電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)設(shè)計(jì)人： 指導(dǎo)老師目錄一、任務(wù)書34二、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計(jì)算59三、電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算1°17附：pq分解法潮流計(jì)算源程序及結(jié)果183°四、短路電流的計(jì)算3146附：1、對(duì)稱短路程序36372、不對(duì)稱短路程序4346五、線路保護(hù)的整定4764六、附錄：a：對(duì)稱短路計(jì)算的系統(tǒng)接線圖65b：零序網(wǎng)絡(luò)圖66c：潮流分布圖67d：線路保護(hù)配置圖68某220kv電網(wǎng)潮流計(jì)算及輸電線路繼電保護(hù)配置150mva 1-i(一) ：已知(1)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式為四臺(tái)發(fā)電機(jī)滿發(fā)和系統(tǒng)投入運(yùn)行;系統(tǒng)最小運(yùn)行方式為停兩臺(tái)發(fā)電機(jī)(f1,f3), 各負(fù)荷減半.系統(tǒng)各負(fù)荷及線路參數(shù)如圖所示

2、，各變壓器及發(fā)電機(jī)型號(hào)分別為：f 1f4: sf-100-40/8540pc= 1 oom wue= 13.8kv cos (p = 0.9r|=98.16%blb3:sfp7-150000/220220±2x2.5%/13.8ud=14%yn,dllb4:sfp7-150000/1001 10 ± 2 x 2.5%/13.8 ud=13%yn,dllb5b&sfpsz7-120000/220220±8x1.25%/115/10.5 yn,yno,dllui2=23.5%u23=13.3ui3=7.7%b9: rt = 3g, xt =1100(3)線路參

3、數(shù)如圖中所示.(二) ：設(shè)計(jì)任務(wù)(1) 計(jì)算各元件阻抗標(biāo)么值(sj=100mva,vj=vn)f：畫出正序，負(fù)序，零序等效網(wǎng)絡(luò)圖；(2) 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算;(用c語(yǔ)言)(3) 對(duì)5、6、7、8點(diǎn)進(jìn)行各種類型的短路電流計(jì)算;(qb)(4) 為線路67選擇保護(hù)方式；(5) 對(duì)所選保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算；(6) 對(duì)保護(hù)進(jìn)行選型；(7) 畫出保護(hù)原理圖；(8) 書寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書及準(zhǔn)備答辯.(三) ：設(shè)計(jì)成果(1) 系統(tǒng)潮流分布圖一張及短路電流表一份；(2) 線路保護(hù)配直圖一-張；(3) 保護(hù)原理圖一張；(4) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算一、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算變壓器的參數(shù)一般是指其等值電路中的電阻rt，

4、電抗xt，電導(dǎo)gt和電納bt，變壓器的變比k。根據(jù)銘牌 上所給的短路損耗aps，短路電壓vs%,空載損耗ap。，空載電流1（）%。前兩個(gè)數(shù)據(jù)由短路試驗(yàn)得到，用以確定 rt和xt；后兩個(gè)數(shù)據(jù)由空載試驗(yàn)得到，用以確定gt和1. 電阻rt：變壓器作短路試驗(yàn)時(shí)，將一側(cè)繞組短接，在另一側(cè)繞組丿施加電壓，使短路繞組的電流達(dá)到額定 值由于此時(shí)外加電壓較小湘應(yīng)的鐵耗也小，可以認(rèn)為短路損耗即等于變壓器通過(guò)額定電流時(shí)原、副方繞 組電阻的總損耗在電力系統(tǒng)計(jì)算中，常用變壓器三相額定容量和額定線電壓進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，則公式 為:rtq=apskwvn2kvx103/ sn2kva2. 電抗x：當(dāng)變壓器通過(guò)額定電流時(shí)，在電抗

5、上產(chǎn)生的電壓降的人小，可以用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示, 對(duì)于大容量變壓器，其繞紐電阻比電抗小得多貝j公式：xtq=vs%x vn2kvx 103/100/sn kva3. 電導(dǎo)gt：變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)衣示鐵芯損耗的.由于空載電流相對(duì)額定電流來(lái)說(shuō)是很小的，繞組小的 銅耗也很小，所以近似認(rèn)為變壓器的鐵耗就等于空載損耗，則公式為：gts=4pokwx 10'3/vn2kv4. 電納bt:變壓器的電納代表變壓器的勵(lì)磁功率.變壓器空載電流包含有功分量和無(wú)功分量，與勵(lì)磁功 率對(duì)應(yīng)的是無(wú)功分量.由于有功分量很小，無(wú)功分量和空載電流在數(shù)值上幾乎相等.bts=io%x snkvax 10-3/100/vn2

