直流潮流在電網潮流中的應用參考模板

1、本科畢業(yè)設計（論文）（輸入畢業(yè)設計（論文）題目）（輸入學生姓名）燕 山 大 學年 月 I / 25本科畢業(yè)設計（論文）（輸入畢業(yè)設計（論文）題目）學 院： 專 業(yè)： 學生 姓名： 學 號： 指導 教師： 答辯 日期： 燕山大學畢業(yè)設計（論文）任務書學院： 系級教學單位： 學號學生姓名專 業(yè)班 級題目題目名稱題目性質1.理工類：工程設計 （ ）；工程技術實驗研究型（ ）；理論研究型（ ）；計算機軟件型（ ）；綜合型（ ）2.文管理類（ ）；3.外語類（ ）；4.藝術類（ ）題目類型1.畢業(yè)設計（ ） 2.論文（ ）題目來源科研課題（ ） 生產實際（ ）自選題目（ ） 主要內容基本要求填寫提示：要

2、結合自身學科專業(yè)特點，根據“專業(yè)畢業(yè)要求及指標點分解”，提出對學生非技術指標能力的訓練要求，諸如項目管理、經濟成本、社會、健康、安全、文化、環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展等方面。參考資料周 次第 周第 周第 周第 周第 周應完成的內容指導教師：職稱： 年 月 日系級教學單位審批： 年 月 日注：表題黑體小三號字，內容五號字，行距18磅。（此行文字閱后刪除）摘要關鍵詞AbstractKeywordsAbstract正文選用字體：Times New Roman，小四號字，行距20磅。（此段文字閱后刪除） 目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.1.1 1第2章 12.1 1第3章 1

3、3.1 1··········································結論2參考文獻3致謝4附錄15附錄26第1章 緒論1.1 課題背景1831年，法拉第提

4、出了電磁感應定律，其提出使電機的發(fā)明和生產有了飛快的進步，從而就進入電能的另一個紀元。它是在低壓直流電，用于照明，小功率范圍的主電源使用。之后，于1882年在法國，率先實現(xiàn)對傳輸1000V直流電壓時，雖然發(fā)送功率僅為1.5千瓦，而57公里的傳輸距離，以形成第一系統(tǒng)完成世界能源，它包含發(fā)電、輸電和用電。同年，愛迪生在美國紐約的珍珠港建成了世界上第一個中心電站，裝有六臺蒸汽式直流發(fā)電機，通過地下電纜將110V的直流電輸送到1英里外的曼哈頓中心去供給59個照明用戶,共1284個照明設備。隨著生產的發(fā)展，對傳輸功率和傳送距離提出了更艱難的任務，特別是為了提高輸電效率，則使用高壓輸電。但是從用電設備的角

5、度來采用較低的電壓是為了得到更好的安全效果，根據專業(yè)知識顯而易見使用直流進行長距離輸送電能是不能滿足這種要求的。因此，在1891年，它形成的基礎的三相變壓器和三相異步電動機，工程師的第一三相傳輸系統(tǒng)交流，它由95V，230千伏安，后升壓變壓器至15200V，將功率傳輸?shù)椒ㄌm克福178公里之外，而使之成為了一個原型的現(xiàn)代能源系統(tǒng)。自那時以來，三個交流得到了迅速發(fā)展，并逐漸在同步發(fā)電機之間的并行操作，在傳輸和分配過程中使用了一系列的電壓水平，經過100多年的發(fā)展，形成高電壓和高容量和大型區(qū)域系統(tǒng)，其區(qū)域變得越來越大,逐漸形成了國家乃至國際規(guī)模的用電系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)主要包含發(fā)電場所、電量輸送網絡

6、、配電網絡和用電用戶.，圖1-1給出了一個簡單電力系統(tǒng)的示意圖，用以說明它們之間的相互關系。在今天的發(fā)電的，最發(fā)電廠主要分為煤，石油和天然氣廠等能量燃燒燃料以產生能量，利用水電水驅動的發(fā)電機的動能，并使用原子能的衰變出色的能源核電站發(fā)電。此外，也有自然能源生產工廠和其他能源，它不被處理。傳輸網絡是通過一個更高的電壓各電站的作用（如220、330、500、750kV高壓）連接到每個其他的線，這樣所有的同步發(fā)電機可以并聯(lián)運行，而且在同一時間，具有發(fā)電廠將發(fā)送給每個大負荷中心的權力。對需要運輸各種尺寸和功率傳輸距離可能需要在同一個網絡傳輸，這需要在網絡中有大量的變壓器的使用幾種不同等級的電壓中的每一

