【正文】 組 成 員 孫帆 郭娟 陳朝輝 蘇新波 呂應(yīng) 發(fā) 指 導(dǎo) 教 師 楚冰清 完 成 時(shí) 間 2021 .12 .30 1 目 錄 1 概述 .......................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 設(shè)計(jì)目的 ........................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ........................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 電力系統(tǒng)簡介 ................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。電力系統(tǒng)建設(shè)往往是國家及地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。潮流計(jì)算針對電力革統(tǒng)各正常運(yùn)行方式，而靜態(tài)安全分析則要研究各種運(yùn)行方式下個(gè)別系統(tǒng)元件退出運(yùn)行后系統(tǒng)的狀況。原則上講，靜態(tài)安全分析也可 U 用潮流計(jì)算來代替。牛頓法是 數(shù)學(xué)中解決非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。自從 20 世紀(jì) 60 年代中期利用了最佳順序消去法以后，牛頓法在收斂性、內(nèi)存要求、速度方面都超過了阻抗法，成為直到目前仍在廣泛采用的優(yōu)秀方法。 2 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述 電力系統(tǒng)簡介 電力系統(tǒng)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。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)穩(wěn) 定計(jì)算和故障分析的基礎(chǔ)。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。 潮流計(jì)算簡介 潮流計(jì)算，電力學(xué)名詞，指在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒃?shù)和發(fā)電、負(fù)荷參量條件下，計(jì)算有功功率、無功功率 及電壓在電力網(wǎng)中的分布。通常給定的運(yùn)行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷點(diǎn)的功率、樞紐點(diǎn)電壓、平衡點(diǎn)的電壓和相位角。 潮流計(jì)算的意義及其發(fā)展 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基本的計(jì)算，是對復(fù)雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算。各點(diǎn)電壓是否滿足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率損耗等。潮流計(jì)算結(jié)果可用如電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)研究，安 4 全估計(jì)或最優(yōu)潮流等對潮流計(jì)算的模型和方法有直接影響。 運(yùn)行方式管理中，潮流是確定電網(wǎng)運(yùn)行方式的基本出發(fā)點(diǎn)；在規(guī)劃領(lǐng)域，需要進(jìn)行潮流分析驗(yàn)證規(guī)劃方案的合理性；在實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，調(diào)度員潮流提供了多個(gè)在預(yù)想操作情況下電網(wǎng)的潮流 分布以及校驗(yàn)運(yùn)行可靠性。 在用數(shù)字見算計(jì)算機(jī)解電力系統(tǒng)潮流問題的開始階段，普遍采取以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的逐次代入法。這就迫使電力系統(tǒng)的計(jì)算人員轉(zhuǎn)向以阻抗矩陣為基礎(chǔ)的逐次代入法。當(dāng)系統(tǒng)不斷擴(kuò)大時(shí)，這些缺點(diǎn)就更加突出，為了克服這些缺點(diǎn)， 60 年代中期發(fā)展了以阻抗矩陣為基礎(chǔ)的分塊阻抗法。 克服阻抗法缺點(diǎn)是另一個(gè)途徑是采用牛頓 拉夫遜法。在解決電力系統(tǒng)潮流計(jì)算問題時(shí)，是以導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的 ，因此，只要我們能在迭代過程中盡可能保持方程式系數(shù)矩陣的稀疏性，就可以大大提高牛頓法潮流程序的效率。內(nèi)存要求。 3 Matlab 概述 Matlab 簡介 MATLAB 是由美國 mathworks 公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。 MATLAB 和 Mathematica、 Maple 并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。 