第4章_复杂电力系统潮流的计算机算法汇编.ppt

第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法 第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法 基本要求：本章着重介绍运用电子计算机计算电力系统潮流分布的方法。它是复杂电力系统稳态和暂态运行的基础。 运用计算机计算的步骤，一般包括建立数学模型，确定解算方法，制定框图和编制程序，本章着重前两步。 §4.1 电力网络方程 电力网络方程指将网络的有关参数和变量及其相互关系归纳起来组成的，反映网络特性的数学方程式组。如节点电压方程、回路电流方程，割集电压方程。相应有： （1）节点导纳矩阵 （2）节点阻抗矩阵 （3）回路阻抗矩阵 三、牛顿－拉夫逊迭代法（常用于解非线性方程） 4－2 功率方程及其迭代解法 三、牛顿－拉夫逊迭代法（常用于解非线性方程） 4－2 功率方程及其迭代解法 三、牛顿－拉夫逊迭代法（常用于解非线性方程） 4－2 功率方程及其迭代解法 三、牛顿－拉夫逊迭代法（常用于解非线性方程） 4－2 功率方程及其迭代解法 三、牛顿－拉夫逊迭代法（常用于解非线性方程） 4－2 功率方程及其迭代解法 非线性代数方程的牛顿法迭代格式为： * * 一、节点电压方程 注意： 零电位是不编号的 负荷用阻抗表示 以母线电压作为待求量 1 2 E2 3 E1 电力系统等值网络 ～ ～ 1 3 2 电力系统结线图 电压源变为电流源 以零电位作为参考，根据基尔霍夫电流定律 一、节点电压方程 I2 y12 1 2 I1 3 y10 y13 y23 y20 y30 一、节点电压方程 一、节点电压方程 互导纳 自导纳 y12 1 2 I1 3 y10 y13 y23 y20 y30 n 个独立节点的网络，n 个节点方程 一、节点电压方程 n 个独立节点的网络，n 个节点方程 一、节点电压方程 n 个独立节点的网络，n 个节点方程 Y 节点导纳矩阵 Yii 节点i的自导纳 Yij 节点i、j间的互导纳 一、节点电压方程 Y 矩阵元素的物理意义： 二、节点导纳矩阵 节点i: 加单位电压 其余节点j: 全部接地 节点 i 注入网络电流 Yii≠0 自导纳 Y 矩阵元素的物理意义 互导纳 节点i: 加单位电压 其余节点j: 全部接地 由地流向节点j的电流 稀疏性：当yij=0 时Yij=0 二、节点导纳矩阵 1 2 y12 3 － y10 y13 y23 y20 ＋ y30 节点导纳矩阵中自导纳的确定 二、节点导纳矩阵 节点导纳矩阵中互导纳的确定 1 2 y12 3 － y10 y13 y23 y20 ＋ y30 二、节点导纳矩阵 节点导纳矩阵Y 的特点 直观易得 稀疏矩阵 对称矩阵 阶数：等于除参考节点外的节点数n 对角元：等于该节点所连导纳的总和 非对角元Yij：等于连接节点i、j支路 导纳的负值 二、节点导纳矩阵 三、节点导纳矩阵的修改 不同的运行状态，（如不同结线方式下的运行状况、变压器的投切或变比的调整等） 改变一个支路的参数或它的投切只影响该支路两端节点的自导纳和它们之间的互导纳，因此仅需对原有的矩阵作某些修改。 电力网 yik i k Y 增加一行一列（n＋1）×（n＋1） （1）从原网络引出一条支路增加一个节点 Y 矩阵的修改 三、节点导纳矩阵的修改 Y 阶次不变 电力网 yij i j Y 矩阵的修改 （2）在原有网络节点i、j之间增加一条支路 三、节点导纳矩阵的修改 Y 阶次不变 yij 电力网 i j （3）在原有网络的节点i、j之间切除一条支路 Y 矩阵的修改 三、节点导纳矩阵的修改 Y 矩阵的修改 电力网 i j -yij yij （4）在原有网络的节点i、j之间的导纳由yij改变为yij 三、节点导纳矩阵的修改 Y 矩阵的修改 （5）在原有网络的节点i、j之间变压器的变比由k*改变为k* ZⅠ ZⅡ i j k*:1 ZT ZⅠ ZⅡ i j yT/k* 三、节点导纳矩阵的修改 Y 矩阵的修改 （5）在原有网络的节点i、j之间变压器的变比由k*改变为k* 三、节点导纳矩阵的修改 一、功率方程和变量、节点的分类 1、功率方程 1 2 y10 y20 y12 — — （c）注入功率和注入电流 4－2 功率方程及其迭代解法 一、功率方程和变量、节点的分类 1、功率方程 4－2 功率方程及其迭代解法 . U Y = I . 一、功率方程和变量、节点的分类 1、功率方程 4－2 功率方程及其迭代解法 一、功率方程和变量、节点的分类 2、变量的分类 4－2 功率方程及其迭代解法 一个电力系统有n个节点，每个节点可能有4个变量Pi,Qi ,ei, fi或Pi,Qi ,Ui, ?i,而上述功率方程只有2n个，所以需要事先给定2n个变量的值。根据各个节点的已知量的不同，将节点分成三类：PQ节点、P