【正文】 信息工程學(xué)院 電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 題目 : 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級： 0309405 學(xué) 號： 030940526 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 鐘建偉 2021年 3月 12日 信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 2 信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名 學(xué) 號 030940526 成 績 設(shè)計(jì)題目 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 1. 對給定 的網(wǎng)絡(luò)查找潮流計(jì)算所需的各元件等值參數(shù)，畫出等值電路圖 2. 輸入各支路數(shù)據(jù)，各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)利用給定的程序進(jìn)行在變電所在某一負(fù)荷情況下的潮流計(jì)算，并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。 3. 跟隨變電所負(fù)荷按一定比例發(fā)生變化，進(jìn)行潮流計(jì)算分析。 1) 4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以 2%的比例增大； 2) 4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以 2%的比例下降 3) 1和 4號變電所的負(fù)荷同時(shí)以 2%的比例下降，而 2和 3號變電所的負(fù)荷同時(shí)以 2%的比例上升； 4. 在不同的負(fù)荷情況下，分析潮流計(jì)算的結(jié)果，如果各 母線電壓不滿足要求，進(jìn)行電壓的調(diào)整。（變電所低壓母線電壓 10KV 要求調(diào)整范圍在 之間；電壓 35KV要求調(diào)整范圍在 3536之間） 5. 輪流斷開環(huán)網(wǎng)一回線，分析潮流的分布。 6. 利用 DDRTS軟件，進(jìn)行繪制系統(tǒng)圖進(jìn)行上述各種情況潮流的分析，并進(jìn)行結(jié)果的比較。 7. 最終形成課程設(shè)計(jì)成品說明書。 設(shè) 計(jì) 要 求 1. 在讀懂程序的基礎(chǔ)上畫出潮流計(jì)算基本流程圖 2. 通過輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行潮流計(jì)算輸出結(jié)果 時(shí) 間 安 排 第十周以前 參 考 資 料 《電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)》，祝淑萍 等，中國電力出版社 。 《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》，陳珩，中國電力出版社 。 《 MATLAB實(shí)用指南》，蘇金明，王永利，電子工業(yè)出版社。 目 錄 1 任務(wù)提出與方案論證 ................................................................................................ 2 潮流計(jì)算題目 .............................................................................................. 2 對課題的分析及求解思路 ............................................................................. 2 2 總體設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 3 潮流計(jì)算算法 ................................................................................................. 3 潮流計(jì)算的手工計(jì)算 ..................................................................................... 7 3 詳細(xì)設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 10 Matlab........................................................................................................... 10 潮流計(jì)算流程圖 ........................................................................................... 15 潮流計(jì)算源程序圖及結(jié)果 ........................................................................... 16 4 題目求解 ............................................................................................................... 19 5 總結(jié) .......................................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 35 信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 2 1 任務(wù)提出與方案論證 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基本的計(jì)算，是對復(fù)雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算。潮流計(jì)算的目標(biāo)是求取電力系統(tǒng)在給定運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算，即節(jié)點(diǎn)電壓和功率分布，用以檢查系統(tǒng)各元件是否過負(fù)荷。各點(diǎn)電壓是否滿足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率損耗等。對現(xiàn)有的電力系統(tǒng)的運(yùn)行和擴(kuò)建，對新的電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)以及對電力系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析都是以潮流計(jì)算為基礎(chǔ)。