電力網(wǎng)絡(luò)潮流的手工計算(編輯修改稿)
2025-07-20 15:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 出既滿足未來供電負荷增長的需求，又保證安全穩(wěn)定運行的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案。潮流計算還為穩(wěn)定計算和短路電流計算等提供初始運行方式，是電力系統(tǒng)最基本的計算。復(fù)雜電力系統(tǒng)的潮流計算須借助于計算工具完成。20世紀(jì)30年代出現(xiàn)的交流計算臺,曾是潮流計算的有效工具。50年代以來,隨著數(shù)字計算機應(yīng)用的發(fā)展以及求解電力系統(tǒng)潮流問題的數(shù)字解法和計算程序的進步，數(shù)字計算機已替代交流計算臺，成為求解潮流問題的主要工具?，F(xiàn)在，除在電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行中利用數(shù)字計算機進行大量的離線潮流計算外，在電力系統(tǒng)運行的監(jiān)控方面，采用實時數(shù)據(jù)的在線潮流計算已經(jīng)開始走上實用階段。潮流計算的一般提法是：已知電力網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，已知各負荷點、電源點吸取或發(fā)出的有功功率和無功功率（PQ節(jié)點），給定電壓控制點的電壓幅值和有功功率（PV節(jié)點），對指定的一個平衡節(jié)點給定其電壓幅值和相位角（Vθ點）,求解全網(wǎng)各節(jié)點電壓幅值和相位角，并進一步算出各支路的功率分布和網(wǎng)絡(luò)損耗。求解潮流問題的基本方程式是節(jié)點功率平衡方程。若全網(wǎng)有n個節(jié)點，對其中任一節(jié)點,可寫出其節(jié)點功率平衡方程式i=1,2,…,n式中Pi、Qi分別為節(jié)點注入有功功率和無功功率,妭i為節(jié)點電壓相量，Yik為節(jié)點導(dǎo)納矩陣元素。這一方程描述了節(jié)點電壓同功率之間的非線性關(guān)系，是潮流計算的基本方程式。對潮流計算的數(shù)字計算機求解方法提出的基本要求是：①計算速度快；②占用存儲量少；③收斂性好；④方法簡單。數(shù)值解法 潮流計算在數(shù)學(xué)上是求解一組非線性方程，基本的方法是迭代法。首先發(fā)展的潮流問題數(shù)字解法是導(dǎo)納矩陣迭代法。它占用計算機存儲量少，適合于計算機發(fā)展初期階段的實際條件，其缺點是收斂性較差。其后發(fā)展了阻抗矩陣迭代法，克服了導(dǎo)納矩陣迭代法收斂性差的缺點，但對大電力系統(tǒng)的計算，占用計算機存儲量大。60年代末期出現(xiàn)了以導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)、采用稀疏矩陣和節(jié)點編號優(yōu)化技術(shù)的牛頓－拉夫森法。該法以其在收斂性、存儲量和計算時間方面的優(yōu)越性逐漸取代了其他方法，在當(dāng)今的潮流計算中應(yīng)用得最為廣泛。在數(shù)學(xué)上，牛頓－拉夫森法是求解非線性方程的有效方法。它把非線性方程的求解變成反復(fù)對相應(yīng)的線性方程迭代求解的過程：設(shè)非線性方程組為F(X)=0,求解X的第t步迭代格式是 F39。(X(t))ΔX(t)=F(X(t))X(t+1)=X(t)+ΔX(t)式中F┡(X)是非線性函數(shù)矢量F(X)對變量矢量X的一階偏導(dǎo)數(shù)矩陣,稱為雅可比矩陣；ΔX為X的偏差矢量；上標(biāo)t表示第t次迭代值。當(dāng)X的相鄰兩次迭代值之差ΔX小于給定誤差時，迭代收斂。一般潮流問題，經(jīng)6～7次迭代即可收斂。牛頓－拉夫森法的迭代收斂性與初值X(10)的選取有關(guān)。當(dāng)X(10)與其解X接近時,極易收斂。對電力系統(tǒng)潮流問題，當(dāng)選用標(biāo)幺值計算時，節(jié)點電壓通常在1附近，給定各點電壓初值為1，可以有相當(dāng)好的收斂性。 在牛頓－拉夫森的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種更加簡化的方法，即PQ分解法。這種方法利用高壓電網(wǎng)電抗值遠大于電阻值、有功功率變化主要與電壓相角有關(guān)、無功功率變化主要與電壓幅值有關(guān)的特點，將有功功率和無功功率的迭代分開進行，使占用計算機存儲量和計算量進一步減少。 潮流計算方法的進一步發(fā)展將使潮流計算更加快速，收斂性更好，適應(yīng)各種系統(tǒng)運行狀況的能力更強，并在一些專門領(lǐng)域中如優(yōu)化潮流和在線潮流
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