【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 17 三、對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析： 為什么在用計(jì)算機(jī)對(duì)某網(wǎng)絡(luò)初次進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)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(jì)算時(shí)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(jìn)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(dòng)變量，發(fā)電機(jī)的 PQ為控制變量，各節(jié)點(diǎn)的 V為狀態(tài)變量。擾動(dòng)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(jì) 算機(jī)對(duì)某網(wǎng)絡(luò)初次進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)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(jī)的機(jī)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(jī)的出力（ 4）在電壓不符合要求的節(jié)點(diǎn)處增加無(wú)功補(bǔ)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(jì)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(shí)，可以簡(jiǎn)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(jiǎn)化后并未改變節(jié)點(diǎn)功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會(huì)降低計(jì)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(jì)算過(guò)程中減少了很大的計(jì)算量，而且有功和電壓幅值，無(wú)功和電壓相角的完全割裂也大大的對(duì)矩陣降維數(shù)，減少了一半的計(jì)算量，但是他雅克比矩陣常數(shù)化是經(jīng)驗(yàn)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(shí)候收斂性也特別差，甚至不收斂 （ 3） PQ法按幾何級(jí)數(shù)收斂，牛頓拉夫遜法按平方收斂。 PQ 分解法把節(jié)點(diǎn)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(wú) 功功率迭代分開(kāi)進(jìn)行。它密切地結(jié)合了電力系統(tǒng)的固有特點(diǎn)，無(wú)論是內(nèi)存占用量還是計(jì)算速度方面都比牛頓 拉夫遜法有了較大的改進(jìn)。 選取 PQ分解法的數(shù)據(jù)來(lái)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(jī)端電壓電壓和節(jié)點(diǎn)電壓一定可以使有功損耗降低，但是對(duì)于無(wú)功損耗來(lái)說(shuō)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(yùn)行方式，對(duì)原有電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造都可以降低網(wǎng)損。 發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的注入無(wú)功為負(fù)值說(shuō)明了什么？ 答：因?yàn)榫€路無(wú)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(diǎn)流向幅值低的節(jié)點(diǎn)。由此看出發(fā)電機(jī)的電壓小于節(jié)點(diǎn)電壓而無(wú)功功率的方向是從高電壓到低電壓，所以發(fā)電機(jī)的注入無(wú)功為負(fù)值。 負(fù)荷功率因數(shù)對(duì)系統(tǒng)潮流有什么影響？ 答：負(fù)荷功率因數(shù)降低，無(wú)功功率就會(huì) 增大，其輸電線路的總電流就會(huì)相應(yīng)增大，從而會(huì)造成電壓損耗的升高，從而會(huì)改變無(wú)功功率潮流的大小，嚴(yán)重時(shí)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(jì)算 一、三相短路 三相短路電流的計(jì)算原理 : 利用結(jié)點(diǎn)阻抗矩陣和導(dǎo)納矩陣都可以計(jì)算短路電流，其算法有所不同。利用結(jié)點(diǎn)阻抗陣時(shí)，只要形成了阻抗陣，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中任意一點(diǎn)的對(duì)稱短路電流和網(wǎng)絡(luò)中電流、電壓的分布非常方便，計(jì)算工作量小，但是，形成阻抗陣的工作量大，網(wǎng)絡(luò)變化時(shí)的修改也比較麻煩，而且結(jié)點(diǎn)阻抗矩陣是滿陣，需要計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量較大。 利用結(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣計(jì)算短路電流，實(shí)質(zhì)是先用它計(jì)算出與指定的短路點(diǎn)有關(guān)的結(jié)點(diǎn)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(diǎn) i 和 j 的支路阻抗） 進(jìn)行短路電流的計(jì)算。然而，導(dǎo)納陣是對(duì)稱、稀疏陣，極易形成，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化時(shí)也易于修改。 程序運(yùn)行步驟及對(duì)變量的解釋： （ 1） 請(qǐng)輸入短路點(diǎn)的數(shù)目 NF （ 2） 請(qǐng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù) n （ 3） 請(qǐng)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(hào) P； 末端號(hào) Q，且 PQ； 支路的阻抗（ R+jX） 。 支路的對(duì)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(qǐng)輸入“ 1”，否則請(qǐng)輸入“ 0”）。 （ 5） 輸入由短路點(diǎn)號(hào)，短路點(diǎn)阻抗形成的矩陣 D （ 6） 請(qǐng)輸入由各節(jié)點(diǎn)的初電壓標(biāo)幺值形成的列矩陣 V0 （ 7） 形成節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣 Z （ 8） 求短路點(diǎn)電流fkkkf ZZUI ?? )0( 20 （ 9） 求網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)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(diǎn)、 6 節(jié)點(diǎn)發(fā)生三相短路的程序結(jié)果： 21 5 節(jié)點(diǎn)發(fā)生三相短路： 1）短路點(diǎn)的電流： 標(biāo)幺值： 有名值（ kA）： 2）各節(jié)點(diǎn)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(diǎn)發(fā)生三相短路 1）短路點(diǎn)的電流： 標(biāo)幺值： 有名值（ kA）： 2）各節(jié)點(diǎn)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(duì)運(yùn)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(shí)，其短路點(diǎn)的電壓為 0，短路點(diǎn)的電流為最大，這與理論都是相符的。 二、不對(duì)稱短路 短路計(jì)算原理： 簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障（包括橫向和縱向故障）與對(duì)稱故障的計(jì)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(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓，由結(jié)點(diǎn)電壓即可確定支路電流，所不同的是，要分別按三個(gè)序進(jìn)行。 （ 1）系統(tǒng)三序等值網(wǎng)絡(luò)圖如下： 不對(duì)稱短路計(jì)算的三序等值網(wǎng)絡(luò)圖（將發(fā)電機(jī)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(diǎn)和 6 節(jié)點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路的程序結(jié)果 （ 1） 5 節(jié)點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路的程序結(jié)果： 1）故障點(diǎn)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(diǎn) (5 號(hào)點(diǎn) ) 兩相短路