【文章內(nèi)容簡介】 17 三、對運行結(jié)果的分析： 為什么在用計算機對某網(wǎng)絡(luò)初次進行潮流計算時往往是要調(diào)潮流，而并非任何情況下只一次送入初始值算出結(jié)果就行呢？要考慮什么條件？各變量是如何劃分的？哪些可調(diào)？哪些不可調(diào)？ 答：潮流計算時功率方程是非線性，多元的具有多解。初始條件給定后得到的結(jié)果不一定能滿足約束條件要求，要進行調(diào)整初值后才能滿足。其約束條件有： m axm in iii UUU ?? ，maxmin iii PPP ?? ， m axm in iii Q ?? ， ?? ?|| ij 。負(fù)荷的 PQ量為擾動變量，發(fā)電機的 PQ為控制變量，各節(jié)點的 V為狀態(tài)變量。擾動變量是不可控變量，因而也是不可調(diào)節(jié)的，狀態(tài)變量是控制變量的函數(shù)，因而狀態(tài)變量和控制變量是可以調(diào)節(jié)的。所以，計 算機對某網(wǎng)絡(luò)初次進行潮流計算時往往是要調(diào)潮流的。 潮流控制的主要手段有哪些？ 答：潮流控制的主要手段有：（ 1）改變發(fā)電機的機端電壓（ 2）改變變壓器的變比（即改變分接頭）（ 3）改變發(fā)電機的出力（ 4）在電壓不符合要求的節(jié)點處增加無功補償 牛頓拉夫遜法與 PQ分解法有哪些聯(lián)系？有哪些區(qū)別？二者的計算性能如何？ 答：（ 1）聯(lián)系：它們采用相同的數(shù)學(xué)模型和收斂判據(jù)。當(dāng)電路的電抗遠(yuǎn)大于電阻時，可以簡化牛頓拉夫遜極坐標(biāo)的修正方程的系數(shù)矩陣得到 PQ分解法，且簡化后并未改變節(jié)點功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會降低計算結(jié)果 的精度。 （ 2）區(qū)別： PQ 分解法的修正方程結(jié)構(gòu)和牛頓拉夫遜的結(jié)構(gòu)不同。 pq 分解法由于雅可比矩陣常數(shù)化，計算過程中減少了很大的計算量，而且有功和電壓幅值，無功和電壓相角的完全割裂也大大的對矩陣降維數(shù)，減少了一半的計算量，但是他雅克比矩陣常數(shù)化是經(jīng)驗值，喪失了一部分穩(wěn)定收斂的特性，而且當(dāng)支路電阻與電抗比值較大的時候收斂性也特別差，甚至不收斂 （ 3） PQ法按幾何級數(shù)收斂，牛頓拉夫遜法按平方收斂。 PQ 分解法把節(jié)點功率表示為電壓向量的極坐標(biāo)方程式，抓住主要矛盾，把有功功率誤差作為修正電壓幅值的依據(jù)，把有功功率和無 功功率迭代分開進行。它密切地結(jié)合了電力系統(tǒng)的固有特點，無論是內(nèi)存占用量還是計算速度方面都比牛頓 拉夫遜法有了較大的改進。 選取 PQ分解法的數(shù)據(jù)來分析降低網(wǎng)損的方法： 支路 未調(diào)整前： 調(diào)整后： 支路首端功率 支路末端功率 支路功率損耗 支路首端功率 支路末端功率 支路功率損耗 14 + 0 + + 0 + 27 + 0 + + 0 + 45 + + + 0 + 39 + + 4 18 （ 1）提高機端電壓電壓和節(jié)點電壓一定可以使有功損耗降低，但是對于無功損耗來說為正的是可以降低的，為負(fù)的則是提高了； （ 2） 另外 適當(dāng)提高負(fù)荷的功率因數(shù)、改變電力網(wǎng)的運行方式，對原有電網(wǎng)進行技術(shù)改造都可以降低網(wǎng)損。 發(fā)電機節(jié)點的注入無功為負(fù)值說明了什么？ 答：因為線路無功潮流最有可能的流向由電壓的幅值大小決定：由幅值高的節(jié)點流向幅值低的節(jié)點。由此看出發(fā)電機的電壓小于節(jié)點電壓而無功功率的方向是從高電壓到低電壓，所以發(fā)電機的注入無功為負(fù)值。 負(fù)荷功率因數(shù)對系統(tǒng)潮流有什么影響？ 答：負(fù)荷功率因數(shù)降低，無功功率就會 增大，其輸電線路的總電流就會相應(yīng)增大，從而會造成電壓損耗的升高，從而會改變無功功率潮流的大小，嚴(yán)重時甚至?xí)淖兎较?；反之亦然? 三． 繪制潮流分布圖 6 + + 57 + + + + 69 + 78 + + 89 + 19 第三章 短路故障的分析計算 一、三相短路 三相短路電流的計算原理 : 利用結(jié)點阻抗矩陣和導(dǎo)納矩陣都可以計算短路電流，其算法有所不同。