7、行傳輸通過一個升壓變壓器，與高壓變壓器的FP轉換成正向電壓電范圍。在與負荷中心的距離非常遠的情況下，電量傳輸系統(tǒng)使用交流電會使其可靠性將會不能很好保證等技術難關。在此情況下采用直流電進行輸送將比交流輸送更為經濟，故目前電壓為500kV和800kV的高壓直流輸電已經成為大功率遠距離輸電的主要手段之一。電能送到負載中心后，配電網需要分配電能，低電壓（如110、35、10kV或6kV、380220V）的供應線每一集中的大型工廠和散在的小工廠和千家萬戶的生活。圖1-1中虛線以下的部分只是一個負荷中心下的一部分配電網絡，而在實際配電網絡中，110kV和35kV的線路接線要復雜得多，10kV(或6kV)線

8、路的接線更加復雜，而380/220V的線路則是像蜘蛛網那樣連接到城市和農村的每一戶居民住宅和每個商店。電能的用戶比較復雜,其中包括農村、城市、交通運輸?shù)雀鱾€領域都需要使用電能來作為能源，以及各種類型的家用電器和工業(yè)器材，如燈泡、整流器、電弧爐等，他們將所消耗的電量轉化為光能、機械能等滿足各種人們需要。 圖1-1（查重后再畫）系統(tǒng)運算能力指的是穩(wěn)定狀態(tài)或故障正常運行下，計算下的電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，其目的是為了尋求新的方法，以確保節(jié)點電壓和運行配電系統(tǒng)功率是基本系統(tǒng)功率計算操作，以穩(wěn)定狀態(tài)，為具有一定程度的獨立性，但也基本研究的其他問題，在計算能量流的任務是確定整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)能量，如配電網絡，

9、母線電壓，和網絡中斷。計算所述流量負載不要求直流的方向平行地進行計算，并需要檢查式數(shù)學模型之間的電壓和無功功率之間的關系，其中一個串聯(lián)，因為不同的公式的精確線性方程，和計算值在不同的趨勢不同，而另一流量計算是比較準確的，但相對復雜的工藝解決方案。雖然計算機帶來計算技術和速度技的發(fā)展以及算法本身的一些改進，大部分對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)研究都采用交流潮流算法，但直流潮流計算因為其快速和線性表達的優(yōu)點仍廣泛應用于電源管理市場擁堵的動力系統(tǒng)，校驗發(fā)電計劃的安全性，機組的安全約束等領域。雖然在各種領域中直流潮流計算已被廣泛使用，但與交流負載流量的計算，作為誤差和運行狀態(tài)的直流電流的結果相比較，分析網絡結構之

10、間的等，直流計算還沒有引起足夠的重視。 1.2.1 國內外研究動態(tài) 所謂電力趨勢是指在正常運行中，使用的操作數(shù)據，包括適當電壓與電流和任何的負荷，以及每一個功率和損耗。計算能量流是最基本的計算和經常的能源系統(tǒng)的操作和計劃，他的職責是設定的公知的情況下的一些操作參數(shù)。一般而言，在潮流計算中，每個母線的功率都是已知的。大約半個世紀以前，用人工手動計算潮流，但是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，計算步驟和數(shù)量級越來越復雜，手工計算因為緩慢和易出錯顯得不切實際，而使一些計算平臺和計算手段應運而生。它是將實際電力系統(tǒng)按一定比例縮小后，用可調電源、變壓器以及電阻、電感和電容等元件組成的電路來進行模擬，經過參數(shù)設定和調整

