【正文】 ....................................... 24 使用 powerworld 仿真潮流分布 ............................................................. 24 第六章 總結(jié) .............................................................................................................. 25 參考文獻 ............................................................................................................. 26 貴州大學電氣工程學院《電力系統(tǒng)分析》課程設(shè)計 4 第一章 課程設(shè)計概述 設(shè)計目的 1. 掌握電力系統(tǒng)潮流計算的基本原理和電力系統(tǒng)運行方式的變化； 2. 掌握并能熟練運用一門計算機語言（ MATLAB語言或 C語言或 C++語言）； 3. 采用計算機語言對潮流計算進行計算機編程計算。 設(shè)計要求 1. 程序源代碼； ，輸出文件； 3. 程序說明； 4. 選定算例的程序計算過程； 5. 選定算例的手算過程（至少迭代 2次 ）（可選）。 設(shè)計題目 高壓輸電網(wǎng)潮流的計算機算法程序設(shè)計（ PQ分解法、牛頓 拉夫遜法） 或中壓配電網(wǎng)潮流的計算機算法程序設(shè)計（前推后代法、同倫延拓法等） 或電力系統(tǒng)短路故障的計算機算法程序設(shè)計（要求不限） 設(shè)計內(nèi)容 ，寫出節(jié)點導納矩陣； （直角坐標系形式）初值后，求解不平衡量； ； ，重新修改初值，從 2開始重新循環(huán)計算； 貴州大學電氣工程學院《電力系統(tǒng)分析》課程設(shè)計 5 ，再計算各支路功率分布、功率損 耗和平衡節(jié)點功率 。 ；連調(diào)； 。 ，書寫該課程設(shè)計說明書（必須計算機打?。? 設(shè)計時間 2020年春季第 17周至第 18周 第二章 潮流計算設(shè)計題目及思路 潮流計算題目 題目：設(shè)計原始資料網(wǎng)絡(luò)接線如下圖所示： 其 中 已 知 ： 各 支 路 阻 抗 表 幺 值 參 數(shù) 分 別 為Z12=+,Z13=+,Z23=+,ZT1=,ZT2=,K=,L L2 電納為 。運用以極坐標表示的高斯 — 塞德爾法、牛頓 — 拉夫遜法、 PQ 分解法計算該系統(tǒng)的潮流分布。計算精度要求各節(jié)點電壓修正量不大于 510? 。 貴州大學電氣工程學院《電力系統(tǒng)分析》課程設(shè)計 6 對題目的分析及設(shè)計思路 此電力系統(tǒng)是一個 5 節(jié)點， 3 支路的電力網(wǎng)絡(luò)。然后確定節(jié)點類型，由于一般無發(fā)電設(shè)備的變電所、功率固定的發(fā)電廠為 PQ 節(jié)點；有可調(diào)無功設(shè)備的變電所、有勵磁儲備的發(fā)電廠為 PV 節(jié)點；主調(diào)頻電廠或出線多的發(fā)電廠為平衡節(jié)點。通過對此電力系統(tǒng)分析，我們很容易得以節(jié)點 3 為 PQ 節(jié)點，節(jié)點 4 為 PV節(jié)點，節(jié) 點 5 為平衡節(jié)點。綜合比較牛頓拉夫遜法（直角坐標、極坐標）、 PQ 分解法等多種求解方法的特點，最后確定采用牛頓拉夫遜法（極坐標）。因為此方法所需解的方程組最少。 第三章 電力系統(tǒng)潮流計算概述 電力系統(tǒng)概述 電力工業(yè)發(fā)展初期，電能是直接在用戶附近的發(fā)電站（或稱發(fā)電廠）中生產(chǎn)的，各發(fā)電站孤立運行。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市的發(fā)展，電能的需要量迅速增加，而熱能資源和水能資源豐富的地區(qū)又往往遠離用電比較集中的城市和工礦區(qū)，為了解決這個矛盾，就需要在動力資源豐富的地區(qū)建立大型發(fā)電站，然后將電能遠距離輸送給電力用戶。同時，為了提 高供電的可靠性以及資源利用的綜合經(jīng)濟性，又把許多分散的各種形式的發(fā)電站，通過送電線路和變電所聯(lián)系起來。這種由發(fā)電機、升壓和降壓變電所，送電線路以及用電設(shè)備有機連接起來的整體，即稱為電力系統(tǒng)。 潮流計算的意義 （ 1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段 ,通過潮流計算 ,合理規(guī)劃電源容量及接入點 ,合理規(guī)劃網(wǎng)架 ,選擇無功補償方案 ,滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。 (2)在編制年運行方式時 ,在預計負荷增長及新設(shè)備投運基礎(chǔ)上 ,選擇典型方式進行潮流計算 ,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié) ,供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考 ,并對規(guī)劃、基建部門提出改進網(wǎng)架結(jié)構(gòu) ,加快基建進度的建議。 貴州大學電氣工程學院《電力系統(tǒng)分析》課程設(shè)計 7 (3)正常檢修及 特殊運行方式 下的潮流計算 ,用于日運行方式的編制 ,指導發(fā)電廠開機方式 ,有功、無功調(diào)整方案及負荷調(diào)整方案 ,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。 (4)預想事故、設(shè)備退出運行對靜態(tài)安全的影響分析及作出預想的運行方式調(diào)整方案。 總結(jié)為在 電力系統(tǒng)運行方式 和規(guī)劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟性。