2005电系统稳态分析第四章.ppt

第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法 电力网络方程 功率方程及其迭代解法 牛顿—拉夫逊法潮流计算 P-Q分解法潮流计算 潮流计算中稀疏技术的运用 基本概念 电力系统潮流计算：是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。其目的是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率分布和分配是否合理以及功率损耗等。 潮流计算是电力系统计算分析中的一种最基本的计算。 潮流计算的计算机算法是以电网络理论为基础的，应用数值计算方法求解一组描述电力系统稳态特性的方程。 潮流计算方法的要求： 计算速度快 内存需要小 计算结果有良好的可靠性和可信性 适应性好，即能处理变压器变比调整、系统元件的不同描述和与其他程序配合的能力强 简单 潮流计算方法的步骤： 建立潮流的数学模型 确定适宜的计算方法 制定计算流程图 编制计算机程序 对计算结果进行分析和确定，检查程序的正确性 第一节 电力网络方程 电力系统的等值模型 电力系统的等值模型实际上是系统中各元件等值模型按它们的相关关系组成而成的，主要有： 发电机模型：由它的端电压和输出功率来表示； 负荷模型：由一个恒功率或负荷电压静态特性表示； 输电线模型：是一个分布参数的电路，可用一个集中参数的∏型等值电路表示； 变压器模型：通常用集中参数的г型等值电路表示。 基本方程式 电力系统潮流计算实质是电路计算问题。因此，用解电路问题的基本方法，就可以建立起电力系统潮流计算所需的数学模型——潮流方程。 节点分析法 回路分析法 割集分析法 节点电压方程 运用节点导纳矩阵的节点电压方程： IB：为节点注入电流的列向量，可理解为各节点电源电流与负荷电流之和，并规定电源流向网络的注入电流为正； UB：为节点电压的列向量； YB：为节点导纳矩阵。 YB—节点导纳矩阵 对角元Yii称为自导纳，数值上等于该节点直接连接的所有支路导纳的总和；Yii的物理意义：除i外，其他节点都接地，在i上加单位电压时，从节点i流向网络的注入电流。 非对角元Yij称为互导纳，数值上等于连接节点i，j支路导纳的负值。Yij的物理意义：除j外，其他节点都接地，在j上加单位电压时，从节点i流向网络的注入电流。 N个节点的电力网络的节点导纳矩阵的特点： n×n阶方阵； 对称 复数矩阵 每一非对角元素Yij是节点i和j间支路导纳的负值，当i和j间没有直接相连的支路时，为0。根据一般电力系统的特点，每一节点平均与3-5个相邻节点有直接联系，所以导纳矩阵是一高度稀疏矩阵。互导纳，不包括对地支路。 对角元素Yii为所有联结于节点i的支路的导纳之和。 节点电压方程 运用节点阻抗矩阵的节点电压方程： IB：为节点注入电流的列向量，可理解为各节点电源电流与负荷电流之和，并规定电源流向网络的注入电流为正； UB：为节点电压的列向量； ZB：为节点阻抗矩阵。 ZB—节点阻抗矩阵 Zii的物理意义：除i外,其余节点电源开路,在i注入一单位电流时，节点i上的电压值，即从节点i看网络等值电路的对地总阻抗。 Zij的物理意义：除j外, 其余节点电源开路, 在j注入一单位电流时，节点i上的电压值。 对称满矩阵 回路电流方程 是回路电压列向量 是回路阻抗矩阵，对称稀疏矩阵 是回路电流列向量，习惯上取顺时针为正。 节点导纳矩阵的修改： 1.原网络节点增加一接地支路 设在节点i增加一接地支路，由于没有增加节点数，节点导纳矩阵阶数不变，只有自导纳Yii发生变化，变化量为节点i新增接地支路导纳yi’： Yii’=Yii+yi’ 2.原网络节点i，j增加一条支路 节点导纳矩阵的阶数不变，只是由于节点i和j间增加了一条支路导纳yij而使节点i和j之间的互导纳、自导纳发生变化： Yii’=Yii+yij Yjj’=Yjj+yij Yij’= Yji’= Yij-yij 节点导纳矩阵的修改： 3.从原网络引出一条新支路，同时增加一个新节点 设原网络有n个节点，从节点i(i≤n)引出一条支路yij及新增一节点j，由于网络节点多了一个，所以节点导纳矩阵也增加一阶，有变化部分： Yii’=Yii+yij Yjj’=yij Yij’= Yji’=-yij 4.删除网络中的一条支路 与增加相反，可理解为增加了一条负支路 5.修改原网络中的支路参数 可理解为先将被修改支路删除，然后增加一条参数为修改后导