[工学]第11章 电力系统的潮流计算.ppt

Jacobian矩阵表达式 节点电压用直角坐标表示的潮流计算 —— 讨论 电力系统的潮流计算—Newton-Raphson法潮流计算 J 为非奇异方阵，在迭代过程中不断变化 主要计算量在于修正方程式的求解。 J 具有与 Y 相同的稀疏性（非对角 Jij 只用到了 Yij ） 结构对称性，分块不对称 修正方程求解：高斯消去法 节点优化编号：静态按最少出路数排序，动态按最少出路数排序 收敛性：平直电压启动时，迭代次数与实际规模无关，迭代时间仅与节点数N成正比。一般迭代3次计算可收敛。 初值要合适: 平值电压启动(1.0+j0.0) 计算网损 安全校正 节点电压用直角坐标表示的潮流计算—— 计算流程 输入原始数据 形成节点导纳矩阵 计算雅可比矩阵各元素 计算平衡节点功率及全部线路功率 输出 给定节点电压初值 计算 解修正方程式，求 是 否 潮流计算完成后的工作： 节点电压用极坐标表示的Newton-Raphson法潮流计算 功率不平衡方程式（数学模型） 修正方程式 电力系统的潮流计算—Newton-Raphson法潮流计算 节点电压用极坐标表示的Newton-Raphson法潮流计算 功率不平衡方程式（数学模型） 修正方程式 电力系统的潮流计算—Newton-Raphson法潮流计算 节点电压用极坐标表示的Newton-Raphson法潮流计算 功率不平衡方程式（数学模型） 修正方程式 电力系统的潮流计算—Newton-Raphson法潮流计算 输入原始数据 形成节点导纳矩阵 计算雅可比矩阵各元素 计算平衡节点功率及全部线路功率 输出 给定节点电压初值 计算 解修正方程式，求 是 否 节点电压用极坐标表示的潮流计算—— 计算流程 Vi=1.0∠0° 问题的提出 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 (1) J 是变化的，在每一步都要重新计算； (2) J 是不对称的； (3) P 与 Q 联立求解，问题规模比较大； (4) 实际电力系统中 P 与δ 对应 , Q 与V 对应的概念为 P-Q 分解提供了可能性。 1974年Stott B.在计算实践中发现并提出潮流计算的快速解耦法FDLF（Fast Decoupled Load Flow）：Stott B., Alsac O. Fast decoupled load flow. IEEE Trans on Power Apparatus and Systems, 1974, 93(3): 859～869 PQ分解法是由极坐标形式的牛顿法演化而来 0 0 问题的提出 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 (1) J 是变化的，在每一步都要重新计算 问题的提出 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 (1) J 是变化的，在每一步都要重新计算 可见，雅可比矩阵 J 的元素是电压的函数，每步都要变化。 问题的提出 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 (2) J 是不对称的 问题的提出 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 (2) J 是不对称的 问题的提出 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 (3) P 与 Q 联立求解，问题规模比较大 对 n 节点的电力系统，设有 m 个PQ节点，则上述方程式为 n－1＋m 阶，现代电力系统规模一般很大，用牛顿法进行潮流计算要消耗大量的计算机内存和计算时间。 问题的提出 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 (4) 实际电力系统中 P 与δ 对应 , Q 与 V 对应的概念为 P-Q 分解提供了可能性 重要结论： 在交流高压电网中，输电线路的 R X，系统中 有功功率的变化主要受母线电压相位变化的影响， 无功功率的变化主要受母线电压幅值变化的影响。 高压交流电网的特点 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 1) RX， Gij Bij ， Gii Bii， P 的变化主要受电压相位影响，Q 的变化主要受电压幅值影响 2) 相角差 δij 比较小，cosδij≈1，Gijsinδij Bij 3) （节点注入无功远小于其他节点短路时的注入无功） P-Q分解法的假设条件及修正方程式的简化 交流高压电网中，R X，P 的变化主要受相角影响，Q 的变化受电压幅值影响 线路两端电压相位差一般不超过10~20° 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 节点注入无功远小于其他节点短路时的注入无功 P-Q分解法的修正方程式 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 P-Q分解法的修正方程式 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算 电力系统的潮流计算—P-Q分解法潮流计算的算法流程 置KP＝0 KQ=0? 是 否 是 否 KP=0? k+1