簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的手算潮流.

1、 課 程 設(shè) 計課程名稱： 電 力 系 統(tǒng) 分 析 。 設(shè)計題目：簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的手算潮流 。 院（部）: 電力學(xué)院 。專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 。 班 級： * . 學(xué)生姓名： * * 。 學(xué) 號： 1 4 1 0 2 4 0 1 5 9 . 成 績： 。指導(dǎo)教師： 燕 林 滋 。 完成時間： 2016年12月5日至 2016年12月18日銀川能源學(xué)院課程設(shè)計評定意見設(shè)計題目： 簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的手算潮流 主要指標(biāo)： 學(xué)會環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算豐富自我學(xué)識 院（部）: 電力學(xué)院 專業(yè)班級：電氣工程及其自動化1404學(xué)生姓名： * 學(xué)生學(xué)號：1410240* 評定意見：優(yōu) 良 中 及格 不及格序號評

2、價項目滿分值實際得分1選題難易度及工作量102設(shè)計步驟的完整性103應(yīng)用理論的正確性及對知識掌握的程度504書寫的規(guī)范性105創(chuàng)造性及綜合應(yīng)用能力(結(jié)合實際)106課程設(shè)計答辯成績10合計100備注90100為優(yōu)； 8089為良；7079為中； 6069為及格； 59及以下為不及格。指導(dǎo)教師評語 總評成績： 指導(dǎo)老師（簽名）： 年 月 日銀川能源學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書姓 名： * 院（系）： 電力學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級：* 任務(wù)起至日期: 2016 年 12 月 5 日 至 2016 年 12 月 18 日課程設(shè)計題目： 簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的手算潮流設(shè)計要求： 【1】了解環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流的知

3、識【2】帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)【3】手算環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流相關(guān)內(nèi)容【4】對結(jié)果分析設(shè)計內(nèi)容：通過簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流手算，計算電壓降落，電壓損耗，電壓偏移參考文獻(xiàn)：1 李銀庚電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析基礎(chǔ)M北京：機械工程出版社2011.82 中國電力科學(xué)研究院短路計算用戶手冊M2010.63 夏道止電力系統(tǒng)分析M北京：中國電力出版社20044 王新學(xué)電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)M北京：中國電力出版社2007。5 中國電力科學(xué)研究院。潮流計算用戶手冊M2010.6工作計劃安排：選題1天查資料構(gòu)思2-3天整理1天設(shè)計3天編排2天同組設(shè)計者及分工：個人分天完成指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師簽字：年 月 日教研室主任意見： 教研室主任簽字：年 月

4、日目 錄摘 要1一： 推導(dǎo)電力網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型及節(jié)點導(dǎo)納矩陣21.1 所有原理，計算過程及算法敘述21.2 潮流計算的數(shù)學(xué)模型21.2.1 電力系統(tǒng)潮流計算21.2.2 潮流計算的目標(biāo)和任務(wù)21.2.3 潮流計算的適用范圍21.3 導(dǎo)納矩陣特點3二. 電力線路分析計算32.1 參數(shù)整理32.2 電力線路的損耗52.2.1 電力線路的電壓損耗52.2.2 電力線路的功率損耗62.2.3 電力線路的電能損耗62.3 電力線路的降落72.4 電壓偏移82.5 電壓調(diào)整82.6 閉環(huán)網(wǎng)的潮流計算步驟8三. 潮流計算運用及注意事項93.1 系統(tǒng)潮流計算的運用93.2 注意事項10四 求解修正計算104.1

5、修正介紹10參考文獻(xiàn)12總結(jié)致謝13附錄:14摘 要 潮流計算是電力系統(tǒng)的各種計算的基礎(chǔ)，同時它又是研究電力系統(tǒng)的一項重要分析功能，是進行故障計算，繼電保護鑒定，安全分析的工具。電力系統(tǒng)潮流計算是計算系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和現(xiàn)有電力系統(tǒng)運行方式的研究中，都需要利用電力系統(tǒng)潮流計算來定量的比較供電方案或運行方式的合理性、可靠性和經(jīng)濟性。潮流計算的目的在于:確定是電力系統(tǒng)的運行方式；檢查系統(tǒng)中的各元件是否過壓或過載；為電力系統(tǒng)繼電保護的整定提供依據(jù)；為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計算提供初值，為電力系統(tǒng)規(guī)劃和經(jīng)濟運行提供分析的基礎(chǔ)。因此，電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)中一項最基本的計算，既

6、具有一定的獨立性，又是研究其他問題的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：電壓降落 電壓損耗 電壓偏移 修正  電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計 簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的手算潮流一：推導(dǎo)電力網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型及節(jié)點導(dǎo)納矩陣1.1所有原理，計算過程及算法敘述如下：簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算主要內(nèi)容包括：研究簡單電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的潮流分布，以及方便潮流計算化簡網(wǎng)絡(luò)的方法。電力系統(tǒng)的潮流分布是描述電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的技術(shù)術(shù)語，它表明電力系統(tǒng)在某一確定的運行方式和接線方式下，系統(tǒng)中從電源經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到負(fù)荷各處的電壓、電流、功率的大小和方向的分布情況。電力系統(tǒng)的潮流分布，主要取決于負(fù)荷的分布、電力網(wǎng)參數(shù)以及和供電電源間的關(guān)系。對電力系統(tǒng)在

