潮流計(jì)算中的特殊問題課件

潮流計(jì)算中的特殊問題

2024/11/11常規(guī)潮流計(jì)算計(jì)及負(fù)荷的電壓靜特性P=constP=p(V)如線性函數(shù)（電壓偏移較?。?、二次多項(xiàng)式（ZIP）等雅可比矩陣中不含與功率有關(guān)的項(xiàng)雅可比矩陣中應(yīng)含有功率對電壓求偏導(dǎo)數(shù)的項(xiàng)2024/11/11計(jì)及負(fù)荷的電壓靜特性常見原因：發(fā)電機(jī)無功越限發(fā)電機(jī)的無功限制：定子電流限制勵磁電流限制轉(zhuǎn)子導(dǎo)體末端過熱限制當(dāng)發(fā)電機(jī)無功輸出達(dá)到限值時，只能運(yùn)行在限值上，不能越過，故此時發(fā)電機(jī)的無功出力也已知，從PV節(jié)點(diǎn)變成了PQ節(jié)點(diǎn)2024/11/11節(jié)點(diǎn)類型的變化——PVPQ目的：防止定子繞組導(dǎo)線過熱2024/11/11發(fā)電機(jī)無功輸出的定子電流限制PQ目的：防止勵磁繞組導(dǎo)線過熱2024/11/11發(fā)電機(jī)無功輸出的勵磁電流限制2024/11/11消去角度，有PQP欠勵時電樞電流產(chǎn)生的磁通和勵磁電流產(chǎn)生的磁通同向疊加，造成轉(zhuǎn)子導(dǎo)體末端過熱（Kundur）欠勵時發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行亦可近似用圓來表示2024/11/11發(fā)電機(jī)無功輸出的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體末端過熱限制Q2024/11/11發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行的功率圓圖實(shí)際的發(fā)電機(jī)P≧0圖中綠色區(qū)域?yàn)榘l(fā)電機(jī)可能運(yùn)行的情況QminQmax常見原因：負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓越限電壓過高高壓輕載過度補(bǔ)償無功電壓過低送端電壓不足負(fù)荷過重2024/11/11節(jié)點(diǎn)類型的變化——PQPV產(chǎn)生的原因多個獨(dú)立系統(tǒng)合并成一個系統(tǒng)，原子系統(tǒng)各有平衡節(jié)點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)等值后的邊界節(jié)點(diǎn)處理的方法平衡節(jié)點(diǎn)不需列潮流方程在節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中和待求解電壓向量中劃去相應(yīng)行列即可2024/11/11多平衡節(jié)點(diǎn)的潮流計(jì)算何為PQV節(jié)點(diǎn)求解算法的實(shí)現(xiàn)2024/11/11含PQV節(jié)點(diǎn)的潮流計(jì)算通過調(diào)整有載調(diào)壓變壓器變比來控制母線電壓下圖中kT可變，節(jié)點(diǎn)q電壓幅值固定，節(jié)點(diǎn)q除已知P、Q外，還已知V，故稱PQV節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算電壓變量少一個潮流計(jì)算多了一個變壓器變比的變量方程和變量個數(shù)仍相等，可求解2024/11/11何為PQV節(jié)點(diǎn)交替迭代聯(lián)立迭代2024/11/11求解算法的實(shí)現(xiàn)2024/11/11含PQV節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算的交替迭代初始化，指定kT初始值求解常規(guī)潮流按求得電壓與指定電壓的差別修正變比輸出結(jié)果不收斂時缺點(diǎn)：每次迭代中潮流計(jì)算規(guī)模未變，故總計(jì)算量和計(jì)算時間都增加kT成為潮流計(jì)算待求解的變量潮流方程表達(dá)式發(fā)生相應(yīng)變化雅可比矩陣發(fā)生相應(yīng)變化變比變化

