电力系统分析第四章(黑板).ppt

第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法 《电力系统稳态分析》 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;上机调试，运行计算程序；分析计算结果。本章着重前两步。 本章知识点： 节点导纳矩阵 节点导纳矩阵各元素的物理意义，如何由节点导纳矩阵形成节点阻抗矩阵，节点阻抗矩阵各元素的物理意义，导纳矩阵与阻抗矩阵的对称性和稀疏性； P－Q分解法潮流计算 P－Q分解法与牛顿－拉夫逊的关系，由牛顿－拉夫逊法导出P－Q分解法用到了几个近似条件，各近似条件的物理意义， P－Q分解法的修正方程式， P－Q分解法与牛顿－拉夫逊的迭代次数与解题速度， P－Q分解法分解法潮流计算求解步骤。 第二节 等值变压器模型及其应用 一、变压器为非标准变比时的修正 二、等值变压器模型 第二节 等值变压器模型及其应用 第二节 等值变压器模型及其应用 第二节 等值变压器模型及其应用 第五章 P-Q分解法 P-Q分解法是牛顿-拉夫逊法潮流计算的一种简化方法。 牛顿-拉夫逊法的缺点：牛顿-拉夫逊法的雅可比矩阵在每一次迭代过程中都有变化，需要重新形成和求解，这占据了计算的大部分时间，成为牛顿-拉夫逊法计算速度不能提高的主要原因。 P-Q分解法利用了电力系统的一些特有的运行特性，对牛顿-拉夫逊法做了简化，以改进和提高计算速度。 牛顿-拉夫逊法简化形成P-Q分解法的过程 牛顿-拉夫逊法修正方程展开为： 根据电力系统的运行特性进行简化： 考虑到电力系统中有功功率分布主要受节点电压相角的影响，无功功率分布主要受节点电压幅值的影响，所以可以近似的忽略电压幅值变化对有功功率和电压相位变化对无功功率分布的影响，即： 根据电力系统的正常运行条件还可作下列假设： 电力系统正常运行时线路两端的电压相位角一般变化不大（不超过10~20度）； 电力系统中一般架空线路的电抗远大于电阻； 节点无功功率相应的导纳Q/U*U远小于该节点的自导纳的虚部。 用算式表示如下： 由以上假设，可得到雅可比矩阵的表达式为： 修正方程式为： U为节点电压有效值的对角矩阵，B为电纳矩阵（由节点导纳矩阵中各元素的虚部构成） 根据不同的节点还要做一些改变： 在有功功率部分，要除去与有功功率和电压相位关系较小的因素，如不包含各输电线路和变压器支路等值Π型电路的对地电纳。 在无功功率部分，PV节点要做相应的处理。 则修正方程表示为： 一般，由于以上原因，B’和B’’是不相同的，但都是对称的常数矩阵 。 P-Q分解法的特点： 以一个n-1阶和一个n-m-1阶线性方程组代替原有的2n-m-1阶线性方程组； 修正方程的系数矩阵B’和B”为对称常数矩阵，且在迭代过程中保持不变； P-Q分解法具有线性收敛特性，与牛顿-拉夫逊法相比，当收敛到同样的精度时需要的迭代次数较多； P-Q分解法一般只适用于110KV及以上电网的计算。因为35KV及以下电压等级的线路r/x比值很大，不满足上述简化条件，可能出现迭代计算不收敛的情况。 第六章 直流法潮流计算 直流法的特点：简单、计算工作量小、没有收敛性问题，易于快速地处理投入或断开线路等操作。广泛应用于电力系统规划、静态安全分析以及牛顿-拉夫逊法潮流的初值计算等需要大量计算或运行条件不十分理想的场合。 直流法的适用范围：110KV以上的超高压线路。 直流法的经常处理的问题：处理开断问题，例如，在电力系统规划和电力系统静态安全分析时，需要进行一种所谓N-1校核计算，即对于某一种运行方式要逐一开断系统中的线路或变压器，检查是否存在支路过载情况。 直流法计算潮流的过程 电力网中每条支路i-j中通过的有功功率为： 根据电力系统的实际条件可做如下假设： 实际电力系统中输电线路（或变压器）的电阻远小于其电抗，对地电导可忽略不计 在正常运行时线路两端相位差很少超过20° 节点电压值的偏移很少超过10%，且对有功功率分布影响不大 用式子表示： 从而可得： 各节点的注入功率为与该节点相连各支路功率之和： 令B0表示正常运行时电力网节点导纳矩阵的负数，则所有节点注入功率可用矩阵表示为： 解方程求出各节点的相角后，可利用前面的式子求出各支路的有功潮流。 直流法称呼的说明。 一、潮流计算时的修正方程式 1、对修正方程式的第一步简化 高压网络中，各元件的XR，δ→P，相应的J≈0；U →Q，N ≈0。 七、 P－Q分解法潮流计算 一、潮流计算