6、kv5. 變壓比心：在三相電力系統(tǒng)計(jì)算中，變壓器的變壓比通常是指兩側(cè)繞組空載線電壓的比值對(duì)于星形和三角形接法的變壓器,變壓比與原副方繞組匝數(shù)比相等;對(duì)于星三角形接法的變壓器，變壓比為原副方繞組匝數(shù)比的松倍.根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的耍求，變壓器不一定丄作在主抽頭上，因此，變壓器運(yùn)行中 的實(shí)際變比，應(yīng)是工作時(shí)兩側(cè)繞組實(shí)際抽頭的空載線電壓z比.二、三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算三繞組變圧器等值電路中的參數(shù)計(jì)算原則與雙繞組變壓器的相同，下面分別確定各參數(shù)的計(jì)算公式.1. 電阻r1r2r3：為了確定三個(gè)繞組的等值阻抗,耍有三個(gè)方程，為此，需耍有三種短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)三繞組變 壓器的魚路試驗(yàn)是依次讓一個(gè)繞組開路,按雙繞

7、組變壓器來(lái)作.通過(guò)查手冊(cè)可得短路損耗分別為，則冇p s1 = 1/2（aps（1 -2）+ap s（3-1 ）-ap s（2-3）p s2= 1/2(ap s(1 2)+ap s(23) ap s(3-1)ap s3= 1/2( ap s(2-3)+ap s(3-1 廠 ap s(1 -2)求出各繞組的短路損耗后，便可導(dǎo)出雙繞組變壓器計(jì)算電阻相同形式的算式，bp：riq=psikwvn2kvx103/sn2kva2. 電抗x】,x2,x3：和雙繞組變壓器一樣，近似地認(rèn)為電抗上的電壓降就等于短路電壓.在給出短路電壓力后, 與電阻的計(jì)算公式相似,各繞組的短路電壓為v s 1 %= l/2(vs(l

8、 2)%+v s(3-1 )%-v s(23)%)v s2%= 1 /2( vs( 1 -2)%+v s(2-3)% v s(3-1)%)v s3%= 1/2(v s(23)%+v s(3-1 )%-v s(1 2)%)各繞組的等值電抗為:xia=vsi%x vn2kvx 103/100/ snkva3.導(dǎo)納gt-jbt和變比ki2、ki3、k23：計(jì)算與雙繞組變壓器相同.三. 線路參數(shù)的計(jì)算.輸電線路的參數(shù)有四個(gè):反映線路通過(guò)電流吋產(chǎn)生有功功率損失效應(yīng)的電阻;反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)牛磁場(chǎng)效應(yīng) 的電感;反映線路帯電吋絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄漏電流及導(dǎo)線附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損失的電導(dǎo)仮映帶電導(dǎo)線 周圍

9、電場(chǎng)效應(yīng)的電容.輸電線路的這些參數(shù)通?？梢哉J(rèn)為是沿全長(zhǎng)均勻分布的,每單位長(zhǎng)度的參數(shù)為!、x、g及b. 當(dāng)線路長(zhǎng)為l(km)時(shí)，r=rl;x=xl;g=gl;b=bl由于沿絕緣子的泄漏很小，可設(shè)g=0.四. 標(biāo)么值的折算.建立電力網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,需解決標(biāo)么值的折算問(wèn)題.進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，除采用有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等進(jìn)行運(yùn)算外,還可采用沒(méi)有單位的阻抗、 導(dǎo)納、電壓、電流、功率等的相對(duì)值進(jìn)行運(yùn)算.前者稱有名制,后者稱標(biāo)么制.標(biāo)么制之所以能在相當(dāng)寬廣的范圍內(nèi) 取代有名制,是由于標(biāo)么制具有計(jì)算結(jié)果清晰、便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的正確性、可大量簡(jiǎn)化計(jì)算籌優(yōu)點(diǎn)。標(biāo)么值=實(shí)際有名值(任

10、意單位)/基準(zhǔn)值(與有名值同單位)對(duì)于直接電氣聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò),在制訂標(biāo)么值的等值電路時(shí)，各元件的參數(shù)必須按統(tǒng)一的基準(zhǔn)值進(jìn)行歸算由于各元件 的額定值可能不同，因此，必須把不同基準(zhǔn)值的標(biāo)么阻抗換處成統(tǒng)一基準(zhǔn)值的標(biāo)么值.現(xiàn)統(tǒng)一選定的棊準(zhǔn)電壓和基 準(zhǔn)功率分別為v和s,則電抗的實(shí)際有名值換算成標(biāo)么值，即在工程計(jì)算屮規(guī)電各個(gè)電壓等級(jí)都以其平均額定電壓v作為基準(zhǔn)電壓.根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的電壓等級(jí)，各級(jí)平均額定 電壓規(guī)定為 3.15, 6.3,10.5,15.75,37,115, 230,345, 525kv五具體計(jì)算及結(jié)果根據(jù)原始數(shù)據(jù)及資料顯示，通過(guò)公式計(jì)算nj得：（選擇基準(zhǔn)t：sb=100mva,vb=vav） 1