同時，為了 實時監(jiān)控 電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統(tǒng)中應用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和安排系統(tǒng)的運行方式時，采用離線 潮流計算；在 電力系統(tǒng)運行狀態(tài) 的實時監(jiān)控中，則采用在線潮流計算。 牛頓 — 拉夫遜法潮流計算基本步驟 牛頓 — 拉夫遜法潮流計算的基本步驟不外乎有如下幾步。 形成節(jié)點導納矩陣。 設(shè)各節(jié)點電壓的初始值 和 求出功率偏差 根據(jù)公式算出雅可比矩陣。 解如下線性方程組，得到 依據(jù)如下公式計算修正量，并形成迭代公式： 這 樣反復迭代計算，直至所有節(jié)點 |ΔU|ε 和 |Δδ|ε 為止。 計算線路功率分布， PV 節(jié)點無功功率和平衡節(jié)點注入功率。 (0)?(0)U (0)P? (0)Q?( 0 ) ( 0 ) ( 0 )1( 0 ) ( 0 ) ( 0 )1( c o s sin )( sin c o s )ni is i j ij ij ij ijjni is i j ij ij ij ijjP P U U G BQ Q U U G B??????? ? ? ?? ? ? ???(0)?? (0)U?( 0 )( 0 ) ( 0 )1 ( 0 )( 0 ) DP J UUQ ?????? ?? ? ???? ???? ??( 1 ) ( ) ( )( 1 ) ( ) ( )k k kk k kU U U? ? ???? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?貴州大學電氣工程學院《電力系統(tǒng)分析》課程設(shè)計 8 第四章程序流程圖及程序代碼 程序流程圖 根據(jù)牛頓 — 拉夫遜法潮流計算的基本步驟可以得到如下程序流程圖 啟 動輸 入 原 始 數(shù) 據(jù)形 成 導 納 矩 陣 Y給 定 電 壓 初 值 e 0 ， f 0置 K ＝ 0利 用 式 ( 4 4 6 ) ( 4 4 7 ) 計 算d e l t P ( k ) , d e l t Q ( k ) , d e l t U ( k )I d e l t P ( k ) , d e l t Q ( k ) I E ? 利 用 式 ( 4 4 9 ) ( 4 5 0 ) 求 雅 可 比 矩 陣 各 元 素解 修 正 式 ( 4 4 8 ) 求 d e l t e ( k ) , d e l t f ( k )修 正 各 節(jié) 點 電 壓e ( k + 1 ) = e ( k ) , f ( k + 1 ) = f ( k )K = K + 1計 算 線 路 功 率 及平 衡 節(jié) 點 功 率輸 出是 貴州大學電氣工程學院《電力系統(tǒng)分析》課程設(shè)計 9 運用 MATLAB 編程程序代碼 %*******************主程序開始 ******************** clc。 clear all format long。 %********************定義全局變量 ***************** global nSW nPQ nPV。 %平衡節(jié)點， PQ節(jié)點， PV節(jié)點個數(shù) global nb。 %節(jié)點個數(shù) global nl。 %支路數(shù) global bus。 %bus:節(jié)點數(shù)據(jù) global line。 %line:支路數(shù)據(jù) global Y。 %Y:節(jié)點導納矩陣 global nodenum。 %節(jié)點編號對應表 global lPQ。 %線路損耗矩陣 global myf。 %輸出文件句柄 %*******************子程序調(diào)用 *************** openfile。 %打開 bus line數(shù)據(jù)文件 change。 %節(jié)點重新編號 ybus。 %建立節(jié)點導納矩陣 NR。 %牛頓拉夫遜法解非線性方程序組 PQ。 %計算節(jié)點注入功率 flow。 %計算線路功率及損耗 ret。 %恢復原節(jié) 點編號 output。 %計算結(jié)果輸出 %*************************主程序結(jié)束 ***************** %******************打開 bus line的數(shù)據(jù)文件 ***************** function openfile global nb nl。 global line。 global bus。 global myf。 [dfile,pathname]=uigetfile(39。*.m39。,39。Select Data File39。)。 %打開數(shù)據(jù)文件 if pathname == 0 error(39。 you must select a valid data file39。) else lfile =length(dfile)。 % strip off .m 貴州大學電氣工程學院《電力系統(tǒng)分析》課程設(shè)計 10 eval(dfile(1:lfile2))。 %執(zhí)行數(shù)據(jù)文件中語句 end [nl,ml]=size(line)。 %求線路數(shù) nl [nb,mb]=size(bus)。 %求節(jié)點數(shù) nb outfile=39。39。 for I=1:length(dfile) if dfile(I)==39。.39。 break。 end outfile=strcat(outfile,dfile(I))。 end outfile=strcat(outfile,39。.txt39。)。 %輸出文件名形成 myf=fopen(outfile,39。w39。)。 %打開輸出文件 %**********************給節(jié)點編號 ********************* function change global nb。 global nl。 global nPQ。 global bus。 global line。 global nodenum。 nSW = 0。 nPV = 0。