【正文】 14 頁 共 37 頁 ? ? 1 3 0 0722401172233139。 5) 勉鋼變主變壓器參數(shù) 變壓器型號(hào)： SFSZ150000/330 ；額定容量 (MVA) ： 150MVA ；額定電壓：345? 8?%/。 3) 洋縣變主變壓器參數(shù) 變 壓 器 型 號(hào) ： OSFPSZ10240000/330 ； 額 定 容 量 (MVA) ： 240MVA ； 額 定 電 壓 ：345? 8?%/121/35KV。 表 20xx 年度末漢中地區(qū)電網(wǎng)輸電規(guī)模統(tǒng)計(jì)表 單位：千米 總規(guī)模 330 千伏 110千伏 35 千伏 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 220 13 111 96 手工計(jì)算 主變壓器參數(shù)計(jì)算 1) 漢中變主變壓器參數(shù) 變壓器型號(hào)： OSFPSZ7240000/330 ；額定容量 (MVA) ： 240MVA ；額定電壓：345? 8?%/121/35KV。 表 20xx 年度末漢中地區(qū)電網(wǎng)變電規(guī)模統(tǒng)計(jì)表 單位：兆伏安 總規(guī)模 330 千伏 110 千伏 35千伏 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 152 299 5 12 2610 67 126 80 161 漢中電網(wǎng)輸電線路規(guī)模簡介 20xx年度末漢中地區(qū)電網(wǎng) 35千伏及以上輸電線路多達(dá) 220條，總長度 ，其中 330 千伏線路 13 條，長度 千米； 110 千伏線路 111 條，長度 千米；35 千伏線路 96 條，長度 千米。 表 20xx 年度末漢中地區(qū)電網(wǎng)裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)表 單位：兆瓦 20xx 年度末裝機(jī)容量合計(jì) 總?cè)萘? 火電 水電 風(fēng)電 其它 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 181 381 0 0 0 176 373 380 0 0 0 5 8 110 千伏 35千伏 10 千伏以下 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 座數(shù) 臺(tái)數(shù) 容量 10 34 30 83 141 264 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 37 頁 漢中電網(wǎng)變電規(guī)模簡介 截止 20xx 年末，漢中地區(qū)電網(wǎng) 35 千伏及以上變電總規(guī)模如下： 330 千伏變電站共五座（其中勉鋼變?yōu)榇笥脩糇冸娬荆?,分別為漢中變、武侯變、洋縣變、順正變和勉鋼變，變壓器臺(tái)數(shù) 12 臺(tái)，變電容量 2610 兆伏安； 110 千伏變電站 45 座，變壓器 85 臺(tái)，變電容量 兆伏安； 35 千伏變電站 80 座，變壓器 24 臺(tái)，變電容量 兆伏安，合計(jì)變電總?cè)萘?兆伏安。主要以水電為主，其中 110 千伏水電站 10 座，裝機(jī)容量 兆瓦； 35 千伏水電站 30 座，裝機(jī)容量 兆瓦， 10千伏及以下水電站 141 座，裝機(jī)容量 兆瓦。但 20xx 年用電客戶報(bào)裝情況及漢中市經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況預(yù)測， 20xx 年漢中全網(wǎng)最大負(fù)荷1620~1670 兆瓦，現(xiàn)有的供電電源點(diǎn)已不滿足供電需求。 20xx全年負(fù)荷水平及供電量均保持低速增長，全年電網(wǎng)整 體運(yùn)行平穩(wěn)。 20xx 年漢中電網(wǎng)全年供電量 億千瓦時(shí)，增長率 %。前三季度全網(wǎng)日平均負(fù)荷 兆瓦，日均供電量 萬千瓦時(shí)，與 20xx年同比略有增長。工業(yè)用電負(fù)荷及電量增減變化的“晴雨表”，是漢中電網(wǎng)電力供需緊張程度的重要影響因素，占據(jù)漢中電網(wǎng)用電負(fù)荷及電量 70%左右的高耗能負(fù)荷的下降，使得今年前三季度電力供需相對(duì)具有一定裕度。 漢中電網(wǎng)電力供需形勢 20xx 年，國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢未見明顯好轉(zhuǎn)的背景下，受國家整體宏觀經(jīng)濟(jì)政策調(diào)控導(dǎo)向的影響，漢中地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展增速放緩，保持低速平穩(wěn)增長態(tài)勢，由此影響到漢中地區(qū)電網(wǎng)全年用電量增幅減小。 （ 9）計(jì)算支路功率分布， PV 節(jié)點(diǎn)無功功率和平衡節(jié)點(diǎn)注入功率，最后輸出結(jié)果，并結(jié)束。000 0xxxxfxfxxxfxfxxf???????????1x? ? 0xJxf k ??? ?kxfJ 39。,2,111)(1,1)1(*????)I m( 1 **)()1( ??? ? nj kjpjkpkp UYUQ ?????????????? ????? npjkjpjkpkppppkp UYUjQPYU ,1)(* )()1()1( 1 ??)1(0)1( ?? ?? kppkp UU ??? ? 0?xf0x 0x? ? ? 0 00 ??xxf? ? ? ? ? ?? ? ? ?001039。 每次迭代的修正量為： 牛頓 拉夫遜法計(jì)算電力系統(tǒng)潮流的基本步驟： siniUYU jQPYU nij jijiiiiii???????????? ??? ???。 這就是單變量的牛頓 拉夫遜法。如果兩次迭代解的差值小于某一給定的允許誤差值，則認(rèn)為所求的值為該問題的解。在牛頓 拉夫遜法的每一次迭代過程中，非線性問題通過線性化逐步近似。假定高斯 塞德爾迭代法已完成第 k 次迭代，接著要做第 k+1 次 迭代前，先按下式求出節(jié)點(diǎn) p 的注入無功功率： 然后將其代入下式，求出節(jié)點(diǎn) p 的電壓： 在迭代過程中，按上式求得的節(jié)點(diǎn) p 的電壓大小不一定等于設(shè)定的節(jié)點(diǎn)電壓 Up0，所有在下一次的迭代中，應(yīng)以設(shè)定的 Up0 對(duì)電壓進(jìn)行修正，但其相角仍保持上式所求得值，使 得 : 如果所求得 PV 節(jié)點(diǎn)的無功功率越限，則無功功率在限，該 PV 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為 PQ 節(jié)點(diǎn)。在這些方程式中，注入功率 Pi 和 Qi 都是給定的，平衡節(jié)點(diǎn)電壓也是已知的，因而只有 n1 個(gè)節(jié)點(diǎn) 的電壓為未知量，從而有可能求得唯一解。 高斯 塞德爾迭代法計(jì)算潮流功率方程的特點(diǎn)：描述電力系統(tǒng)功率與電壓關(guān)系的方程式是一組關(guān)于電壓的非線性代數(shù)方程式，不能用解析法直接求解 。 高斯 塞德爾迭代法 在高斯法的每一次迭代過程中是用上一次迭代的全部分量來計(jì)算本次的所有分量，顯然在計(jì)算第 i 個(gè)分量時(shí)，已經(jīng)計(jì)算出來的最新分量并沒有被利用，從直觀上看，最 新計(jì)算出來的分量可能比舊的分量要好些。 計(jì)算機(jī)潮流計(jì)算的方法 迭代法 考察下列形式的方程： 這種方程是隱式的，因而不能直接得出它的根，但如果給出根的某個(gè)猜測值，代入上式的右端，即可求得： 再進(jìn)一步得到： 如此反復(fù)迭代： 確定數(shù)列 有極限 則稱迭代過程收斂，極限值 為方程的根。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。 總結(jié)為在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計(jì)算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 (3)正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算 ,用于日運(yùn)行方式的編制 ,指導(dǎo)發(fā)電廠開機(jī)方式 ,有功、無功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案 ,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。 具體表現(xiàn)在以下方面： (1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段 ,通過潮流計(jì)算 ,合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn) ,合理規(guī)劃網(wǎng)架 ,選擇無功補(bǔ)償方案 ,滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。 