11、、雙繞組變壓器:bbb2,b3 (型號(hào) sfp7-150000/220 )(參數(shù) ap()=14okw4ps=45okw,vs%=14%,io%=o.8,yndl 1) rt-aps x un2 x 103/sn2=450 x 2202 x 103/l 500002=0.968q rt*=rtxsb/vb2=0.968 x 100/2302=0.0018 xt-vx%xvn2x103/100/sn=14x2202x103/100/150000=45.173q xt*=xtxsbab2=45.1 73 x 100/2302=0.0854 bt=io%snx1o'3/1oo/vn2=o.8

12、x15oooox1o-3/1oo/23o2=o.o227x1o-3s bt*=btxvb2/sb=0.0227x10-3x2302/100=0.012b4(型號(hào) sfp7150000/110)(參數(shù) apo=lo7kw,aps=547kw?vs%=13%,io%=o.6,yndl 1) rt=547 x1102x103/1 500002=0.2942firt*=0.2942x 100/1152=0.0022xt=13x1102x103/100/1 50000= 10.487qxt*=10.487x 100/1152=0.0793bt=0.6x 150000x 1 0_3/100/1102=0.

13、744x 10_4sbp=0744x 10故 1152/l 00=0.00982、三繞組變壓器:b5b8 (型號(hào) sfpsz7-120000/220220±8xl.25%/115/10.5yn,yno,dll u2 =23.5%u23 =13.3%=7.7% apv = 425 vv = d0 )us% = -x (23.5 4-13.3-7.7) = 14.55%/ % =丄x (7.7 + 13.3 -23.5) = -1.25% « 0/$1 % =丄 x (23.5 + 7.7-13.3) = 8.95%rtq=apskwvn2kvx103/sn2k=425 x 2

14、302x103/1200002=1.5613=1.5613xl00/2302 =0.002951= ±55x 2202 x1q3 二5&6850100 120000xm = -x 22° xlo3 = 36.098q100 120000x廠= 58.685x100 = 0 11()9 =230201= 36.098x100 =0()68 =23020,11x|$ + x嚴(yán)=0.1109“242/1211k = 1230/1153、聯(lián)絡(luò)變壓器 b9： r“ =艾孚=0.00567x廠=甌小。=0.2079 k = 231/110 = 0.95723022302230/

15、1154、線路l1l7:（l1,l5,l6為雙回路,l2,l3,l4,l7為單回路）l1:型號(hào)為 2 x lgj -400/75km.參數(shù)為:r=0.08 q /km,x=0.397 q /km,b=2.92 x 10-6s/kmri=l/2lxr=75x0.08/2=3qxi=l/2lx=0.397x75/2=14.888qb=2xlb=2x2.92xl0-6x75=4.38xl0-4srp=rxsb/vb2=3x100/2302=0.00567xi*=x1xsb/vb2=14.888x100/2302=0.0281bp=b1xvb2/sb=4.38x10-4x2302/100=0.2317

16、 bp/2=0 .1158l2：型號(hào)為 lgj -400/50km.參數(shù)為:r=0.08 q /km,x=0.397 q /km,b=2.92 x 10-6s/kmr2=lxr=50x0.08=4qx2=lx=0.397x50=19.85qb2=lb=2.92xl0-6x50=1.46xl0-4sr2*=rxsb/vb2=4x 100/1152=0.0302x2*=x2>< sb/vb2=1 9.85 x 100/1152=0.1501b2*=b2xvb2/sb= 1.46x 10經(jīng) 1152/l 00=0.0193b2*/2=0.00965l3:型號(hào)為 lgj-185/70km.

17、參數(shù)為:r=0.17 q/km,x=0.395 q/km,b=2.79x 10-6s/kmr3=lxr=70x0.17=11.9qx3=lx=0.395x70=27.65qb3=lb=2.79x 10_6x70=l .953x 10'4sr3*=rxsb/vb2=1 1.9x100/1152=0.09x3*=x3xsb/vb2=27.65x 100/1152=0.2091b3*=b3xvb2/sb=1.953x10-4x1152/100=0.0258b3，/2=0.0129l4：型號(hào)為 lgj -150/74km. 參數(shù)為:r=0.21 q/km,x=0.403 q/km，b=2.74

18、x 10-6s/kmr4=lxr=74x0.21=15.54。x4=lx=0.403x74=29.822qb4=lb=2.74x 10'6x74=2.03xl0_4sr4*=rxsb/vb2=l 5.54x 100/1152=0.1175x4*=x4xsb/vb2=29.822x100/1152=0.2255b4*=b4xvb2/sb=2.03 xloxll 52/l 00=0.0268b4*/2=0.0134l5:型號(hào)為 2 x lgj -120/70km.參數(shù)為:r=0.27 q /km,x=0.409 q /km,b=2.69 x 10-6s/kmr5=l/2lxr=70x0.2