MATLAB 可以進(jìn)行 矩陣 運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、 圖像處理 、 信號(hào)檢測 、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。在新的版本中也加入了對 C， FORTRAN， C++ ， JAVA的支持。 MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行以下各種工作： 數(shù)值分析 數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 工程與科學(xué)繪圖 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 數(shù)字圖像處理 技術(shù) 數(shù)字信號(hào)處理 技術(shù) 通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 財(cái)務(wù)與金融工程 MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測試和測量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。 6 4 潮流計(jì)算過程 系統(tǒng)圖及參數(shù) 系統(tǒng)圖 圖 1 潮流計(jì)算設(shè)計(jì)圖 各元件參數(shù) 變壓器 T T2： SFL116000/110，（ 121177。5﹪） /， ΔPs=52kW， ΔP0=, Us﹪ =， I0﹪ =； 變壓器 T4： 2SFL116000/110，（ 110177。 電網(wǎng)潮流計(jì)算思路 （ 1） 計(jì)算各元件參數(shù)，畫出等值電路； （ 2） 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算； （ 3） 不滿足供電要求，進(jìn)行調(diào)壓計(jì)算。 繪制等效電路 功率分布計(jì)算 圖 2 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的等效圖 （ 1） 各元件功率損耗 ① 兩臺(tái) T4 變壓器并聯(lián)損耗 M V AjjXRUSSjSSTTNT )()(110)2121(2244224039。0444 ）????????????M V Aj ) ??（ （ 9）④ 120Km 與 100Km 線路交點(diǎn) 3 末端功率損耗 M V AjSSSS LDT )] 8 6 ()560 0 9 7 4 1 [(0333 ????????????M VAj )( ?? （ 10） 1 234T 1T 2T 3T 4110/S 0 = 0 .0 1 8 5 + j0 .1 4 4S 0 = 0 .0 1 8 5 + j0 .1 4 4G 1 G 2S 0 = 0 .0 1 1 6 + j0 .1 7 6 S 0 = 0 .0 1 1 6 + j0 .1 7 6LD 4 = 1 0 .2 + j6 .2LD 3 = 5 .6 + j4 .4S 0 = 0 .0 0 9 7 6 + j0 .0 8 8R T1 +jX T1 R T2 +jX T2R T3 +jX T3R T4 +jX T4R T4 +jX T4R 1 +jX 1 R 3 +jX 3R 2 +jX 2 R4 +jX 4jB 1 /2jB 1 /2 jB 3 /2jB 3 /2jB 2 /2jB 2 /2 jB 4 /2 jB 4 /2 9 ⑤ 間 100Km 線路損耗 M V AjjUBjXRUSSSM V AjUBjSSM V AjjSSNNLDLDNLDLDLD)()(2)()(2)()(1771772222221414)1(122141441439。39。39。?????????????????jUBjXRUSSSM V AjUBjSSM V AjjSSNNLDLDNLDLDLD M V AjM V Aj )( ??? （ 12） ⑦ 間 70Km 線路損耗 )()(2)()(2)()(171017102444222424)1(224242442439。39。39。jjUBjXRUSSSM V AjUBjSSM V AjjSSNNLDLDNLDLDLD????????????????? M V AjM V Aj )( ??? （ 14） ⑨ 位置 1 點(diǎn)總損耗： 10 M V AjjjSSS ) 6 0 ()() 5 0 )2(1)1(11 ???????? （ （ 15）⑩ 位置 2 點(diǎn)總損耗： M V AjjjSSS )()()()2(2)1(22 ???????? （ 16） 調(diào)壓計(jì)算 計(jì)算 線路上的電壓值 MV AjXRUSSUBjSSNLDLDN )()(2 222 21439。)1(1 39。)1(1239。（經(jīng)驗(yàn)證其他 3 路均不滿足關(guān)系），所以需要降低 121KV 端的輸出電壓和提高 110KV 的輸額定值。 ）（ ??T 的變壓器取輸入 %)51(110 ??? 調(diào)壓后： 239。)1(111141 ??????????? U XQRPUUUU KVKV 1 1 31 5 1 4 ???? （ 19） 所以滿足調(diào)壓關(guān)系。 5 Matlab 程序及運(yùn)行結(jié)果 Matlab 程序 clear。 nl=8。 11 pr=。 1 4 + 1 0。 2 3 + 0 1。 4 6 + 1 0。 6 8 + 1 0。 8 10 + 1 0]。 0 0 220 0 0 2。 0 0 220 0 0 2。 0 0 220 0 0 2。