11、使其反映系統(tǒng)的實際運行情況，然后，應用表計測量出電壓、電流和功率。然而，在交流計算臺上要調一個運行方式需要較長的時間，而且所能模擬的系統(tǒng)規(guī)模受到交流計算臺元件數(shù)目的限制。電子計算機出現(xiàn)后，電力系統(tǒng)的計算電力的任務被計算機所取代?，F(xiàn)在，具有上萬個母線的大規(guī)模電力系統(tǒng)，用計算機進行潮流計算已無問題。然而，用手工計算潮流的方法仍有學習的必要，因為它有助于正確理解電力系統(tǒng)運行方面的一些基本概念，而且通過手工計算來粗略估計局部系統(tǒng)的功率和電壓，有時往往是需要的。由于電力系統(tǒng)可以用來模擬，功率流計算是基于電路計算。但是，在電路計算中，人們所關注的給定的電壓和電流計算不同，給定的是節(jié)點注入的有功功率和節(jié)點注

12、入的無功功率，而不是電流。因此，必須以電流為橋梁建立起功率與電壓之間的關系，并直接應用電壓和功率來進行計算。潮流計算是一個由手工進行計算逐漸變成自動計算的過程，手動計算潮流、計算機的應用、交流和直流潮流計算等，是潮流計算和先進技術的結合的成果，計算機作為當代潮流算法最主要的運算工具，計算機的潮流計算程序誕生于20世紀50年代中，由Ward等人編制而成的算法，這種潮流算法，占用大量內存而且具有很大局限性。到了19世紀60年代，出現(xiàn)了非線性規(guī)劃最優(yōu)潮流算法，簡化梯度法由Donnnel和Tiuuej于19世紀60年代末編制，由Suu DJ于19世紀30年代提出的解稠性最優(yōu)潮流牛頓算法，成為了計算機潮

13、流算法成熟的標志。當今潮流算法的種類繁多，可靠收斂、使用方便并且少用內存，而計算速度的快慢是評價潮流算法的主要依據?，F(xiàn)狀發(fā)展：近年來，廣大分解PQ和牛頓的方法來改進研究方法，此外，與算法的模糊，人工神經網絡已逐漸在計算引入了人工智能，遺傳算法，理論的發(fā)展流柱。然而，這些新的模型和算法不能把P-Q分解法的地方和牛頓的方法。現(xiàn)在，大規(guī)模能源系統(tǒng)的不斷擴大，所以做要求的不斷提高運算速度，計算機并行計算技術已經成為一個重要的研究領域，已被廣泛應用于流量計算。潮流算法經過幾個世紀的演變與考驗，其計算方法和一套理論慢慢變得十分成熟 ,然而也含有一定的弊端 ,其中拉夫遜法 ,在某些條件下會出現(xiàn)不收斂的情況,

14、 重載條件下的多解現(xiàn)象和機理的功率流計算，多個相鄰不穩(wěn)定問題的電壓有關。發(fā)展趨勢：近年來，如何提高傳統(tǒng)方法的走勢仍是趨勢算法主要研究方向，牛頓迭代法，求解非線性趨勢的方法此方程使用了連續(xù)的線性化，以改進運算過程中的速度和收斂性能，在高階項運算時，將會把Taylor級數(shù)和非線性等一些條件考慮在內，這使二階次運算的趨勢也逐漸形成。經過一段時間的使用，有人提出，采用非線性的直角坐標快速計算潮流計算方程的代數(shù)方程組的方法。電力系統(tǒng)潮流計算基本公式為：其中: 為節(jié)點導納矩陣；為節(jié)點電壓向量；為節(jié)點注入有功功率和節(jié)點注入的無功功率；為節(jié)點電壓的共軛向量，為系統(tǒng)節(jié)點數(shù)。它是一組非線性方程,一般通過迭代求解,

15、對它進行不同的應用和處理,就形成了不同的潮流算法。1.2.3本文的主要工作2.1.1潮流計算主要方法及評述隨著科學技術的發(fā)展，潮流計算歷經三十多年也得到了巨大的發(fā)展，如今潮流計算的方法繁多，根據不同的電網模型，不同的要求，不同的精確度要求，需要不同的潮流計算方法，例如牛頓拉夫遜法、P-Q分解法、最小化潮流法、直流潮流法、三相潮流法、簡化梯度法、最優(yōu)潮流法等等。本節(jié)將會對一些主要的潮流計算方法作簡要的介紹和說明。電力系統(tǒng)潮流計算基本公式為：其中: 為節(jié)點導納矩陣；為節(jié)點電壓向量；為節(jié)點注入的有功功率和節(jié)點注入的無功功率；為節(jié)點電壓的共軛向量，為系統(tǒng)節(jié)點數(shù)。牛頓拉夫遜法：拉夫遜方法計算能量流方程的