19、7/2=9.45qx5=l/2lx=0.409x70/2=14.315qb5=2xlb=2x2.69xl0_6x70=3.766xl0_4sr5*=r5 x sb/vb2=9.45 x 100/1152=0.0714x5*=x5xsbab2=14.315x 100/1152=0.1082b5*=b5xvb2/sb=3.766x10_4x1152/100=0.0498b5*/2=0.0249l6：型號(hào)為 2xlgj -400/73km.參數(shù)為:r=0.08 q/km,x=0.397 q/km,b=2.92x 106s/kmr6=l/2lxr=73x0.08/2=2.92qx6= 1 /2lx=0

20、.397x 73/2= 14.491qb6=2xlb=2x2.92xl0-6x73=4.26xl0_4sr6*=r6xsb/vb2=2.92x1 00/2302=0.0055x6*=x6xsb/vb2= 14.491 x 100/2302=0.0274b6*=b6xvb2/sb=4.26x 10'4x2302/l 00=0.2254b6*/2=0.1127l7:型號(hào)為 lgj -400/135km.參數(shù)為:r=0.08 q/km,x=0.397 q/km,b=2.92x 106s/kmr7=lxr=135x0.08=10.8qx?=lx=0.397x 135=53.595qb7=lb=

21、2.92x 10'6x 135=7.844x10_4sr7*=r7x sb/vb2= 10.8x1 00/2302=0.0204x7*=x7xsb/vb2=53.595x100/2302=0.1013b7*=b7xvb2/sb=7.844x10-4x2302/100=0.4149b7*/2=0.207455、發(fā)電機(jī) f1-f4：(型號(hào)：sf-100/40-854 pe=100mw cos = 0.9 ue =13.8kvx 八=0.20346. pq節(jié)點(diǎn)pq標(biāo)么值:4：s4=180+jl00s4*=s4/sb=1.8+jl.o5：s5=72+j40s5*=s5/sb=0.72+j0.4

22、8：s8=120+j63s8*=sg/sb=l 2+j0.639：s9=36+j20s9 尸s9/sb=0.36+j0.210： si0=40+j25sio*=sio/sb=o.4+jo.257零序電抗標(biāo)么值:x0(l1) =4.5xll =4.5x0.0281 = 02645 x0(l2) = 3xs =3x0.1501 = 0.4503 x(u3)= 3x3 =3x 0.2091 = 0.6273 x0(/4) =3x l4 = 3 x 0.2255 = 0.6765 x0(l5) =3xl, =3x0.1082 = 0.3246 xg6)=4.5x“ =4.5x0.0274 = 0233

23、 x0(l7) =4.5xl7 =4.5x0.1013 = 0.45585電力系統(tǒng)潮流計(jì)算p-q分解法潮流計(jì)算主要步驟1導(dǎo)納矩陣的形成2因子表的形成（三角分解法）3給定電壓初值4.計(jì)算不平衡功率 r（k）除以"仮）5計(jì)算不平衡功率a q/k）除以vi（k）6判斷收斂性7回代，修正屮）,a vj（k）8計(jì)算全線路功率電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算機(jī)算法潮流計(jì)算的任務(wù)：對(duì)給定的運(yùn)行條件確定運(yùn)行狀態(tài)，如果各母線上的電壓（幅值及相角）網(wǎng)絡(luò) 小的功率分布以及功率損耗等，幾個(gè)節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)的潮流方程的一般形式根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行條件，按給定變量的不同，一般節(jié)點(diǎn)可分三種：1. pq節(jié)點(diǎn)：有功功率p和無(wú)功功率q

24、給定的，節(jié)點(diǎn)電壓（v, 8 ）是待求量。2. pv節(jié)點(diǎn)：有功功率p和電壓幅值v給定的，節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率q電壓的相位角§是待求量。3. 平衡節(jié)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率p不能給定，此節(jié)點(diǎn)承擔(dān)系統(tǒng)的自功功率平 衡。網(wǎng)絡(luò)方程是線性方程，但由于在定解條件小不能給定節(jié)點(diǎn)電流，只能給出節(jié)點(diǎn)功率，從而使潮 流方程變?yōu)榉蔷€性方程，由于平衡節(jié)點(diǎn)的電壓已經(jīng)給定，假設(shè)系統(tǒng)屮有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，其屮有m個(gè)pq 節(jié)點(diǎn)，n-（m+l）個(gè)pv節(jié)點(diǎn)和一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)不參加求解。形成導(dǎo)納矩陣的方法及框圖1. 形成導(dǎo)納矩陣的程序框圖為了形成導(dǎo)納矩陣，必須個(gè)計(jì)算機(jī)輸入必要的原始數(shù)據(jù)，一條支路的原始數(shù)據(jù)應(yīng)包括兩端的節(jié)點(diǎn)

