電力系統(tǒng)分析潮流計算講解

1、電力系統(tǒng)分析潮流計算報告寸錄配電網(wǎng)概述3 1配電網(wǎng)的分類3. 3.L2配電網(wǎng)運行的特點及要求L3配電網(wǎng)潮流計算的意義-計算原理及計算流程2.1前推回代法計算原理2. 2前推回代法計算流程2. 3主程序清單:9.2. 4輸入文件清單:4.1. 12. 5計算結果清單：1.2.三,前推回代法計算流程圖3參考文獻配電網(wǎng)才既述1配電網(wǎng)的分類在電力網(wǎng)中重要起分配電能作用的網(wǎng)絡就稱為配電網(wǎng)；配電網(wǎng)按電壓等級來分類，可分為高壓配電網(wǎng)(35- UOKV),中壓配電網(wǎng)(610KV,蘇州有20KV的),低壓配電網(wǎng)(220/380V )；在負載率較大的特大型城市，220KV電網(wǎng)也有配電功能。按供電區(qū)的功能來分類，可

2、分為城市配電網(wǎng)，農(nóng)村配電網(wǎng)和工廠配電網(wǎng)等。在城市電網(wǎng)系統(tǒng)中，主網(wǎng)是指110KV及其以上電壓等級的電網(wǎng)，主要 起連接 區(qū)域高壓(220KV及以上)電網(wǎng)的作用。配電網(wǎng)是指35KV及其以下電壓等級的電網(wǎng)，作用是給城市里各個配電站和各類用電負荷供給電源。從投資角度看，我國與國外先進國家的發(fā)電、輸電、配電投資比率差異很剛從重發(fā)大，國外基本上是電網(wǎng)投資大于電廠投資，輸電投資小于配電投資。我 電輕供電狀態(tài)中轉(zhuǎn)變過來，而在供電投資中，輸電投資大于配電投資。從我國城網(wǎng) 改造之后，將逐漸從輸電投資轉(zhuǎn)入配電建設為主。本文是基于前推回代法的配電網(wǎng)潮流分析計算的研究，研究是是以根節(jié)點為10kV的電壓等級的配電網(wǎng)。配電網(wǎng)

3、運行的特點及要求配電系統(tǒng)相對于輸電系統(tǒng)來說，由于電壓等級低、供電范圍小，但與用戶直接 相連，是供電部門對用戶服務的窗口，因而決定了配電網(wǎng)運行有如下特點和基 本要 求：10kv中壓配電網(wǎng)在運行中，負荷節(jié)點數(shù)多，一般無表計實時記錄負荷，無法應用現(xiàn)在傳統(tǒng)潮流程序進行配電網(wǎng)的計算分析，要求建立新的數(shù)學 模型和計算方法。（2）隨著鐵道電氣化和用戶電子設備的大量使用，配電網(wǎng)運行中有大量的 諧波源、三相電壓不平衡、電壓閃變等污染，要求準確測量與計算配電網(wǎng)中的 諧波 分布，從而采取有效措施抑制配電網(wǎng)運行中的諧波危害。（3）由于環(huán)保條件日趨嚴格的制約，要求配電網(wǎng)運行能制定不影響城市綠 化、防火、防爆、防噪音等技

4、術和組織措施，以便減少配電網(wǎng)運行對環(huán)境的污 染。（4）隨著用戶對供電可靠性和電壓質(zhì)量指標的提高，還靠人工操作已無 法適應，要求現(xiàn)代配電網(wǎng)運行不斷提高自動化、智能水平。由于“電能”作為商品將進入市場競爭，要求各電力公司采用需求側管理和用 戶電力技術，以降低配電網(wǎng)運行的線損和年運行費用，提高運行的經(jīng)濟性，從 而降 低配電成本，并積極協(xié)助用戶搞好優(yōu)化用電計劃、節(jié)約用電，推行戰(zhàn)略節(jié)電 和戰(zhàn)略 負荷開拓等積極措施，進一步提高對用戶的服務質(zhì)量和降低供電企業(yè)的成 本，達到 雙方受益的目的。配電網(wǎng)潮流計算的意義配電網(wǎng)潮流計算是配電網(wǎng)網(wǎng)絡分析的基礎，配電網(wǎng)的網(wǎng)絡重構、故障處 理、無功優(yōu)化和狀態(tài)估計等都需要用到配

5、電網(wǎng)的潮流數(shù)據(jù)。由于配電網(wǎng)結構特點 都 是開環(huán)運行的，配電網(wǎng)呈輻射狀，配電線路的電阻電抗比（R/X）較大，利用常規(guī)方法進行潮流計算會導致算法不收斂，而前推回代法是線性收斂的，解決了潮流計算收斂難的問題。近年來,開發(fā)配電管理系統(tǒng)（DMS）成為人們研究的熱點。而配電網(wǎng)潮流計算作為DMS的高級應用軟件之一，更是整個問題研究和分析的基礎。二計算原理及計算流程2. 1前推回代法計算原理前推回代法已知配電網(wǎng)的始端電壓和末端負荷，以饋線為基本計算單位。最初假 設全網(wǎng)電壓都為額定電壓，根據(jù)負荷功率由末端向始端逐段推算，僅計算各元件中的功率損耗而不計算節(jié)點電壓，求得各支路上的電流和功率損 耗，并據(jù)此獲得始端功率