7、各種運行方式下進行潮流分布計算，以便確定合理的供電方案，合理的調(diào)整負(fù)荷。通過潮流分布計算，還可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)，檢查設(shè)備、元件是否過負(fù)荷，各節(jié)點電壓是否符合要求，以便提出必要的改進措施，實施相應(yīng)的調(diào)壓措施，保證電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，并使整個電力系統(tǒng)獲得最大的經(jīng)濟性。1.2潮流計算的數(shù)學(xué)模型1.2.1電力系統(tǒng)潮流計算對復(fù)雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運行時的狀態(tài)的計算。（功率和電壓）1.2.2潮流計算的目標(biāo)和任務(wù)：求取電力系統(tǒng)在給定運行方式下、節(jié)點電壓和功率的分布用以檢查系統(tǒng)各元件是否過負(fù)荷；各類電壓是否滿足要求；功率分配和分布是否合理等。1.2.3潮流計算的適用范圍：對于現(xiàn)有電力系統(tǒng)的運行、

8、擴建；對新建電力系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計；以及對電力系統(tǒng)進行靜、暫態(tài)穩(wěn)定分析，都需要進行潮流計算。1.3導(dǎo)納矩陣特點 通過對電力網(wǎng)絡(luò)中各元件的建模和歸算，可得到電力網(wǎng)絡(luò)的等效電路，由電路分析理論可知，任意復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)都可以用節(jié)點電壓法或回路電流法進行分析。在電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)分析中，一般采用節(jié)點電壓法。節(jié)點電壓法以節(jié)點（母線）電壓為待求量對各節(jié)點列出節(jié)點電壓方程并聯(lián)立求解，唯一的確定各節(jié)點電壓后，在運用簡單的歐姆定律和功率方程，求出電力系統(tǒng)的功率分布和支路電流。系統(tǒng)各節(jié)點無功功率相適應(yīng)的導(dǎo)納LDi必遠(yuǎn)小于該節(jié)點自導(dǎo)納的虛部，即BLDii/Vi2Bii和iVi2 Bii 考慮到以上的關(guān)系，矩陣H和L的元素的

9、表達(dá)式便簡化成HijViVjBij（i，j=1，2， ，n-1） 【4】LijViVjBij（i，j=1，2， ，m）二.電力線路分析計算2.1參數(shù)整理如圖所示為110kV閉式電力網(wǎng)，A為某發(fā)電廠的高壓母線，UA=117kV，網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)如下：線路I：ZI=(6.2+j25.38),BI=1.61×10-4S線路II:ZII=（13.5+j21.15），BII=1.35×10-4S線路III:ZIII=（18+j17.6） ，BIII=1.61×10-4S各變電所每臺變壓器的額度容量、勵磁功率和歸算110KV電壓等級的阻抗如下： 變電所B :變電所C: 負(fù)荷功率

10、: a)(b) (c) 圖2-1的簡單閉式電力網(wǎng) 計算節(jié)點B和C的運算負(fù)荷 線路I II和III的阻抗和電納已知，它們的充電功率分別為I每個變電所內(nèi)均有兩臺變壓器并聯(lián)運行，所以變電所B 變電所C 2.2電力線路的損耗2.2.1電力線路的電壓損耗電壓損耗是指線路始末兩端電壓的數(shù)值差。電壓損耗由于線路I和線路II的功率均流向節(jié)點B，故節(jié)點B為功率分點，這點的電壓最低。為了計算線路I的電壓損耗，要用A點的電壓和功率.變電所B高壓母線的實際電壓為2.2.2電力線路的功率損耗功率損耗：線路和變壓器阻抗支路 【a】線路的對地支路 變壓器的勵磁支路 【b】2.2.3電力線路的電能損耗：折線代曲線法：最大功率

11、損耗時間法：（根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)查出，由查曲線得）經(jīng)驗法：（F為年負(fù)荷損耗率，為年負(fù)荷率，K=0.10.4經(jīng)驗數(shù)據(jù)）變壓器的電能損耗：推廣到n臺：2.3電力線路的降落電壓降落是指線路始末兩端電壓的相量差電力線路的電壓降落是指電力線路末端點的電壓的相量差,由等效電路圖可知,線路復(fù)阻抗R+jX兩端的電壓滿足下列關(guān)系 計算電力線路和變壓器上的功率損耗、電壓降落常用的公式總結(jié)如下：電壓降落： 【c】 始端電壓： 【d】注意：采用以上公式計算時，P、Q、U一定要用同一點（同一側(cè)）的值。2.4電壓偏移電壓偏移是指線路始端或末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值差。如線路始端偏移為,線路末端電壓偏移為。若以百分值表示，即有