潮流計(jì)算結(jié)果可用如電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)研究，安全估計(jì)或最優(yōu)潮流等對潮流計(jì)算的模型和方法有直接影響。實(shí)際電力系統(tǒng)的潮流技術(shù)那主要采用牛頓 — 拉夫 遜法。 潮流計(jì)算題目 Table I Line Data of the 6Bus System on 100 MVA Base Line Number Bus From Number To R X Tap Ratio 1 1 2 2 1 4 3 1 6 4 2 5 5 3 5 6 4 3 7 4 6 對課題的分析及求解思路 此電力系統(tǒng)是一個(gè) 6節(jié)點(diǎn)， 7支路的電力網(wǎng)絡(luò)。綜合比較牛頓拉夫遜法（直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)）、 PQ 分解法等多種求解方法的特點(diǎn)，最后確定采用牛頓拉夫遜法（極坐標(biāo)）。因?yàn)榇朔椒ㄋ杞獾姆匠探M最少。 + + + P5= 6 1 2 5 4 3 :1 :1 信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 3 2 總體設(shè)計(jì) 在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，往往要計(jì)算節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，而我們計(jì)算節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣采用節(jié)點(diǎn)電壓法來實(shí)現(xiàn)，如在 變壓 器構(gòu)成的電力系 統(tǒng) 中，需要將變壓器模型轉(zhuǎn)變成變壓器∏型等值電路（見圖 11），在利用電路知識列節(jié)點(diǎn)電壓方程，從而導(dǎo)出所需的導(dǎo)納矩陣。 潮流計(jì)算算法 變壓器的 ∏型等值電路 在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，往往要計(jì)算節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，而我們計(jì)算節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣采用節(jié)點(diǎn)電壓法來實(shí)現(xiàn)，如在 變壓 器構(gòu)成的電力系 統(tǒng) 中，需要將變壓器模型轉(zhuǎn)變成變壓器∏型等值電路（見圖 21），在利用電路知識列節(jié)點(diǎn)電壓方程，從而導(dǎo)出所需的導(dǎo)納矩陣。 圖 21雙繞組變壓 器的∏型等值 電 路（ i， j為節(jié)點(diǎn)） 而在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中一般采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，標(biāo)幺值公式如下： ? 有名 值 （任意 單 位 ）標(biāo) 幺 值 基 準(zhǔn) 值 （與有名 值 同 單 位 ） 如果采用 標(biāo) 么值 計(jì) 算，元件 參數(shù) 都 應(yīng)歸 算到同一基準(zhǔn)值 時(shí) 得 標(biāo) 么值，才能在 同一個(gè)等值電路上分析和計(jì)算。所以，變壓器轉(zhuǎn)變成∏型等值電路時(shí)，我們采用標(biāo)幺值計(jì)算，使所求 參數(shù)為變壓 器 變 比 k的函 數(shù) 。而在一個(gè)已經(jīng)歸算好的電力系統(tǒng)網(wǎng)中，若改變變壓器的分接頭來進(jìn)行調(diào)壓，這時(shí)變壓器的等值電路參數(shù)也會(huì)相應(yīng)得改變，此時(shí)采用∏型等值電路進(jìn)行折算就顯得較為方便。 下面是變壓器的∏型等值電路分析過程： 如不 計(jì)勵(lì) 磁支路的影 響 ， 雙繞組變壓 器可用其阻抗與一 個(gè) 理想 變壓 器串 聯(lián) 的 電 路表示，如 圖 所示。理想 變壓 器只有一 個(gè)參數(shù) ，那就是 變 比 k= 12UU ?，F(xiàn)以變壓器阻抗按實(shí)際變比歸算到低壓側(cè)的情況為例，推導(dǎo)出雙繞組變壓器的∏型等值電路。 流入和流出理想 變壓 器的功率相等： . . . .12/kU I U I? (1U 、 2U 分 別為變壓 器高、 低繞組的實(shí)際電壓 ） （ 21） kY T /k:1 Y Tkk 2 kk1信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 4 ..12/kII? （ 22） 聯(lián) 立（ 21）、（ 22）兩個(gè)公式解得 ： .....12121 22Tk k Z k kTTTY U Y UUUI Z? ? ? ? （ 23） .....1122 2Tk Z kT TTYUUUI Y UZ? ? ? ? （ 24） 根據(jù)《 電 路原理》 節(jié)點(diǎn) 2的 節(jié)點(diǎn)電 流方程具有如下形式： . . .1 1211 12. . .2 1221 22I Y U Y UI Y U Y U??? ???? ? ?? （ 25） 將式（ 23）、（ 24）與式（ 25）比較得 (26): 211 T12 T21 T12 TY Y / kY Y / kY Y / kYY????? ??????? ? (26) 因此可以的得到各支路導(dǎo)納為 12 12 T21 21 T210 11 12 T T T220 22 21 T T TY y Y / kY y Y / k1ky Y y Y / k Y / k Ykk1y Y y Y Y / k Yk? ? ? ? ??? ? ? ?????? ? ? ? ????? ? ? ? ? ?? （ 27） 節(jié)點(diǎn)電壓方程 在電路中我們學(xué)過利用節(jié)點(diǎn)電壓方程求解某幾條支路的電流，現(xiàn)以下圖 22 與圖 23為例推導(dǎo)節(jié)點(diǎn)電壓方程組。 圖 22節(jié)點(diǎn)電壓法為例 圖 23用電流源代替電壓源為例 信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 22表示了一個(gè)具有兩個(gè)電源和你一個(gè)等值負(fù)荷的系統(tǒng)。1e?、2e?為電源電勢， 1y 、2y 為電源的內(nèi)部導(dǎo)納， 3y 為負(fù)荷的等值導(dǎo)納， 4y 、 5y 、 6y 為各支路的導(dǎo)納。如果以地為電壓參考點(diǎn)，設(shè)節(jié)點(diǎn) 3的電壓為，根據(jù)基爾霍夫電流 KC