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电力系统分析-电力系统潮流的计算机分析方法1_图文

第二章 电力系统潮流的计算机 分析方法 前言 潮流计算的内容: 根据给定的电网结构、发电计划及负荷分布情况,求出整个电网的运行状态。 (运行状态:节点母线的电压、相角、线路输送的有功和无功功率等。) 潮流计算的意义: (1)潮流计算,对于系统运行方式的分析,对电网规划阶段中设计方案的确定 都是必不可少的。为判别这些运行方式及规划设计方案的合理性、安全性、可靠 性及经济性提供了定量分析的依据。 (2)潮流计算为其它计算的基础,例如短路电流计算、静态及暂态稳定计算。 (3)潮流计算在实时安全监控中也有广泛的应用,根据实时数据库提供的信息, 通过对预想事故进行分析,判断系统当前的运行状态的安全性,这些分析需要重 复进行潮流计算。 结论:潮流计算是系统分析与规划中应用最为广泛、最基本的一种电气计算。 本章主要介绍电力系统潮流计算的数学模型,最常用的潮流计算方法 如无特殊说明,所有变量皆为统一系统基准容量下的标幺值,并认为电力系统是 三相对称的。 节点注入的P和Q 2.1潮流计算的数学模型 2.1.1节点的功率方程 ? ? ? ?I ? Si ? Pi ? jQi ? U i i ? U i ? YijU j 节点电压用极坐标表示 ? ? U e j? j U j j j?i j?i ? ? Y ?U ? ? ( G ? jB )U e ? j? j I ? ij j ? ij ij j i j?i j?i j?ij ?U ? ?U ? ?Y Pi ? jQi ? U ( G ? jB )U e i ij j i? ij ij j j?i ?ij ? ?i ? ? j ? U i ? ( Gij ? jBij )U j (cos ?ij ? j sin ?ij ) j?i ? U i ? U j [( Gij cos ?ij ? Bij sin ?ij ) ? j( Gij sin ?ij ? Bij cos ?ij )] j?i Pi ? U i ?U j ( Gij cos ?ij ? Bij sin ?ij ), ( i ? 1, 2,? ,n ) j?i Qi ? U i ?U j ( Gij sin ?ij ? Bij cos ?ij ), ( i ? 1, 2,? ,n ) j?i 节点电压用极坐标表示 的节点功率方程 节点注入的有功和无功功率表示成节点电压模值和相角的三角(非线性)函数 2.1潮流计算的数学模型 2.1.1节点的功率方程 ?? Si ? P i ? jQi ? Ui I i ? ? e ? jf ,( i ? 1, 2,? ,n ) U i i i ? ? Y ? ? ( G ? jB )( e ? jf ) I ? ?ijU ? ij ij j j i j j?i j?i ? ? [( Gij e j ? Bij f j ) ? j( Gij f j ? jBij e j )] j?i ? ?I Pi ? jQi ? U i i ? ( ei ? jf i )? [( Gij e j ? Bij f j ) ? j( Gij f j ? jBij e j )] j?i ? ? [ ei ( Gij e j ? Bij f j ) ? f i ( Gij f j ? jBij e j )] j?i ? j ? [ f i ( Gij e j ? Bij f j ) ? ei ( Gij f j ? jBij e j )] j?i Pi ? ei ? ( Gij e j ? Bij f j ) ? fi ?( Gij f j ? Bij e j ), ( i ? 1, 2,? ,n ) j?i j?i Qi ? fi ? ( Gij e j ? Bij f j ) ? ei ?( Gij f j ? Bij e j ), ( i ? 1, 2,? ,n ) j?i j?i 直角坐标表 示的节点功 率方程 节点注入的有功和无功功率可表示成节点电压实部和虚部的二次非线性函数 2.1潮流计算的数学模型 2.1.2潮流计算中节点的分类 节点注入的有功和无功分别可表示为 Pi ? PGi ? PLi Qi ? QGi ? QLi PGi ? 0, QGi ? 0 发电机节点 , PGi ? 0, QGi ? 0, PLi ? 0, QLi ? 0, 负荷节点, PGi ? 0, QGi ? 0, PLi ? 0, QLi ? 0, 联络节点 在潮流计算中,按节点给定量的不同可把潮流计算中的节点分成三类,即 PQ节点,PV节点和平衡节点。 潮流计算中,节点注入的有功P和无功Q皆为给定量的节点称作PQ节点。一 般负荷节点,联络节点和给定有功和无功的发电机节点在潮流计算中都视作 PQ节点,PQ节点的节点电压(其幅值U和相角θ,或其实部e和虚部f)为待 求变量。 潮流计算中,节点注入有功P和节点电压U为给定量的节点称作PV节点。 发电机节点和装有大型无功补偿的变电站节点都可以处理成PV节点,这些 节点的特点是具有自动调压能力,通过无功调整保持节点电压恒定。PV节 点的电压相角θ(或电压的实部e或虚部f)为潮流计算中的待求变量。 2.1潮流计算的数学模型 2.1.2潮流计算中节点的分类 潮流计算中,节点注入的有功P和无功Q皆为给定量的节点称作PQ节点。 潮流计算中,节点注入有功P和节点电压U为给定量的节点称作PV节点。 潮流计算中需要指定一个平衡节点,平衡节点的节点电压是给定值,对极坐标 形式的节点功率方程,平衡节点的电压幅值一般情况下取作U=1.0,相角取作 θ =0.0,对直角坐标形式的节点功率方程,平衡节点的实部和虚部一般分别取 作e=1.0和 f=0.0。 计算中所得其它节点电压的相角以平衡节点的相角为参考。平衡节点提供的P 和Q注入除了需要平衡整个电网发电和负荷的不平衡功率,还要平衡整个电网 的有功和无功损耗,其值只

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