25、號(hào)和支路阻 抗，對(duì)變壓器支路的原始數(shù)據(jù)應(yīng)包括他的變比，對(duì)于電力線路還應(yīng)包括它的容納，即：i , j , r , x , k（-b/2）o對(duì)以上數(shù)據(jù)說(shuō)明如下：（1）當(dāng)支路為接地支路時(shí)，規(guī)定節(jié)點(diǎn)i處置零，j處填寫接地支路所在的節(jié)點(diǎn)號(hào)，支路參數(shù)用阻抗填寫, 對(duì)于k處置零，但必須填寫。（2）對(duì)于純阻抗支路，k處置零。（3）對(duì)于具有容納的線路，電容電納不作單獨(dú)支路處理，而且把總?cè)菁{的一半負(fù)值填寫在k處，其符 號(hào)用以區(qū)別支路的性質(zhì)。（4）對(duì)于變壓器支路，采用下圖所示等值電路，即非標(biāo)準(zhǔn)變比在j側(cè)，變壓器阻抗在1側(cè)，k處填寫 實(shí)際變化yb/kzbl:k2.框圖注:bib2不記充電電容和非標(biāo)準(zhǔn)變比時(shí)，導(dǎo)納矩陣的

26、虛部 導(dǎo)納矩陣的虛部二、形成因子表的方法及框圖1.用行消去過(guò)程形成因子表的程序框圖2. 因子表的形成（三角分解法）消去法求非線性方程組的一種常川算法是對(duì)方程式的系數(shù)矩陣a進(jìn)行三角分解，在本次電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中 采用的三角分解是將非奇方陣a分解為單位下三角矩陣l和上三角矩陣r的乘積。a=lr,非奇方陣a被表示為矩陣l和r的乘積：這兩個(gè)三角矩陣稱為a的因子矩陣，兩個(gè)因子矩陣的元 素計(jì)算公式：z = l=s e ggk = 勺=1 ,2 廠nj = i , i + 1 , 丿將a=lr代入線性方程組, lf=b便得lrx=b,這個(gè)方程又可以分解為以下兩個(gè)方程: rx=f展開為厶21厶32厶42ni1

27、21323nn先由方程組自上而下地依次算出f、f2>行，其計(jì)算通式為x - y lufjj = i這一步演算相當(dāng)于消元過(guò)程中對(duì)原方程式右端常數(shù)向量所作的變換，只順用到下三角因子矩陣。方程組的 求解屬于回代過(guò)程，只順用到上三角因子矩陣以及經(jīng)過(guò)消元變換的右端常數(shù)向量，方程組可以自下而上地逐步 算出待求量，其計(jì)算通式為：nv1 (，一1) n ? n -1，1 )八-1)rijl ru xj j = i+三、節(jié)點(diǎn)電壓的表示：1. 極坐標(biāo)表示法：匕=%（sin$）節(jié)點(diǎn)功率方程表示為：rni=<j qi =匕 s 匕 5 sin 叭- bij cos 叭）；=ig = c-j （兩節(jié)點(diǎn)電壓的

28、相位角）方程式把節(jié)點(diǎn)功率表示為節(jié)點(diǎn)電壓的幅值和相角的函數(shù)在有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)屮，假定第1m號(hào)節(jié)點(diǎn)為pq節(jié)點(diǎn)，第m+1nl號(hào)節(jié)點(diǎn)為平衡節(jié)點(diǎn)。v.和片是給定 的。pv節(jié)點(diǎn)的電壓幅值vm+1vn也是給定的。因此,只剩下n-1個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓相角§1. 6和m個(gè)節(jié)點(diǎn)的電 壓幅值w.vm是未知的量。對(duì)于每一個(gè)pq節(jié)點(diǎn)或每一個(gè)pv節(jié)點(diǎn)都可以列寫一個(gè)有功功率不平衡方程：遊廠klxgcos爲(wèi)+dsi叫)=0 (i = l,2,-n-1)對(duì)于每?jī)幸粋€(gè)pq節(jié)點(diǎn)可以列寫一個(gè)無(wú)功功率不平衡方程式：aq 二qis-qi 二qis -vy.(gjj si叫-b. cosq) = 0 (i = 12m)7=1所以可以寫

29、出修正方程式_ap_hna<2klvd'2 av廠ap =w np.3 */=av =vp2 =匕_ a匕_-冬四、pq分解法1.在交流高壓電網(wǎng)中，輸電線路的電抗耍比電阻大得多，系統(tǒng)中母線有功功率的變化主耍受電壓相位的影 響，無(wú)功功率的變化規(guī)則主耍受母線電壓幅值變化的影響，在修止方程式的系數(shù)矩陣中，偏導(dǎo)數(shù)乞竺和竺 dv 58 的數(shù)值相當(dāng)于偏導(dǎo)數(shù)乞竺和是相當(dāng)小的，作為簡(jiǎn)化第一步，可將方程中n、k略去不計(jì)，既認(rèn)為它 ds 5v們的元素都等于零，這樣，便可分解為ml階和m階的兩個(gè)方程：- av所謂p-q分解法，節(jié)點(diǎn)有功功率不平衡量又用于修正電壓的相位。節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率不平衡最值用于修正電