相關(guān)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣元素需修改2024/11/11含PQV節(jié)點(diǎn)潮流計(jì)算的聯(lián)立迭代受kT影響的方程式應(yīng)單獨(dú)列出其他方程表達(dá)式不變2024/11/11潮流方程式的變化雅可比矩陣中不存在對Vq求偏導(dǎo)數(shù)的項(xiàng)原Vq對應(yīng)位置被對kT求偏導(dǎo)數(shù)的項(xiàng)代替僅節(jié)點(diǎn)p、q對應(yīng)的潮流方程對kT求偏導(dǎo)數(shù)不為02024/11/11雅可比矩陣的變化2024/11/11與kT相關(guān)的雅可比矩陣元素表達(dá)式（直角坐標(biāo)）只關(guān)心有功潮流分布不關(guān)心節(jié)點(diǎn)電壓情況對計(jì)算速度要求高2024/11/11直流潮流——應(yīng)用場合假設(shè)：忽略對地并聯(lián)支路2024/11/11直流潮流——簡化過程ij正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)直流潮流直流電路θiViPijIijxijrijPij=(θi-θj)/xijIij=(Vi-Vj)/rij與直流電路類似的其他定律直流電路的其他定律（KCL，KVL…）P=BθI=YV2024/11/11與直流電路的類比優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算速度快，沒有收斂性問題缺點(diǎn)：不夠準(zhǔn)確線性方程組

唯一解非線性方程組

可能有多解潮流方程為非線性方程組2024/11/11潮流多解和病態(tài)潮流2024/11/11潮流多解性21平衡節(jié)點(diǎn)潮流方程2024/11/11配方其中2024/11/11ef為兩個圓，圓心如圖所示，半徑為潮流解應(yīng)同時滿足兩個方程，故為二圓交點(diǎn)，此時有兩個。圓心位置固定不變，半徑隨負(fù)荷變化而變化2024/11/11ef負(fù)荷加重，此時二圓相切，潮流只有唯一解。2024/11/11ef負(fù)荷繼續(xù)加重，此時二圓無交點(diǎn)，潮流無解。負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處有充足的無功補(bǔ)償，使得節(jié)點(diǎn)電壓幅值能保持恒定潮流方程變?yōu)槿詾閮蓚€圓的方程2024/11/11負(fù)荷節(jié)點(diǎn)為PV節(jié)點(diǎn)的情況負(fù)荷不重的正常情況2024/11/11ef負(fù)荷增加導(dǎo)致二圓相切可見有充足無功補(bǔ)償時潮流可求解范圍大大增加2024/11/11ef病態(tài)潮流：收斂性變差的潮流方程用常規(guī)的牛頓拉夫遜法得不到收斂解常對應(yīng)電壓穩(wěn)定分析中的功率極限點(diǎn)，將在電壓穩(wěn)定部分內(nèi)容中介紹2024/11/11病態(tài)潮流與電壓穩(wěn)定只討論并聯(lián)補(bǔ)償?shù)那闆r無功補(bǔ)償設(shè)備的投退對所聯(lián)母線電壓幅值有何影響？2024/11/11無功功率補(bǔ)償問題Niz1戴維南等效i+-zz1等值電勢源：空載電勢，即z1投入前原網(wǎng)絡(luò)潮流解中節(jié)點(diǎn)i處的電壓幅值等值阻抗：原網(wǎng)絡(luò)所有電源置0后由端口看進(jìn)去的等效阻抗，即節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣中第i個對角元第i個對角元為節(jié)點(diǎn)i注入單位電流，其他節(jié)點(diǎn)注入電流為0時節(jié)點(diǎn)i的電壓：求解I=YV時用稀疏技術(shù)，獨(dú)立矢量和解矢量都稀疏2024/11/11原電網(wǎng)的戴維南等效電路i+-zz1無功補(bǔ)償投入后故電壓變化的比值（復(fù)數(shù)）為常可假設(shè)無功補(bǔ)償裝置為純電感或純電容（z1