【正文】 ............................................................................... 28 附錄 B 中 文譯文 ............................................................................................... 36 哈爾濱理工大學學士學位論文 1 第 1章 緒論 電力系統(tǒng)潮流計算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的一種計算，它根據(jù)給定的運行條件以及系統(tǒng)的界限情況確定整個電力系統(tǒng)各個部分的運行狀態(tài)：各母線的電壓。配電網(wǎng)的結構特點呈輻射狀，在正常運行時是開 環(huán)的；配電網(wǎng)的另一個特點是配電線路的總長度較輸電線路要長且分支比較多，配電線路的線徑比輸電網(wǎng)細導致配電網(wǎng)的 R/X 較大，且線路的充電電容可以忽略。 為了解決以上的配電網(wǎng)問題，必然要求及時、準確的配電網(wǎng)潮流分析結果，當然這就需要更加高效、可靠的潮流計算、分析方法。該方法原理簡單，程序設計比較容易，可以根據(jù)配電網(wǎng)結構的變化，形成新的節(jié)點導納矩陣，而且導納矩陣是一個對稱且高度稀疏的矩陣，占用內(nèi)存非常節(jié)省。 配電網(wǎng)潮流計算是電網(wǎng)經(jīng)濟運行、系統(tǒng)分析的重要基礎。 在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，大型的發(fā)電廠通常遠離負荷中心，發(fā)電廠輸送的電能，一般要 往往 通過高壓或超高壓輸電網(wǎng)絡送到負荷中心，然后在負荷中心由電壓等級 比 較低的網(wǎng)絡把電能分送到不同電壓等級的用戶。就電壓水準及電能損失等方面而言，常閉式優(yōu)于常開式；但前者的控制和保護復雜，對某些電網(wǎng)結構，易于產(chǎn)生零序循環(huán)電流，并在反映接地短路保護方面易出問題。線路不超過這些數(shù)值時，可不考慮它們的分布參數(shù)特性，而只用將線路參數(shù)簡單的集中起來的電路來表示。 圖 24 雙繞組變壓器的 T 型等值電路 圖各參數(shù)的計算公式如下： ????????????????????????100100%1 0 0 01 0 0 0100%1 0 0 02020222NNTNTNNSTNNSTVSIBVPGSVVXSVPR （ 22） 式中： TR — 變壓器 的總電阻 (Ω)； TX — 變壓器的總電抗 (Ω)； TG — 變壓器的電導 (S)； TB — 變壓器的電納 (S)； — 變壓器的短路損耗 (kW)； — 變哈爾濱理工大學學士學位論文 9 壓器空載損耗 (kW)； NS — 變壓器的額定容量 (MVA)； — 變壓器的額定電壓 (kV)； — 變壓器的短路電壓百分值； 0%I — 變壓器的空載電流百分值； 除此之外，在計算中還經(jīng)常用到變壓器的 П 型等值電路 ，如圖 25 所示。 配電網(wǎng)潮流算法是配電網(wǎng)網(wǎng)絡分析的基礎，配電網(wǎng)的網(wǎng)絡重構、故障處理、無功優(yōu)化和狀態(tài)估計等都需要用到配網(wǎng)潮流的數(shù)據(jù)。一般給定配電網(wǎng)絡的始端電壓和末 端負荷，以饋線為計算基本單位。 LP=(double *)malloc((n+1)*sizeof(double))。 LQ[i]=LQ[i]/1000。 Q[i]=Q[i+1]+LQ[i]+(P[i+1]*P[i+1]+Q[i+1]*Q[i+1])/(Vn*Vn)*X[i]。 充分利用配電網(wǎng)絡的結構特點 ， 對 節(jié)點進行編號 ,直接采用支路參數(shù)進行計算 ,不需要形成導納矩陣和進行三角矩陣 ， 簡單處理代數(shù)方程就可以計算節(jié)點電壓和功率分布 。 