16、級數(shù)展開Tylor形式，并且其中所述第二順序，并解決其核心之后更高排名忽視條件是線性方程解決芯形成的連續(xù)過程重復和分辨率校正公式，牛頓最快的速度收斂 - 邊緣拉夫森，匯聚廣場，規(guī)模不是很大，與系統(tǒng)相關的迭代次數(shù)，從而可以解決的問題，大多數(shù)患者，適用于內存要求。但也有以下缺點：編程更為復雜，需要一個良好的初始，否則會導致收斂到不能運行的解決方案或是不收斂，為重病態(tài)條件可能不收斂，其次是大量的計算。根據牛頓拉夫遜法的表達可分為電流分流型算法和能量類型的算法的一個轉移。用于協(xié)調各種形式的復雜的可變電壓，牛頓拉夫遜法，可分為矩形形狀，形成混合和極坐標形式。因此它成為六十年代以來,應用最廣泛的方法。其迭

17、代形式為: 式中:是對于變量的一階偏導數(shù)矩陣；為迭代次數(shù)。P-Q分解法：拉夫遜法在計算一些異常的條件時可能出現(xiàn)不收斂問題等缺陷，于此同時計算過程中占用的資源比較大，從而導致了過程緩慢，想要彌補這一些瑕疵，二十世紀中后葉，出現(xiàn)一些新策略，旨在加快運行速度和提高精確性，這就是人們所熟悉的解耦法?？焖俳怦罘ǖ慕Y果的收斂性能相比牛頓法也有所提升。它對牛頓法進行了改進，更加貼近電力系統(tǒng)本身具有的特性，認為線路兩端的電導遠遠小于線路兩端的電納，即導納角；為節(jié)點自導納，經過上述簡化，得到方程式：直流潮流算法：其主要內容大致為,用相似的DC電流來替代AC潮流。忽略變壓器和線路中的對地支路和電阻，電網中所有的節(jié)

18、點電壓在額定電壓左右，由于支路兩側的節(jié)點電壓相角非常小，從而不考慮無功分布對有功分布的影響。但是這樣一來雖然計算速度加快，然而結果的準確度較差。直流潮流算法在一個線性問題的能量流的非線性問題。以其線性特性所帶來的無收斂性問題、方便等優(yōu)勢，廣泛應用于靜態(tài)電力安全審查中，并在電力系統(tǒng)要求的電網損耗在經濟調度中的應用。最小化潮流算法：最小化潮流算法由于他的方便快捷，已經得到了廣泛的應用。最小化算法的趨勢是一個數(shù)學知識，用純數(shù)學來解決計算流程的問題，運用知識高等數(shù)學有效地解決奇異性和極端的功能，這個問題是由于計算能量流動最小的給定能量系統(tǒng)功能的問題，可以病態(tài)問題。由于借助了數(shù)學工具，對于目標函數(shù)是否有

19、解和解的情況一目了然，而且計算結果不會分散。簡化梯度法：這種方法通常用于解決潮流計算電力系統(tǒng)的規(guī)模。這一原則方法簡化梯度簡單而強大的銜接，使其成為一個非常有效的方法優(yōu)化，它是利用數(shù)學知識，功能目標選擇在負方向梯度方向最好最快速的下降，更多的編程易，通過相對小的占用的存儲器。但是由于它自身存在的缺點和局限性以及精確度的問題，會出現(xiàn)收斂性差的問題。如今已經不常使用了，但是簡化梯度法的出現(xiàn)為了之后其他算法的出現(xiàn)奠定了基礎。 問問吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚我我吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚我我問問吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚嗚吾問無為謂吾問無為謂嗚嗚嗚嗚嗚