、整潔、有條理,排版很好不標(biāo)準(zhǔn)、不整潔、無條理,排版有問題很大5.封回、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)答解9.答復(fù)下列問題答復(fù)根本止確或止確答復(fù)不止確總評定評定說明：(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)/、到要求,不予合格；2)9項評分標(biāo)準(zhǔn)中,有6項達(dá)/、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,假設(shè)全部滿足要求,不必分項評定,只需在總評定中打“,即可,最后給出最終成

3、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31200100502180125453115025010042508013052251007061200801507M501501208120150809：1251754010M0015060111102005012120180551311401608014蘇小平100200501512518045162501501001780250130181002257019180200150201501501202115012080221751254023M501006024200110502518012055說

4、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(yùn)行的變壓器參數(shù)相同,其他變壓器為單臺運(yùn)行.目錄1本次綜合練習(xí)目的：12PowerWorld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)果比擬：55單步運(yùn)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(jī)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)平安分析：對“單個線路和“單個變壓器進(jìn)行N-1校驗分析.119結(jié)論：121本次綜合練習(xí)目的：通過對多節(jié)點電網(wǎng)的潮流計算,穩(wěn)固和運(yùn)用前

5、面所學(xué)到的潮流計算根底理論知識,掌握電力系統(tǒng)潮流計算機(jī)計算的一般原那么和方法,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水平.2PowerWorld軟件簡介：PowerWorldSimulator是一款電力系統(tǒng)仿真軟件.核心是：全面、強(qiáng)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(yùn)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).PowerWorld的功能有根本的潮流計算、短路計算、靜態(tài)平安分析、靈敏度分析、分布因子計算、分時段仿真、最優(yōu)潮流、計及平安約束

6、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(yùn)行情況的一種根本電氣計算.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)潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的根底.牛頓一一拉夫遜潮流算法簡介：采用直角坐標(biāo)ui=ejfiYj=GijjBijn將上述表達(dá)式代入P-jQi=Ui£YjUj的右端,展開并分出實部和虛部,使得j1nnnQi=fZ(Gijej-Bijfj)-eZ(Gj+82)j1j1nnP=S£(Gjej-Bijfj)+fiE(Gjfj+Bjej)

7、j1j1PQ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Ps和Qs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,nnQi=QisQi=QisfiZ(GjejBjfj)+e£(Gjfj+Bjej)=0j4jnn型=PsPi=Pis-eiZ(Gijej-jfj)-fiZ(Gjfj+Bjej)=0j1j1PU節(jié)點的有功功率和節(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,那么對其中每一個節(jié)點可以列寫方程nnP=PsP=Pse£(Gijej-Bijfj)-fiZ(Gijfj+Bijej)=0jj,.2.2.2.2,

8、22、Ui=Uis-Ui=Uis一(0+fi)=0(i=m1,m2,.,n-1)第n號節(jié)點為平衡節(jié)點,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：根本思想是根據(jù)電力系統(tǒng)實際運(yùn)行的特點：通常網(wǎng)絡(luò)上的電抗遠(yuǎn)大于電阻值,那么系統(tǒng)母線電壓幅值的微小變化AU對母線有功功率的改變AP影響較小.同樣,母線電壓相角的少許改變A6也不會引起母線無功功率的明顯變化AQ,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產(chǎn)叫一AQJ0LJ.U/U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PQ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

9、流計算結(jié)果分別采用牛-拉法和PQ分解法：節(jié)點電壓的幅值和相位如表：115.0000.005340.410-4.14牛拉法34344.247-3.622318.575-16.35315.000-2.30115.0000.005340.411-4.14PQ分解法44344.247-3.622318.576-16.35315.000-2.30151.9926.47540.07-42.51牛拉法3528.089.38424.54-108.55424.54-108.55430.405.30430.405.30151.9926.47540.07-42.51528.079.37PQ分解法4424.54-10