同時我要感謝研究生 師兄的指點和幫助，在與師兄的交流中，我學到了很多知識，獲得了不少啟發(fā)。 cout節(jié)點 i+1的電壓幅值 Vi+1=V[i+1]\n。i=n1。 cinV[1]。 哈爾濱理工大學學士學位論文 12 圖 27 簡單輻射網(wǎng) 由圖 27 可知節(jié)點 i 的注入有功功率和無功功率分別 為： ??? ????? ????? )()()1()( )()()1()( iQiLQiQiQ iPiLPiPiP (24) 其中 ， i= 1, 2, ……,N 1， N為節(jié)點數(shù) ， LP(i)為 第 i節(jié)點所帶負荷有功功率 ； LQ(i)為 第 i節(jié)點所帶負荷無功功率 ； 為第 i條線段上的有功功率損耗 ； 為 第 i條線段上的無功功率損耗 .第 i條饋線段的有功、無功損耗計算公式為 : ???????????????????222222)]1()1([)()()]1()1([)()(NNViQiPiXiQViQiPiRiP (25) 其中 ,i=1, 2,…… n,n為支路數(shù) . 例如：當 i=2時，如圖所示： 圖 28 三點電網(wǎng) 節(jié)點 2的注入有功功率和無功功率分別 為： 哈爾濱理工大學學士學位論文 13 ??? ???? ???? )2()2()3()2( )2()2()3()2( QLQ PLPPP 第 2 條饋線段的有功、無功損耗計算公式為 : ???????????????222222)]3()3([)2()2()]3()3([)2()2(NNVQPXQVQPRP 主干饋線 節(jié)點電壓計算 在不要求特別精確時，電力網(wǎng)中任意線段的電壓損耗可以用電壓降落的縱分量代替，即： VQXPRV ??? （ 26） 在不計功率損耗是， V 取電力網(wǎng)的額定電壓；計功率損耗時，如用某一點的功率，就應取同一點的電壓。從早期的高斯 — 塞德爾迭代法發(fā)展到牛頓 — 拉夫遜法，進而到國內(nèi)外目前廣泛采用的 PQ 分解法，人們已研究出了 多種有效的潮流計算方法，然而這些一般都只適用于輸電網(wǎng)絡中，對于低壓配電網(wǎng)絡其應用效果并不顯著，這是因為低壓配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)不同，低壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲呈輻射狀，線路的 R /X 很高，一般而言，配電系統(tǒng)正常運行時呈樹狀結構。輻射狀配電網(wǎng)前推回代法潮流計算其實包含連續(xù)的兩步迭代計算，稱之為回代和前推 (backward and forward sweep)，根據(jù)配電饋線的輻射狀結構，在推算過程中不斷更新支路電流和節(jié)點電壓 。線路電壓不高時，這種線路電納 B 的影響不大，可略去。在輻射網(wǎng)中每條饋線可看成一棵樹，饋線與饋線之間除在樹根處通過高壓輸電網(wǎng)相連外，若無回環(huán)則沒有其它電氣聯(lián)系。 在城市電網(wǎng)系統(tǒng)中 ,主網(wǎng)是指 110kV 及其以上電壓等級的電網(wǎng)，主要起連接區(qū)域高壓 (220kV 及以上 )電網(wǎng)的作用 。前推回代法在配電網(wǎng)潮流計算中簡單實用，所有的數(shù)據(jù)都是以矢量形式存儲，因此節(jié)省了大量的計算機內(nèi)存，對于任何種類的配電網(wǎng)只要有合理的 R/X 值，此方法均可保證收斂。 在 九十年代中后期，配電自動化的發(fā)展進入了實施階段，實測的三相哈爾濱理工大學學士學位論文 3 負荷嚴重不對稱，使人們開始重視研究配電網(wǎng)的三相潮流計算方法。所以潮流計算是電力系統(tǒng)一種最重要最基本的運算。 配電網(wǎng)潮流計算研究目的及意義 由于我國國民經(jīng)濟不斷發(fā)展， 電力的供應和需求已遍及到社會生產(chǎn)、人民生活的各個層面，社會對電力的需求量在日益增加。 