潮流計(jì)算的意義 潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種基本電氣計(jì)算 ，常規(guī)潮流計(jì)算的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。牛頓法，由于其在求解非線性潮流方程時(shí)采用的是逐次線性化的方法，為了進(jìn)一步提高算法的收斂性和計(jì)算速度，人們考慮采用將泰勒級(jí)數(shù)的高階項(xiàng)或非線性項(xiàng)也考慮進(jìn)來，于是產(chǎn)生了二階潮流算法。 潮流計(jì)算的發(fā)展趨勢 通過幾十年的發(fā)展，潮流算法日趨成熟。但是，到目前為止這些新的模型和算法還不能取代牛頓法和 PQ分解法的地位。 近 20 多年來，潮流算法的研究仍然非常活躍，但是大多數(shù)研究都是圍繞改進(jìn)牛頓法和PQ 分解法進(jìn)行的。 20 世紀(jì) 70 年代后期，有人提出采用更精確的模型，即將泰勒級(jí)數(shù)的高階項(xiàng)也包括進(jìn)來，希望以此提高算法的性能，這便產(chǎn)生了保留非線 性的潮流算法。 PQ 分解法在計(jì)算速度方面有顯著的提高，迅速得到了推廣。自從 20 世紀(jì) 60 年代中期采用了最佳順序消去法以后，牛頓法在收斂性、內(nèi)存要求、計(jì)算速度方面都超過了阻抗法，成為直到目前仍被廣泛采用的方法。牛頓法是數(shù)學(xué)中求解非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。這個(gè)方法把一個(gè)大系統(tǒng)分割為幾個(gè)小的地區(qū)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)只需存儲(chǔ)各個(gè)地區(qū)系統(tǒng)的阻抗矩陣及它們之間的聯(lián)絡(luò)線的阻抗，這樣不僅大幅度的節(jié)省了內(nèi)存容量，同時(shí)也提高了節(jié)省速度。當(dāng)系統(tǒng)不斷擴(kuò)大時(shí)，這些缺點(diǎn)就更加突出。 阻抗法改善了電力系統(tǒng)潮流計(jì)算問題的收斂性，解決了導(dǎo)納法無法解決的一些系統(tǒng)的潮流計(jì)算，在當(dāng)時(shí)獲得了廣泛的應(yīng)用，曾為我國電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和研究作出了很大的貢獻(xiàn)。這就需要較大的內(nèi)存量。 20 世紀(jì) 60 年代初，數(shù)字計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到第二代，計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和計(jì)算速度發(fā)生了很大的飛躍，從而為阻抗法的采用創(chuàng)造了條件。 在用數(shù)字計(jì)算機(jī)求解電力系統(tǒng)潮流問題的開始階段，人們普遍采用以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的高斯 賽德爾迭代法（一下簡稱導(dǎo)納法）。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，潮流問題的方程式階數(shù)越來越高，目前已達(dá)到幾千階甚至上萬階，對(duì)這樣規(guī)模的方程式并不是采用任何數(shù)學(xué)方法都能保證給出正確答案的。因此其數(shù)學(xué)模型不包含微分方程，是一組高階非線性方程。此后，潮流計(jì)算曾采用了各種不同的方法，這些方法的發(fā)展主要是圍繞著對(duì)潮流計(jì)算的一些基本要求進(jìn)行的。其中較重要的設(shè)置是：潮流計(jì)算算法選擇、基準(zhǔn)能力、允許誤差、迭代最大次數(shù)、對(duì)電壓控制的設(shè)置等等。點(diǎn)擊其中任何一個(gè)按鈕就可以單獨(dú)打開一個(gè)標(biāo)簽頁進(jìn)行設(shè)置。下面可以進(jìn) 行仿真環(huán)境和參數(shù)設(shè)置，從菜單欄 選項(xiàng) 仿真選項(xiàng)，單擊打開PWS 選項(xiàng)對(duì)話框，如圖 所示。 圖 發(fā)電機(jī)信息對(duì)話框 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 37 頁 4) 然后適當(dāng)調(diào)整發(fā)電機(jī)在圖中的位置和大小，則發(fā)電機(jī)添加完畢，如圖 所示。選擇和輸出相關(guān)數(shù)據(jù)，再單擊“確定”。 