30、 壓幅值，方程、分別輪流迭代。2. h、l元素都是節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角差函數(shù)，其數(shù)值在迭代過(guò)程中是不斷變化的，從而，最關(guān)鍵的一 步是把系數(shù)矩陣h、l簡(jiǎn)化為常數(shù)矩陣。方法：在一般情況下，在線路兩端電壓的相角差是不人的(不超過(guò)0。20。)，因此，以為 cos站=1 ,此外，與系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率相適應(yīng)的導(dǎo)納bg必須小于該節(jié)點(diǎn)白導(dǎo)納虛部，即bld嚴(yán)尋i或0"利矩陣h、l可簡(jiǎn)化為h = vp1 - bwdi ®l = vd1b"%2將分別帶入得:= -vdbvdi3a0 = -vd2bav= -bf a5vdq =即：v2b、b2b3b*21b22b屮-1坊1,1eb r%i

31、/l1v262y r41攻 2 43 by”a%片a2221222mv2直泌avm利用計(jì)算節(jié)點(diǎn)功率的不平衡量，用修疋方程解出修疋量a §及av,并換下述條件: max ”*)< s p maxaq$)< cq校驗(yàn)收斂這就完成分解法的計(jì)算了.3p-q分解法計(jì)算潮流的程序框圖pq分解法源程序include hrnath.hn#include "stdio.h"#include mstdlib.hm main ()int a=l,k,i j,d=l,m,n,ls,nl,kk;float z 1005,pq1003,p,q,r,x,kb,b,g;float y

32、g 100 100,yb 100 100,b 1 100 100,b2 100 100,v 100,w 100;float pp 100,qq 100,e 100,fl 00,gg 1002,tt 1002,pw 100,qw 100,ww 100;float t,tl ,tp,tq,p 1 ,p2,q 1 ,q2,t2;printfcxn");printf(u電力系統(tǒng)潮流計(jì)算n”)；printfc'nn);prinlff指導(dǎo)老師：設(shè)計(jì)：2002年12月5“)；printfn”)；printtr'vn");printf("注：各參數(shù)用標(biāo)么值表示n&

33、quot;);prin(fcn”)；begin:printfce);prinlf(“請(qǐng)選擇:1健立電網(wǎng);2 査看數(shù)據(jù);3 修改數(shù)據(jù);4 運(yùn)行計(jì)算;5 退出程序:”);scanff%d",&a);if (a=l)goto creat;else if (a=2)goto view;else if (a3)goto modify; else if (a=4)goto run;elseexit(0);creat:printf("請(qǐng)輸入系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù) n:");scanf("%d”,&n);prints請(qǐng)輸入系統(tǒng)的支路數(shù)ls:”);scanfc%d”

34、,&ls);prin垠”請(qǐng)輸入系統(tǒng)的pq節(jié)點(diǎn)數(shù)m:“);scanfc%d”,&m); fbr(k=l;k<=ls;k+)printf(“請(qǐng)輸入支路的(1的數(shù)擁1(接地支路為0) :“,k);scantr%d”,&i); print”請(qǐng)輸入支路的d 的數(shù)據(jù) j:",k);scanf(”d”,&j);printft請(qǐng)輸入支路的d 的數(shù)據(jù) r:”,k);scanf(“f',&r); printf(“請(qǐng)輸入支路的d 的數(shù)據(jù) x:”,k);scanf(“f',&x);print"請(qǐng)輸入支路的d 的數(shù)據(jù) kb:”,k

35、);scanfc%f；&kb); zki=i;zk2=j;zk3=r;zk4=x;zk5=kb;for(k-l ;k<m;k+)pqkl=k;print”請(qǐng)輸入pq節(jié)點(diǎn)d的注入有功p:”,k);scanfc%f；&p);print”請(qǐng)輸入pq節(jié)點(diǎn)d的注入無(wú)功q:“,k);scanf(“玖&q); pqk=p；pqk3=q;fbr(k=m+1 ;k<=n-l ;k-h-)pqkl=k;printft請(qǐng)輸入 pv 節(jié)點(diǎn)d 的注入有功 p:”,k);scanff%f；&p); printf(”請(qǐng)輸入 pv 節(jié)點(diǎn)d 的電壓模:”,k);scanfc%f；&a

36、mp;q); pqk2=p;pqkh3=q；pqkl=n；printnnin輸入平衡節(jié)點(diǎn)d的電壓模:”,n);scanfc%f；&p);printf(”請(qǐng)輸入平衡節(jié)點(diǎn)d的電壓角:”,n);scanfr%u&q); pqn2=p;pqn3=q;goto begin; vicw:printf(“n”);printfcn=%dtls=%dtm=%d”,n,ls,m);printfcn”)； printfc 支路數(shù)據(jù) “);printffn”)；printff't節(jié)點(diǎn)it節(jié)點(diǎn)j電阻t電抗t變比或電納”);printffn”);for(i=l;i<=ls;i+)prints