配電網(wǎng)潮流計算是配電管理系統(tǒng)高級應用軟件功能組成之一。 隨著我國經(jīng)濟的全面發(fā)展，中低壓配電網(wǎng)供電可靠性低、發(fā)展落后的問題日漸突出。出現(xiàn)了眾多針對配電網(wǎng)特殊網(wǎng)絡結構的對稱潮流算法。目前大多數(shù)的配電網(wǎng)的潮流算法都采用了相分量法。因此，建立合適的配電網(wǎng)潮流模型，用合適的方法去求解是十分有必要的。 環(huán)網(wǎng)形或網(wǎng)格形系統(tǒng)中的用戶具有備用電源，而輻射形若采用雙路供電方式也可提高供電可靠性，只是造價高些。 電力網(wǎng) 數(shù)學模型 電力網(wǎng)數(shù)學模型包括輸電線數(shù)學模型和變壓器數(shù)學模型 。在 T 型等值電路中，線路的總導納集中在中間，而線路的總阻抗則分成兩半，分別 串聯(lián)在它的兩側。電源疊加法每次求解時要對各個電源逐一進行疊加，求解較為繁鎖。 八十年代中期到九十年代中期，隨著國際國內(nèi)電力企業(yè)對配電網(wǎng)管理的重視程度的不斷加深，對配電網(wǎng)潮流的研究也廣泛開展起來，這期間出現(xiàn)了眾多結合配電 網(wǎng)特殊結構而開發(fā)的簡單迭代算法。 Q=(double *)malloc((n+1)*sizeof(double))。 LP[i]=LP[i]/1000。 for(i=n1。圖 41 為程序編輯 ，圖 42 為程序運行。s method in optimization allows to find a solution for the situation when initial data are outside the existence domain and to pull the operation point onto the feasibility boundary by an optimal path. Also it is possible to estimate a static stability margin by utilizing Newton39。 if(fabs(V[i+1]V[i])1e4) cout電壓幅值偏差過大 !!!\n。 cout請輸入第 i條線路的電抗 Xi=。 哈爾濱理工大學學士學位論文 18 for(i=2。 double *P,*Q,*R,*X,*LP,*LQ,*V,*deltaV,*a。 配電網(wǎng)的網(wǎng)絡呈輻射狀，在正常運行時是開環(huán)的，只有在倒換負荷或發(fā)生故障時才有可能出現(xiàn)短時環(huán)網(wǎng)運行情況。正是這一差距決定了 二者本質(zhì)上的不同：描述交流電 路特性的方程，如節(jié)點電壓、回路電流方程，是線性方程，而描述電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行特性的潮流方程是非線性方程。 所謂中等長 度線路，是指長度在 100300km 之間的架空線路和不超過 100km 的電力電纜線路。給定饋線根節(jié)點電壓及沿線各負荷點的負荷，此饋線的潮流分布就完全給定，而與其它饋線沒有關系。我國剛從重發(fā)電輕供電狀態(tài)中轉變過來，而在供電投資中，輸電投資大于配電投資。比較而言，前推回代法充分利用了網(wǎng)絡呈輻射狀的結構特點，數(shù)據(jù)處理簡單，計算效率高，具有較好的收斂性，被公認是求解輻射狀配電網(wǎng)潮流問題的最佳算法之一。序分量法能將系統(tǒng)中對稱部分的等值電路的三相電流電壓之間的關系解耦，計算量較小。 盡管對電力系統(tǒng)潮流的研究早在六十年代就已經(jīng)開始，但由于配電系統(tǒng)在電力工業(yè)中沒有得到充分的重視，直到七十年代末以前，配電網(wǎng)的潮流計算仍處于手算階段。城市配電網(wǎng)是城市現(xiàn)代化建設的重要基礎設施之一，是現(xiàn)代化城市必不可少的電能供應系統(tǒng)。 哈爾濱理工大學畢業(yè)設計（論文）任務書