圖 單線圖新建實(shí)例 2) 添加發(fā)電機(jī) 從“繪圖欄”中點(diǎn)擊“網(wǎng)絡(luò)”，再選擇“發(fā)電機(jī)”圖標(biāo)，在與該發(fā)電機(jī)連接的母線處點(diǎn)擊左鍵，如圖 所示。電力系統(tǒng)單線圖建模在“編輯模式”下完成，以添加發(fā)電機(jī)元件為例，介紹繪圖方法。 電網(wǎng)的建模 對(duì)任何一個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行分析前，必須準(zhǔn)確地對(duì)其建模。 除了上述各功能， Power world simulator 可視化分析程序還提供方便快捷的局部菜單（在運(yùn)行圖上右擊鼠標(biāo)），主要有限值監(jiān)視設(shè)定、越限后文本區(qū)自動(dòng)改變顏色、可視化顯示內(nèi)容和參數(shù)設(shè)定、全屏切換顯示和分屏耦合顯示、快速查找 和定位、鷹眼漫游、負(fù)荷預(yù)測可視化、考慮氣候變化的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析、用戶自定義界面、新的插入模板、母線顏色自動(dòng)選擇、動(dòng)畫率可調(diào)、餅圖和線路顏色的協(xié)調(diào)等功能。選擇主菜中 File 中的 Save As 項(xiàng)可出現(xiàn)對(duì)話框，在對(duì)話框左下角存儲(chǔ)文件類型一欄中可選擇所需的保存格式。 Power world simulator 可視化分析程序的上述特性被集成在一起，在軟件安裝完畢后即可領(lǐng)略到它的龐大功能。這項(xiàng)功能在解釋例如電網(wǎng)擴(kuò)建引起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化等問題上十分有用。 Power world simulator 提供了極為方便的模擬電力系統(tǒng)時(shí)間特性的 工具。在 Power world simulator 可視化分析程序中，輸電線路的投切、負(fù)荷調(diào)整、發(fā)電機(jī)的投退及其各種功能切換以及聯(lián)絡(luò)線的建立等等，這一切只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可完成。與其他同類商業(yè)應(yīng)用軟件不同的是： Power world simulator 允許用戶通過可縮放的彩色動(dòng)畫單線圖來模擬一個(gè)系統(tǒng)。它的核心是一個(gè)綜合的、強(qiáng)大的潮流計(jì)算的軟件，它可以有效地求解多達(dá) 100,000 個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型復(fù)雜電力系統(tǒng)。使用方便、功能強(qiáng)大、可視化程度相當(dāng)高。交互能力和可視化方法使它在勝任嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾娋W(wǎng)運(yùn)行分析的同時(shí)，還可以用來向非專業(yè)人員闡明電力系統(tǒng)的運(yùn)行原理和進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。這套軟件已經(jīng)應(yīng)用到 42 個(gè)國家的 300 多 個(gè)國家級(jí)電力公司的規(guī)劃、運(yùn)行、調(diào)度和培訓(xùn)?？梢暬浖膽?yīng)用是為了將大量數(shù)字表述的信息用圖形方式表達(dá)出來，而且更為重要的是：數(shù)字間的潛在聯(lián)系也可能通過圖形信息更清楚的體現(xiàn)，對(duì)計(jì)算所得到的 海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和綜合，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的本質(zhì)聯(lián)系以得到可準(zhǔn)確反映系統(tǒng)狀態(tài)的簡潔指標(biāo)，并以正確的方式予以可視化顯示才是可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的真正內(nèi)涵。研究中利用傳統(tǒng)的靜態(tài)安全分析和故障排序方法，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)的可視化和穩(wěn)定運(yùn)行域的可視化。主要分兩個(gè)方面：其一是側(cè)重于大型復(fù)雜電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行和調(diào)度控制的工程應(yīng)用，其二是針