6、，這是回代過程；再根據(jù)給定的始端電壓和求得的始端功 率，由始端向末端逐段推算電壓降落，求得各節(jié)點電壓，這是前推過程。如 此重復 上述過程，直至各個節(jié)點的功率偏差滿足允許條件為o圖2-1所示的網(wǎng)絡結構即為典型的輻射狀配電網(wǎng)結構。圖21輻射狀配電系統(tǒng)首先要搜索節(jié)點矢系，確定拓撲結構表。為了配合算法和避免復雜的網(wǎng)絡編號，采用以下原始數(shù)據(jù)輸入結構，不用形成節(jié)點導納矩陣，就可以H動搜索 節(jié)點矢系，確定網(wǎng)絡的拓撲結構。節(jié)點結構體：節(jié)點號節(jié)點有功節(jié)點無功支路結構體：支路首端節(jié)點號支路末端節(jié)點號支路電阻支路電抗根據(jù)線路首末 節(jié)點，就可以確定每個節(jié)點連接的節(jié)點及其矣系，從而可以形成整體的樹狀的矢系 結構。為了形

7、成層次矢系，確定節(jié)點計算順序，要利用網(wǎng)絡拓撲結構，經(jīng)過多次按 層遍歷的廣度優(yōu)先搜索，形成層次尖系，確定前推后代潮流算法的節(jié)點計算順序。 具體方法如下：搜索末梢節(jié)點作為第一層節(jié)點；搜索末梢節(jié)點的父節(jié)點作為第二層節(jié)繼續(xù)搜索第二層節(jié)點的父節(jié)點作為第三層節(jié)點，這樣反的搜索下去，直到搜索到某層節(jié)點的父節(jié)點全部是根節(jié)點時停止搜索；刪除在后面層次中有重復的前面層次中的節(jié)點，形成真正的層次尖系，確定潮流計算的節(jié)點順序0前推回代法基于支路電流進行，首先假定各節(jié)點的電壓幅值為1,幅角為0,具 體計算步驟為：1)從第一層節(jié)點開始，根據(jù)基爾霍夫電流定律，求支路上的電流：li 廠 Sj/Uj 二 Pj-jQj/Uj2-

8、)SU式中是節(jié)點j的功率，w是節(jié)點j的電壓。2)從第二層開始逐層計算非末梢節(jié)點的注入電流，根據(jù)基爾霍夫電流定律應 等于(34 )式與該節(jié)點流出電流之和：111 lij(k)二 Sj/Uj(k) + ?Ijk(k)-(2-2)3)由步驟1)和2)可求出所有支路的支電流，再利用已知的根節(jié)點電壓，從根節(jié)點向后順次求得各個負荷節(jié)點的電壓 其中i為父節(jié)點為子節(jié)點，乙為i、Zij4)計算各節(jié)點的電壓幅值修正量:DUj(l)二 uj(i)- u5)計算節(jié)點電壓修正量的最大j間支刪脾抗。Uj二Ui(i)- 1-(0)2-4)max (dUj(k)(S-3)r a /習、n 仃 XRUI其中k為迭代次數(shù)，若最大

9、電壓修正量小于閾值，則跳出循環(huán)，輸出電壓計算結果；否則重復步驟（1） s （6）,直到滿足（35 ）式的條件為7）在得到各個節(jié)點的電壓電流后，就可以計算線路潮流S:5uJ a2-6）總之，（2-1 ）（2-3 ）式為一組遞歸方程，對樹進行前向遍歷，從樹的末梢節(jié)點出發(fā)，利用已知的負荷功率，逐一計算（2-1 ）（2-2）式，即可求得根節(jié)點處的電流，再從根節(jié)點出發(fā)，對樹進行后向遍歷，用（2-3）式可 求各 節(jié)點電壓。這樣就完成一次前推后代的計算，迭代重復進行，直至滿足收斂標準為 止。2.2前推回代法計算流程要看懂前推回代法計算程序，報告敘述計算原理及計算流程。繪制計算流程 框圖。確定前推回代支路次序

10、（廣度優(yōu)先，或深度優(yōu)先），編寫前推回代計算輸 入文件。進行潮流計算。下列為節(jié)點配電網(wǎng)結構圖及系統(tǒng)支路參數(shù)和系統(tǒng)負荷參數(shù)表。6210 11 1213!節(jié)點配電網(wǎng)結構圖表1系統(tǒng)支路參數(shù)支路R(Q-)X(Q.)B/2 (T K) (S)23.3673.6850.0232. 3562.5410.03s41. 1451.280.04. 5245.040.02R0. 8561. 140.0672. 7452. 9650.0283. 7434. 2510.0Q2.2372. 7560.0qm4. 144. 6960.02 111.3281. 7630.01T122. 4362. 8660.04 133. 5