37、支路叫);for(h;j<=5;j+)if(jv=2)printf(” t %1.0r,zi|j);elseprint"%14.6 化 zi|jd；pringw);注入有功tprintfvtpq 節(jié)點(diǎn)t for(i=1 ;i<=m;i+)f0r(j=lij<=3;j+)if(j<=l)printf(ut%1.0f',pqi|j)；elseprintf(ht%14.6r,pqiu)；printf(恤”);printf(ntpv 節(jié)點(diǎn)t注入有功t電圧?！?;printf("n”);fbr(i=m+1 ;i<=n-l ;i+)for(j=l;

38、j<=3;j 卄)if(j<=l)printfct%1.0fpqiu)；elseprintf(%14.6f"qij)；print”*”)；printnnnm);printf(”t平衡節(jié)點(diǎn)t電壓模t電壓角");printf(mn");for(j=l;j<=3;j 卄)if(j<=dprints %1.0f,pqnj);elseprintf("t%14.6r,pqn|j);printf(nnm); goto begin;modify: prints 1-修改支路數(shù)據(jù);2修改節(jié)點(diǎn)注入功率;3返回主菜單t);scanfc%出,&d

39、); if (d=l)goto ml;else if (d=2)goto m2;else if (d=3)goto begin;m 1: printft請(qǐng)輸入要修改的支路號(hào):”);scan" %d”,&k); prints請(qǐng)輸入支路的d的新數(shù)據(jù)i:”,k);scanf(”d”,&i); printf(uis輸入支路的d 的新數(shù)據(jù) j:”,k);scanf(“d“,&j); printf(”請(qǐng)輸入支路的d 的新數(shù)據(jù) r:”,k);scanft%f',&r); printf("iff輸入支路的d 的新數(shù)據(jù) x:",k);scan

40、f("%f',&x); printft請(qǐng)輸入支路的d 的新數(shù)據(jù) kb:”,k);scanf(”f',&kb); zkl=i;zk2=j;zk3=r;zk4=x;zk5=kb;goto modify;m2:k=0;print” 請(qǐng)輸入需修改的節(jié)點(diǎn)號(hào):”);scanf(”d“,&k);pqk1=k;prints請(qǐng)重新輸入節(jié)點(diǎn)的注入有功或電壓參數(shù):”);scanf(” f；&pqk2);printft請(qǐng)重新輸入節(jié)點(diǎn)的注入無(wú)功或電壓參數(shù):“);scanf(”f,&pqk 3); goto modify;run : fbr(i=l;i&l

41、t;=n;i+)for(j=l;j<=n;j-h-)ybiu=o；形成bl,不計(jì)線路電容和變壓器非標(biāo)準(zhǔn)變比*/for(k=l;k<=ls;k-i)i=zk 1 y =zk 2 ;r=zk 3 ;x=zk 4;b=-x/(r*r+x*x);if(i=0)goto po;ybii=ybii+b;ybiu=ybiu-b;ybui=ybiu；po：ybuju=ybuu+b;fbr(i=l;i<n;i-h-)fbr(j=l;j<=n;j+)bliu=ybiuj;/*形成導(dǎo)納矩陣/for (i=l;i<=n;i-h-)for (j=l;j<=n;j+)ygiu=o； y

42、biu=o；for (k=l ;k<=ls;k-h-)i=zkll;j=zkj2;r=zkj ;x=zk4;kb=zk；b=-x/(r*r+x*x);g=r/(r*r+x*x);if(i=0)goto p 1 ；if(kb>0)goto p2;ybii=ybii-kb;ybjj-ybjjkb；p=l;q=l;goto p3；pl: p=l;goto j-)4;p2:p=kb*kb;q=kb;p3：ygii=ygii+g;ybii=ybii+b;ygiu=ygiu-g/q;ybiu=ybiu-b/q；yglii=ygiu;ybji=ybiu;p4：ygjlj=ygjj+g/p;ybj

43、j=ybjj+b/p；/*形成b2*/fbr(i=l;i<=m;i+)fbr(j=1;j<=m;j+)b2ij=ybij;printf (”矩陣 b:nn);for(i=l;i<=n;i+)for(j=l；j<=n；j+)printfc%14.7fybij)； printfc'n");printf (”矩陣 g:n”);fbr(i=l;i<=n;i+)for(j-l;j<=nu-h-)printfc%14.7f,ygij);printfc'");/*形成bl因子表*/fbr(i=2;i<=n-l ;i+)fbr(k=