12、：始端電壓偏移末端電壓偏移 2.5電壓調(diào)整 電壓調(diào)整是指線路末端空載電壓與負(fù)載電壓的數(shù)值差。電壓調(diào)整2.6閉環(huán)網(wǎng)的潮流計算步驟(1) 把閉環(huán)網(wǎng)簡化成兩端供電網(wǎng)。(2) 以為全網(wǎng)電壓（即不計電壓損耗），求出兩端的注入功率，進而求出各支路的流動功率（不計網(wǎng)絡(luò)中功率損耗）。兩端電壓相等時： 兩端電壓不相等時：對均一網(wǎng)： 經(jīng)濟功率分布： (3) 找出功率分點，從功率分點把閉環(huán)網(wǎng)變成兩個輻射網(wǎng)。(4) 從功率分點開始，分別對兩個輻射網(wǎng)逐段推算電壓損耗、功率損耗，用到公式【a】【b】【c】【d】，從而進行潮流分布計算。(5) 還原成實際網(wǎng)的潮流分布。在還原過程中，功率滿足,計算分功率時，用到公式：三.潮流

13、計算運用及注意事項3.1系統(tǒng)潮流計算的運用（1）檢查電力系統(tǒng)各元件是否負(fù)荷。（2）為電力系統(tǒng)的規(guī)劃和擴建提供依據(jù)。（3）檢查電力系統(tǒng)各節(jié)點的電壓是否滿足電壓質(zhì)量的要求。3.2注意事項計算時，需注意如下兩個問題。(1) 若已知電源端電壓，而非功率分點電壓，應(yīng)按什么電壓起算？可設(shè)網(wǎng)絡(luò)中各點電壓均為U，先算功率損耗，求得電源功率后，再往后推算電壓降落。(2) 若有功功率分點與無功功率分點不一致，怎么辦？一般以無功功率分點為計算起點。四 求解修正計算4.1 修正介紹兩個修正方程式中，系數(shù)矩陣都由節(jié)點導(dǎo)納矩陣的虛部構(gòu)成，只是階次不同，矩陣B/為n-1階，不含平衡節(jié)點對應(yīng)的行和列，矩陣B/為m階，不含平衡

14、節(jié)點和PV節(jié)點對應(yīng)的行和列。由于修正方程式的系數(shù)矩陣為常數(shù)矩陣，只要作一次三角分解，即可反復(fù)使用，結(jié)合使用稀疏技巧，還可以進一步的節(jié)省機器內(nèi)存和計算時間。利用公式【1】和【2】計算節(jié)點功率的不平衡量，用修正方程解出修正量，并按下述條件： max | P i(k)| <p，max | Q i(k)| <Q檢驗收斂，這就是分解法的主要計算內(nèi)容。需要說明，分解法所作的種種簡化只涉及到解題過程，而收斂條件的校驗仍然是以精度的模型為依據(jù)，所以計算結(jié)果的精度是不受影響的。單要注意，在各種簡化條件中，關(guān)鍵是輸電線路的r/x比值的大小。110kV及以上電壓等級的架空線r/x比值較小，一般都符合PQ

15、分解法的簡化條件。在35kV及以下電壓等級的電力網(wǎng)中，線路的r/x比值比較大，在迭代計算中可能出現(xiàn)不收斂的情況。順便指出，P-Q分解法在實際應(yīng)用中還有一些改進。最常用的是，在形成P-迭代用的矩陣B/時，將一些對有功功率和電壓相位影響較小的因素略去不計，即在計算B/的對角線元素時，忽略輸電線路和變壓器型等值電路中的對地電納支路。實驗表明，這樣的處理能加快P-迭代的收斂過程。參考文獻(xiàn)1 李銀庚電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析基礎(chǔ)M北京：機械工程出版社2011.82 中國電力科學(xué)研究院短路計算用戶手冊M2010.63 夏道止電力系統(tǒng)分析M北京：中國電力出版社20044 王新學(xué)電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)M北京：中國電力出版社2

16、007。5 中國電力科學(xué)研究院。潮流計算用戶手冊M2010.6總結(jié)致謝在這次的課程設(shè)計中，我查閱了很多相關(guān)的書籍、資料，使我對電力系統(tǒng)分析的應(yīng)用有了一定的掌握，更重要的是讓我對自己充滿了信心，讓我認(rèn)識到其實軟件的學(xué)習(xí)并沒有我想象中的那么難。相反，對它的學(xué)習(xí)反而是一件很有趣的事。在做課程設(shè)計的過程中難免有很多問題是一個人不能解決的，如果自己一個人計算或者思考，想很久也不一定能解決，這個時候向老師請教，和同學(xué)討論就是最好的辦法，有時候一下就使人豁然開朗，交流，不論是技術(shù)上的問題還是思維方式上的問題總會讓人進步。 總的來說這次課程設(shè)計有給我的體會是：第一要樂于和敢于動手；第二要注重基礎(chǔ)知識；第三要掌握必要的軟件工具；第四要學(xué)會合作學(xué)習(xí)。附錄:表：負(fù)荷損耗小時數(shù)max與最大負(fù)荷的利用小時數(shù)Tmax的關(guān)系Tmax/hmax/hcos=0.80cos=0.85cos=0.9.cos=0.95cos=1.00200025003000350040004500500055006000650070007