11、213.9660.0表2系統(tǒng)負荷參數(shù)節(jié)點編號節(jié)點類型節(jié)點初始電壓(kV)Pi ( MV A)Qi (MVA)1根節(jié)點10.4002中間節(jié)點10.00.03420. 03013中間節(jié)點10.00.06930. 06424中間節(jié)點10.00.08450. 07635葉節(jié)點10.00.02950. 02616中間節(jié)點10.00. 04740. 04097葉節(jié)點10.00. 11760. 09578中間節(jié)點10.00.09460. 08579葉節(jié)點10.00.09160. 085910葉節(jié)點10.00. 02710. 022911中間節(jié)點10.00.06960. 064312葉節(jié)點10.00. 067

12、60. 057913葉節(jié)點10. 00.02980. 02423主程序清單：PQ, FT, RX二 easel 13() ；%調(diào)用數(shù)據(jù)文件NN 二 size(PQ, 1)；% 節(jié)點數(shù)NB 二 size (FT, 1) ；%支路數(shù)數(shù)V二PQ(： ,1)；%v初始電壓相量maxd=lk=lwhile maxd0. 0001PQ2二PQ ；%每一次迭代各節(jié)點的注入有功和無功相同PL 二 0. 0：for i=l： NBkf二FT(i, 1)；%前推始節(jié)點號kt二FT(i,2) ；%前推終節(jié)點號x 二(PQ2(kf,2 廠 2+PQ2(kf,3 廠 2)/V (kf)/V (kf) ； %計算沿線電流

13、平方 APQl(i, l)Z2PQ2(kf,2)+RX(i, l)*x； % 計算支路首端有功 /MW為計算沿支路的無功損耗/MvhRX(i, 1 廠 RPQ1 (i, 2)=PQ2 (kf, 3)+RX(i, 2)*x；RX(i,2)XPQ2(kt,2尸PQ2(kt,2)+PQl(i, 1) ； %用PQ1去修正支路末端節(jié)點的 有功P單位MW PQ2 (kt,3)= PQ2(kt,3)+PQl(i,2) ； %用PQ1去修正支路末端節(jié)點的有功Q單位MvarPL 二 PL+RX(i, l)*x；endangle。尸0. 0；fbii 二1kf二FT(i,2)；%回代始節(jié)點號毗二FT (i, 1

14、)；%回代終節(jié)點號%計算支路電壓損耗的縱%計算支路電壓損耗的橫0/二，咎* Ttr 口士占草社3 m dv (PQ1 (i, 1)*RX (i, 1) +PQ1 (i, 2)*RX(i, 2) )/V (kf);分量dvldv2 Zl(PQl(i, l)*RX(i,2)-PQl(i,2)*RX(i, l)A(kf)；分量 dv2V2 (kt) =sqil(V(kf)-dvl) 2+dv2 2)；angle(kt)=angle(kf)+atand(dv2/(V(kf)-dvl)； end maxd=abs(V2(2)-V (2)；V2(l)二 V(l)；fbii二 3： 1： NNif abs

15、(V2 (i)-V(i)maxd；maxd=abs(V2(i)-V (i)；endendmaxd k=k+lV=V2%節(jié)點電壓模計算結果kvanglePL%節(jié)點電壓角度計算結果單位 外網(wǎng)損單位MWend clear24 輸入文件 j 青單：function PQ, FT, RX=casell3 () PQ=%節(jié)點電壓有功無功10.4 0010.0 0. 0342 0. 030110.0 0. 0693 0. 064210.0 0. 0845 0. 076310.0 0. 0295 0. 026110.0 0. 0474 0. 040910.0 0. 1176 0. 095710.0 0. 09

16、46 0. 085710.0 0. 0916 0. 085910.0 0. 0271 0. 022910.0 0. 0696 0. 064310.0 0. 0676 0. 057910.0 0. 0298 0. 0242FT=%首端末端10 35412 112；RX=%R4. 144. 5243. 5211452.4361.3287450. 8562.2377432.3563.367):X696043.9661.282. 8661.7632. 965147564.2512. 541 3.6852. 5計算結果清單maxd = 1k 二 1maxd =0.1780k=2maxd =0.1787k

17、=3maxd =0.1793k =4maxd =0.1226k=5maxd =0.0010k=6maxd =2.602 le-004 k =7maxd =6.1046e-005k=8PQ1 =0. 02720. 02960. 02300. 02620. 02990. 14440. 02430. 12730. 06780. 13790. 11830. 16610. 09200. 18910.05810. 12310. 09640.13790. 08640. 17500. 38520. 34450.8116V=10 - 40000.72789. 8795 9. 699/ 9. 6652 9. 6377 9. 8492 9. 7872 9. 7326 9. 6870 9. 6764 9. 6578 9. 6235 9. 6444angle =00. 3011 0. 4011 0. 4250 0. 4438 0. 3431 0. 3942 0. 38990. 4266 0. 4209 0. 4498 0. 4823 0. 4452PL =0.0488三前推回代法計算流程圖經(jīng)過之前的理論知識，我們對MATLAE的基本指令有了初步的了解，我們就可以 畫出程序編程框圖，按照程序編程框圖，我們可以通過MATLAE軟件進行編程，實現(xiàn) 我們所求的前推回代法計算。程序