44、l;k<=il;k+)blik=-blik/blkk;for (j=k+l;j<=n-l;j+)biili=bliu+blik*blku；printfv'b 1 因子表:n”)；fbr(i=l;i<=n-l;i+)for(j=l;j<=n-ly-h-)printf("%14.7f,blij);printf("nh);/*形成b2因子表:*/for(i=2;i<=m;i-h-)for(k-1 ;kv=i-1 ;k+)b2ik=.b2ik/b2kk;for (j=k+l;j<=m;j+)b2iuj=b2iu+b2ik*b2ku;pri

45、nttr'b2 因子表:n”)；fbr(i=l ;i<=m;i-h-)for(j=l;j<=m;j+)print” 14.7 化b2ij);printf("nh);print”®”)；/*給定電壓初值*/for(i=l;i<=m;i+)vi=l；wi=o;for(i=m+1 ;i<=n-lvi=pqi3；wi=o;vn-pqn2;wn=pqn3;kk=o;嚴(yán)計(jì)算n-1個(gè)節(jié)點(diǎn)不平衡有功并除英電壓引al:for(i=1;i<=n-l;i+)t=0;fdr(j=l;j<=n;j+)if(ybiu!=o)t=t+vj*(ygij*cos(

46、wi 卜 wj)+ybij*sin(wi 卜 wj);嚴(yán)計(jì)算m個(gè)節(jié)點(diǎn)不平衡無(wú)功并除其電壓卄fbr(i=l;i<=in;i+)t=0;for(j=l；j<=n;j+)if(ybi|j!=o) t=t+vj*(ygi|j*sin(wi-wj)-ybij*cos(wi-w|j);qqi=pqi3/vi-t;for(i=l ;i<=n-l ;i+)if(fabs(ppi)>0.00001)goto a4 ;fbr(i=l;i<=m;i-h-)if(fabs(qqij)>0.00001)goto a2;goto a3;/*利川bl因子表對(duì)右端項(xiàng)變換*7a4:for(i

47、=l ;i<=n-2;i+)t=0;for(j=l;j<=i;j+)t=t+bii+iu*ppu；ppi+l=ppi+l+t;nl=n-l;/*回代求解*/ppnl=ppnl/b1nlnl;fbr(k=l;k<=nl-l;k+)t=0;for(j=nl-k+1 ;j<=nl;j+)t=t+blnl-kj*ppu;ppnl-k=(ppnl-k-t)/b 1 nl-k nl-k; 修正電壓角*/fbr(i=l;i<=nl;i+)wi=wi-ppi;/*利用b2因子表對(duì)右端項(xiàng)變換*/a2:fbr(i=1;i<=m-l;i+)t=0;fbr(j=l;j<=i;

48、j-h-)t=t+b2i+ld*qq|j;qqi+l 戶 qqi+l+t;qqm=qqm/b2m m;/*回代求解*/ fdr(k-l;k<-m-l;k+)t=0；fbr(j=n-k+1 ;j<=m;j+)t=t+qqj*b2m-kj;qqm-k=(qqm-k-t)/b2m-k m-k;/*修正電壓模*/fbr(i=l;i<-m;i+)vi=vi-qqi; kk=kk+; goto al;a3:for(i=l ;i<=n;i-h-)ei=vi *cos(wi);fli=vi*sin(wi);wwi 卜 wi*180/3.1415926;計(jì)算支路功率for(k= 1 ;k

49、<=ls;k+)i=zkl;j=zk2;kb-zk5; ti=-ygij*(ei-eu)+ybilj*(tti-ftj);t2=-ybiu*(ei.eu)-ygid*(fi-fj);pl=ei*tl+f!i*t2;/*ij 節(jié)點(diǎn)間有功的部分 vi(uiuj)yij*/ ql=fi*tl-ei*t2;p2=ej*(-tl)+fd*(-t2); q2=fj*(-tl)-ej*(-t2);if(kbx)ggkl =p 1 +(kb 1 )*vi*vi (-ygij)； ttkl =q i -(kb-1 )*vi*vi*(-ybilj)； ggk2=p2+(l-kb)*vlj*vj*(-ygij

50、)/kb;ttk2=q2-(l-kb)*vj*vu*(-ygiuykb;elseggk l=pl ;ggk 2=p2;/* 有功 */ ttkl=ql+kb*vi*vi；/* 無(wú)功 */ ttk2=q2+kb*vj*vj;/*計(jì)算支路功率損耗*/for(k=l;k<=ls;k-h-)pwk=ggkl+ggk2; qwk=ttkl+ttk2; tp=o;tq=o;lor(k=l ;k<=ls;k+)tp=tp+pwk;tq=tq+qwk;電壓角（度）nh,kk）;printf(“迭代(1次電壓實(shí)部e電壓虛部f電壓模vfor(i=l;i<=n;i+)printff 節(jié) %6d%14.7f%14.7f%14.7f%14.7fn,i,ei,fi,vi,wwi)； printfn”)；print”支路功率：有功無(wú)功n");fbr(k-l;k<=ls;k-h-)i=zkl;j=zk2;printf (”支路 %d-%d%16.7f% 18.7fn”,i j,ggk