利用結(jié)點阻抗陣時，只要形成了阻抗陣，計算網(wǎng)絡(luò)中任意一點的對稱短路電流和網(wǎng)絡(luò)中電流、電壓的分布非常方便，計算工作量小，但是，形成阻抗陣的工作量大，網(wǎng)絡(luò)變化時的修改也比較麻煩，而且結(jié)點阻抗矩陣是滿陣，需要計算機存儲量較大。 利用結(jié)點導(dǎo)納矩陣計算短路電流，實質(zhì)是先用它計算出與指定的短路點有關(guān)的結(jié)點阻抗矩陣的相應(yīng)列的元素，然后利用公式ijjiijfikiifkkkf Z UUIIZUUZZ UI ?????? , )0()0(（ ijZ 為連接節(jié)點 i 和 j 的支路阻抗） 進行短路電流的計算。然而，導(dǎo)納陣是對稱、稀疏陣，極易形成，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化時也易于修改。 程序運行步驟及對變量的解釋： （ 1） 請輸入短路點的數(shù)目 NF （ 2） 請輸入節(jié)點數(shù) n （ 3） 請輸入支路數(shù) nl （ 4） 輸入各支路參數(shù)矩陣 B 矩陣 B 的每行是由下列參數(shù)構(gòu)成的： 某支路的首端號 P； 末端號 Q，且 PQ； 支路的阻抗（ R+jX） 。 支路的對地電納； 支路的變比 K； 折算到哪一側(cè)的標(biāo)志（如果支路的首端 P 處于高壓側(cè)請輸入“ 1”，否則請輸入“ 0”）。 （ 5） 輸入由短路點號，短路點阻抗形成的矩陣 D （ 6） 請輸入由各節(jié)點的初電壓標(biāo)幺值形成的列矩陣 V0 （ 7） 形成節(jié)點阻抗矩陣 Z （ 8） 求短路點電流fkkkf ZZUI ?? )0( 20 （ 9） 求網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的電壓 fikii IZUU ?? )0( （ 10）求網(wǎng)絡(luò)中各支路電流ijjiij Z UUI ?? 參數(shù)矩陣 B = [ 0 + 0 0 0 + 0 0 0 + 0 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 ]。 三相短路的等值網(wǎng)絡(luò)圖： 5 節(jié)點、 6 節(jié)點發(fā)生三相短路的程序結(jié)果： 21 5 節(jié)點發(fā)生三相短路： 1）短路點的電流： 標(biāo)幺值： 有名值（ kA）： 2）各節(jié)點的電壓： 電壓標(biāo)幺 電壓有名值（ kV） 1 1 2 1 21 3 1 4 5 0 6 7 + 8 3． 542+ 9 + 3）各支路電流： 電流標(biāo)幺 電流有名值（ kA） 1 4 0 0 2 7 0 0 3 9 0 0 4 5 4 6 5 7 + + 6 9 7 8 8 9 + + 6 節(jié)點發(fā)生三相短路 1）短路點的電流： 標(biāo)幺值： 有名值（ kA）： 2）各節(jié)點的電壓： 電壓標(biāo)幺 電壓有名值（ kV） 1 1 2 1 21 3 1 4 5 6 0 0 7 8 9 22 3 )各支路電流： 電流標(biāo)幺 電流有名值（ kA） 1 4 2 7 0 0 3 9 0 0 4 5 + + 4 6 5 7 + + 6 9 + + 7 8 8 9 + + 對運行結(jié)果的分析 : 由上面的結(jié)果可知，當(dāng)發(fā)生三相短路時，其短路點的電壓為 0，短路點的電流為最大，這與理論都是相符的。 二、不對稱短路 短路計算原理： 簡單不對稱故障（包括橫向和縱向故障）與對稱故障的計算步驟是一致的，首先算出故障口的電流，接著算出網(wǎng)絡(luò)中各個結(jié)點的電壓，由結(jié)點電壓即可確定支路電流，所不同的是，要分別按三個序進行。 （ 1）系統(tǒng)三序等值網(wǎng)絡(luò)圖如下： 不對稱短路計算的三序等值網(wǎng)絡(luò)圖（將發(fā)電機與變壓器支路合并為一條支路）： 1）系統(tǒng)的正序等值網(wǎng)絡(luò)圖： 23 2）系統(tǒng)的負(fù)序等值網(wǎng)絡(luò)圖： 3） 系統(tǒng) 的零序等值網(wǎng)絡(luò)圖： 24 5 節(jié)點和 6 節(jié)點發(fā)生不對稱短路的程序結(jié)果 （ 1） 5 節(jié)點發(fā)生不對稱短路的程序結(jié)果： 1）故障點和 各支路各序電流標(biāo)幺值： 正序電流標(biāo)幺值 負(fù)序電流標(biāo)幺值 零序電流標(biāo)幺值 單相接地短路 短路點 (5 號點 ) 兩相短路