【正文】 電壓kV標(biāo)幺電壓實(shí)際電壓(kV)相角 (度)1220022203220422052206220（2）各節(jié)點(diǎn)的注入功率如表4所示：表各節(jié)點(diǎn)注入功率節(jié)點(diǎn)編號(hào)123456注入功率 + j + （3）各支路狀態(tài)如表5所示：表各支路狀態(tài)首端節(jié)點(diǎn)編號(hào)末端節(jié)點(diǎn)編號(hào)首端有功功率（MW）首端無(wú)功功率（Mvar）首端視在功率（MVA）有功損耗（MW）無(wú)功損耗（Mvar）1223243645563 采用powerworld仿真軟件計(jì)算潮流 PowerWorld仿真軟件簡(jiǎn)介PowerWorld Simulator（仿真器）是一個(gè)電力系統(tǒng)仿真軟件包，其設(shè)計(jì)界面友好，并有高度的交互性。該仿真軟件能夠進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的工程分析。而且由于其可交互性和可繪圖性，它也可以用于向非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)解釋電力系統(tǒng)的運(yùn)行操作。該仿真器是一個(gè)集成的產(chǎn)品，其核心是一個(gè)全面、強(qiáng)大的潮流計(jì)算程序。它能夠有效地計(jì)算高達(dá)10,0000個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力網(wǎng)絡(luò)，因此當(dāng)它作為一個(gè)獨(dú)立的潮流分析軟件包時(shí)，性非常實(shí)用。與其它商業(yè)潮流計(jì)算軟件包不同，該軟件可以讓用戶(hù)通過(guò)生動(dòng)詳細(xì)的全景圖來(lái)觀(guān)察電力系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)模型可以通過(guò)使用仿真軟件的圖形編輯工具很容易地進(jìn)行修改，用戶(hù)只需輕輕點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)就可以在檢修期間切換線(xiàn)路、增加新的線(xiàn)路或發(fā)電機(jī)、確定新的交易容量。仿真器廣泛地使用了圖形和動(dòng)畫(huà)功能，大大地增強(qiáng)了用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)特性、問(wèn)題和約束的理解，以便于用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。它基本的工具包括經(jīng)濟(jì)調(diào)度、區(qū)域功率經(jīng)濟(jì)分配分析、功率傳輸分配因子計(jì)算（PTDF）、短路分析以及事故分析等功能的工具。 PowerWorld軟件建模與潮流計(jì)算 采用PowerWorld仿真軟件建立潮流模型在軟件的編輯模式下，節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，為了反映平衡節(jié)點(diǎn)這一特性，節(jié)點(diǎn)1應(yīng)接一臺(tái)容量無(wú)窮大的發(fā)電機(jī)。具體參數(shù)設(shè)置如圖3所示，機(jī)組的有功出力是不確定的，可在框內(nèi)暫時(shí)填為100MW。圖接在平衡節(jié)點(diǎn)處的發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)置節(jié)點(diǎn)6為PV節(jié)點(diǎn)，P=，V=，為了方便后面的穩(wěn)定計(jì)算，按題目中要求，節(jié)點(diǎn)6接3臺(tái)參數(shù)一樣的機(jī)組，其中正常運(yùn)行時(shí)各機(jī)組發(fā)出的有功功率P1=P2=P3=。具體參數(shù)設(shè)置如圖4所示。圖接在節(jié)點(diǎn)6處的發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)置其余節(jié)點(diǎn)為PQ節(jié)點(diǎn)，將其基準(zhǔn)電壓更改為220kV之后，再帶上相應(yīng)大小的負(fù)荷。最后，用輸電線(xiàn)路將各節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)。采用powerworld畫(huà)出的單相接線(xiàn)圖如圖5所示。圖采用powerworld畫(huà)出的單相接線(xiàn)圖 采用powerworld仿真軟件的潮流計(jì)算結(jié)果在powerworld軟件的運(yùn)行模型下，進(jìn)行潮流計(jì)算，電網(wǎng)的潮流分布如圖6圖電網(wǎng)的潮流分布示意圖（1）各節(jié)點(diǎn)電壓如表6所示表各節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)編號(hào)基準(zhǔn)電壓kV標(biāo)幺電壓實(shí)際電壓(kV)相角 (度)1220022203220422052206220（2）各發(fā)電機(jī)狀態(tài)如表7所示表各發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)節(jié)點(diǎn)編號(hào)發(fā)電機(jī)編號(hào)有功出力（MW）無(wú)功出力（MW）設(shè)定電壓11616263（3）各支路狀態(tài)如表8所示表各支路狀態(tài)首端節(jié)點(diǎn)編號(hào)末端節(jié)點(diǎn)編號(hào)首端有功功率（MW）首端無(wú)功功率（Mvar）首端視在功率（MVA）有功損耗（MW）無(wú)功損耗（Mvar）122324364556150（4）電網(wǎng)網(wǎng)損率的計(jì)算網(wǎng)損率按以下公式計(jì)算： 其中，發(fā)電機(jī)輸出功率包括發(fā)電廠(chǎng)和平衡節(jié)點(diǎn)的功率，發(fā)電機(jī)輸出功率和負(fù)荷均只取有功分量。