10、8.56424.54-108.56430.405.30430.405.30發(fā)電機(jī)輸出功率如表: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)果比擬:手工計算結(jié)果如下表：1234513.73-j49.72-3.73+j49.720002-3.73+j49.729.54-j109.15-4.038+j39.59-1.786+j19.84030-4.038+j39.5920.74-j258.31-1.786+j19.84-14.916+j198.940-1.786+j19.84-1.786+j19

11、.843.572-j39.680500-14.916+j198.9014.916-j198.9軟件計算結(jié)果如下表:1234513.73-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+j198.940-1.79+j19.84-1.79+j19.843.57-j37.520500-14.92+j198.9014.92-j198.95單步運(yùn)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

12、幅值和相位表：迭代次數(shù)名稱電壓幅值電壓相位度1115.0000.0025346.507-3.70134347.316-3.0542344.691-14.285315.007-1.801115.0000.00225340.445-4.1634344.269-3.6342318.769-16.445315.000-2.301115.0000.00325340.410-4.1434344.247-3.6242318.575-16.355315.000-2.30151.5720.88540.05-43.961526.10-20.53423.44-134.76423.44-134.76430.395.2

13、0430.395.20152.0026.71540.07-42.512528.1510.18424.58-108.12424.58-108.12430.405.40430.405.40151.9926.47540.07-42.513528.089.38424.54-108.55424.54-108.55430.405.30430.405.30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:數(shù)稱點2點3點4點5壓2壓3壓4壓5

14、5109.57-40.08-19.909.17-4.031.904-40.16260.02-19.92-199.9-3.1520.512.13-19.402-19.24-19.2238.46-5.39-5.61-3.943-200.6200.60-10.5619.2215-9.124.06-1.89109.01-39.81-19.9243.16-20.45-2.1219.41-39.98258.08-19.94-199.825.425.65-11.06-19.16-19.0936.4731.005105.73-39.04-18.028.96-3.892.444-39.10255.36-18.2

15、0-198.1-3.2020.222.65-19.492-17.33-17.4734.80-5.51-5.67-5.413-198.8-198.8-10.2919.5625-8.853.88-2.26107.15-39.12-19.5043.15-20.19-2.4519.49-39.63255.93-19.70-198.125.445.66-11.10-17.56-17.5131.6731.005105.71-39.03-18.018.96-3.882.424-39.10255.34-18.19-198.1-3.2120.232.62-19.442-17.32-17.4734.79-5.49

16、-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3上發(fā)電機(jī)的允許出力范圍:50.20MW1490,01MW252函新眥曲啊300+C|MWBLMvar604rdW78Mvar83MW441M?aim如呻-19.05Vvar1F6.53MWMvarM3r£的的MWVVBCOMW格n卜印印23

17、.85MW161.96Mvar-161.76Mvar由圖可知:發(fā)電機(jī)2的發(fā)出功率下限為300.0MW發(fā)電機(jī)2的發(fā)出功率上限為1490.0MW7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:2MWWvar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72.7M-var節(jié)點2電壓到達(dá)0.95336標(biāo)簽跳過已處理已求解電氣島負(fù)荷電氣島發(fā)電機(jī)啟功自動繪制QV曲線越限最大支路越限最低電壓最局電壓大斷面%L_O00025-000034C1NOYESYESNO0L_O00025-

18、000042C1NOYESYESNO10.476L_000034-000042C1NOYESYESNO10.794L_000034-000042C2NOYESYESNO10.794T_000011-000025C1NOYESYESNO0T_000034-000053C1NOYESYESNO0T000034-000053C2NOYESYESNO08靜態(tài)平安分析：對“單個線路和“單個變壓器進(jìn)行N-1校驗分析9結(jié)論：通過本次綜合練習(xí),讓我第一次接觸到了PowerWorld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,不斷熟悉,直到做完此次綜合練習(xí),熟悉了運(yùn)用計算機(jī)計算電力系統(tǒng)的潮流,同時對待牛拉算法和PQ算法有了深刻熟悉,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(yùn)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)平安經(jīng)濟(jì)開展的必要手段和重要環(huán)節(jié).在本次綜合練習(xí)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.