則發(fā)電機(jī)輸出功率PD=3*+=總負(fù)荷PL =250MW+380MW+280MW+420MW=1330MW PowerWorld仿真結(jié)果與Matlab計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析以上，我們分別用PowerWorld仿真軟件和Matlab平臺(tái)對(duì)待求解電網(wǎng)進(jìn)行了潮流計(jì)算，得出各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓和各支路的潮流狀態(tài)。接下來(lái)，我們將兩種方法得出的各節(jié)點(diǎn)電壓和各支路的潮流狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比：（1）各節(jié)點(diǎn)電壓的對(duì)比如表9所示：表各節(jié)點(diǎn)電壓的對(duì)比節(jié)點(diǎn)編號(hào)標(biāo)幺電壓實(shí)際電壓(kV)相角 (度)PowerWorldMatlabPowerWorldMatlabPowerWorldMatlab10023456比較兩種計(jì)算結(jié)果的各節(jié)點(diǎn)電壓可以發(fā)現(xiàn)，%。所以，兩種計(jì)算潮流得出的節(jié)點(diǎn)電壓具有很好的一致性。說(shuō)明兩種計(jì)算方法都是準(zhǔn)確可行的。（2）各支路狀態(tài)的對(duì)比如表10所示：表各支路狀態(tài)的對(duì)比支路區(qū)間首端有功功率（MW）首端無(wú)功功率（Mvar）首端視在功率（MVA）有功損耗（MW）無(wú)功損耗（Mvar）PowerWorldMatlabPowerWorldMatlabPowerWorldMatlabPowerWorldMatlabPowerWorldMatlab1,22,32,43303,64,6745,61502比較兩種計(jì)算結(jié)果的各支路潮流可以發(fā)現(xiàn)，%。所以，兩種計(jì)算潮流得出的支路潮流具有很好的一致性。說(shuō)明兩種計(jì)算方法都是準(zhǔn)確可行的。4 網(wǎng)絡(luò)變換法求解輸入阻抗與轉(zhuǎn)移阻抗 負(fù)荷、發(fā)電機(jī)、變壓器、線(xiàn)路等效電容的處理 負(fù)荷的處理由題目要求，負(fù)荷采用恒阻抗模型，計(jì)算公式為（9）其中，U是負(fù)荷所在節(jié)點(diǎn)的電壓，是負(fù)荷的共軛值。在本例中，正常運(yùn)行下負(fù)荷所在節(jié)點(diǎn)電壓近似為VN，由式9求得各負(fù)荷的等效阻抗如表6所示：表1各負(fù)荷的等效阻抗負(fù)荷所在節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓V（kV）負(fù)荷大小S（MVA）等效阻抗ZL的標(biāo)幺值2220250+j40+3220380+j90+4220280+j85+5220420+j95+ 發(fā)電機(jī)的處理接在節(jié)點(diǎn)6的有三臺(tái)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的容量SG(N)=300/=，VG(N)=，而基準(zhǔn)容量SB=100MW，為了使變壓器的標(biāo)幺變比k*=1，在10kV電壓等級(jí)下的基準(zhǔn)電壓VB2=*220/242kV=。則歸算到全網(wǎng)基準(zhǔn)后的發(fā)電機(jī)參數(shù)可按式10來(lái)計(jì)算： （10）代入?yún)?shù)，求得xd=，xq=，xd’=.為了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，將三臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)等值成一臺(tái)機(jī)組。等效后的機(jī)組出力P=，Xd=，Xq=，Xd’=發(fā)電機(jī)采用二階經(jīng)典模型，即E’恒定模型。在網(wǎng)絡(luò)變換中，用電壓為E’、內(nèi)阻為Xd’的電壓源來(lái)等效原來(lái)的三臺(tái)機(jī)組。 變壓器的處理由上面計(jì)算可知，當(dāng)基準(zhǔn)電壓VB1=220kV，VB2=，標(biāo)幺變比k*=1，所以可以用一個(gè)純電抗來(lái)等效變壓器，其中電抗值（11）同理三臺(tái)變壓器可等效為一臺(tái)，此時(shí)XT=∏型等值電路里，線(xiàn)路兩端存在并聯(lián)電容，即與負(fù)荷等值阻抗并聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)變換時(shí)，先將這些并聯(lián)電容消去。對(duì)于節(jié)點(diǎn)2，負(fù)荷ZL2=+，其中B12= ，B23= ， B24= = 即= + 對(duì)于節(jié)點(diǎn)3，負(fù)荷ZL3=+，其中B23=，B36== 即= + 對(duì)于節(jié)點(diǎn)4，負(fù)荷ZL4=+，其中B24=，B45== 即= + 對(duì)于節(jié)點(diǎn)5，負(fù)荷ZL5=+，其中B45=，B56== 即= + 對(duì)于節(jié)點(diǎn)6，不帶負(fù)荷，其中B36=，B56==即=j（）綜上，經(jīng)過(guò)上述簡(jiǎn)化的電網(wǎng)接線(xiàn)圖如圖7所示：圖講過(guò)上述簡(jiǎn)化后的模型表1圖7中各元件的阻抗標(biāo)幺值Z12Z23Z24Z45Z36Z56++++++Z2Z3Z4Z5Z6Xd’+XT + + + + j（） 采用網(wǎng)絡(luò)變換法的具體步驟 消去節(jié)點(diǎn)4在圖7的基礎(chǔ)上通過(guò)星三角變換進(jìn)行第一步簡(jiǎn)化，可將節(jié)點(diǎn)4消去，如圖9示：圖8圖9參數(shù)計(jì)算如下：= + = + = + 將并聯(lián)的兩對(duì)阻抗合并后得：= + = + 另： 消去節(jié)點(diǎn)5在圖9的基礎(chǔ)上通過(guò)星三角變換進(jìn)行第二步簡(jiǎn)化，可將節(jié)點(diǎn)5消去，如圖11所示：圖10圖11參數(shù)計(jì)算如下：= + = + =+ 將并聯(lián)的阻抗合并后得：= + = + 消去節(jié)點(diǎn)3在圖11的基礎(chǔ)上通過(guò)星三角變換進(jìn)行三步簡(jiǎn)化，可將節(jié)點(diǎn)3消去，如圖113所示：參數(shù)計(jì)算如下：= + = + = + 將并聯(lián)的阻抗合并后得：