资源描述
,Subject,subject,subject,subject,subject,主要教学安排,主讲内容,复杂电力系统潮流计算,导纳矩阵的形成,高斯赛德尔法,教学,要求,掌握,导纳矩阵的计算,学会高斯赛德尔法,潮流计算,重点,、难点,高斯赛德尔法,电力,网络的潮流计算,三母线系统,3.,复杂电力网络中的潮流计算,发电机,相联接,母线,发电机相联接母线,与负载联接母线,S,1,=P,1,+jQ,1,=S,G1,-S,D1,=(P,G1,-P,D1,)+j (Q,G1,-Q,D1,),S,2,=P,2,+jQ,2,=P,G2,+j Q,G2,S,3,=P,3,+jQ,3,=,-P,D3,+j (Q,C3,-Q,D3,),3.,复杂电力网络中的潮流计算,3.,复杂电力网络中的潮流计算,多电压级系统,线路和变压器均,可采用,型等值电路，,得到整个系统的等值电路，则可以方便地建立起节点电压方程。,系统参数一般采用标么值计算。,R,T,jX,T,G,T,-jB,T,U1,U2,I1,I2,k1Z,T,/(k1-1),k1,2,Z,T,/ (1-k1),k1Z,T,3.,复杂电力网络中的潮流计算,T1,T2,L1,3.,复杂电力网络中的潮流计算,n,母线系统,主对角线元素：,节,点,i,、,j,间的互导纳 ：在数值上等于在节点,i,施加单位电压，其他节点全部接地时，经节点,j,注入网络的电流。,节点导纳矩阵的形成,节点,i,的自导纳，亦称输入导纳 ，在数值上等于在节点,i,施加单位电压，其他节点全部接地时，经节点,i,注入网络的电流。,非对角线元素：,Y,ii,（自导纳），与,i,节点相联所有支路导纳之和,Y,ij,（互导纳），,-(,与,i,和,j,节点,相联,所有支路,导纳之和,),节点导纳矩阵的修改,（）在原有网络节点,i,、,j,间增加一支路。,（,2,）在原有网络节点间切除一支路。,i,j,y,ij,（,3,）原有网络节点,i,、,j,间的导纳改变为：,（,4,）从原有网络引出一支路，同时增加一节点设,i,为原有网络节点，,j,为新增节点，新增支路,ij,的导纳为,y,ij,。,因新增一节点，新的节点导纳阵需增加一阶。,且新增对角元,Y,jj,=y,ij,，,新增非对角元,Y,ij,=Y,ji,=,y,ij,，,同时对原阵中的对角元,Y,ii,进行修改,，,增加,Y,ii,y,ij,。,i,j,y,ij,（,5,）原有网络结点,i,、,j,间为变压器支路，其变比,k,1,由变为,k,2,，相当于切除一变比为,k,1,的变压器，新增一变比为,k,2,的变压器 。,原变压器导纳矩阵：,I,2,U,1,U,2,I,1,y,T,/k,1,(k,1,-1 )y,T,/k,1,(1-k,1,) y,T,/k,1,2,Y,ii,0,Y,jj,=(1/k,2,2,)-(1/k,1,2,),Y,ij,=Y,ji,= -,（,1/k,2,）,-,（,1/k,1,）,y,T,导纳阵的相应元素如下变化,：,I,2,U,1,U,2,I,1,y,T,/k,1,(k,1,-1 )y,T,/k,1,(1-k,1,) y,T,/k,1,2,输电线参数,:,变压器参数,:,Y,ii,（自导纳），与,i,节点相联所有支路导纳之和,Y,ij,（互导纳），,-(,与,i,和,j,节点,相联,所有支路,导纳之和,),3.,复杂电力网络中的潮流计算,极坐标,直角坐标,功率方程和变量与节点的分类,以节点注入功率代替节点注入电流时，节点方程就成为功率方程。,利用节点电压方程：,对于第,k,个节点,节点电压方程为,:,以节点注入功率代替节点注入电流时：,3.,复杂电力网络中的潮流计算,3.,复杂电力网络中的潮流计算,两端供电系统为例：,S,2,=P,2,+jQ,2,=P,G2,-,P,D2,+j (Q,G2,-Q,D2,),S,1,=P,1,+jQ,1,=S,G1,-S,D1,= P,G1,-P,D1,+j (Q,G1,- Q,D1,),3.,复杂电力网络中的潮流计算,3.,复杂电力网络中的潮流计算,写出全电网的有功和无功功率的平衡方程：,特点：,（,1,）节点注入功率与节点电压间是非线性函数的关系；,（,2,）节点电压的相位角是相对相角，必须确定某一个电压相量为参考相量；,（,3,）变量很多,12,个：,（控制变量）,P,G1,，,Q,G1,，,P,G2,，,Q,G2,，,（不可,控制变量或扰动变量,）,P,D1,，,Q,D1,，,P,D2,，,Q,D2,，,（状态变量）,U,1,，,U,2,，,1,，,2,，必须根据运行条件给定多余变量；,3.,复杂电力网络中的潮流计算,（,4,）写出全电网的有功和无功功率的平衡方程。,（,5,）在,n,节点系统中，只给定,(,n-1,),对控制变量，余下一对控制变量,P,GS,Q,GS,（平衡节点）,并不是给定的，而是由全系统的电源功率、负荷功率和损耗功率保持平衡的条件确定的。,（,6,）只要求（,n,1,）对状态变量，余下一对状态变量（平衡节点）,U,S,，,S,是给定的，通常,U,S,为,1.0,，,S,为零值,。,3.,复杂电力网络中的潮流计算,节点电压相量变动范围约束,发电机出力变动范围约束,潮流计算还应满足正常运行条件下的实际约束。,3.,复杂电力网络中的潮流计算,平衡节点：,节点（,U,、,）给定，待求量为,P,、,Q,，整个系统的功率平衡由这一节点承担。,一般一个系统只设一个平衡节点，通常选择系统中担任调频调压的某一发电厂母线作为平衡节点，也可选择出线数多或靠近电网中心的发电厂母线作为平衡点。,PQ,节点：,这类节点的功率（,P,、,Q,）是已知，待求量为节点电压向量（,U,、,）。,通常变电所母线和固定出力的发电机母线为,PQ,节点。系统中大部分节点属于,PQ,节点。,PU,节点：,这类节点已知参数为有功功率,P,及电压模值,U,，待求量为节点的无功功率,Q,及电压向量的相角,。,通常选择具有一定无功储备的发电机母线或者变电所有无功补偿设备的母线作为,PU,节点。,系统中节点的分类：,3.,复杂电力网络中的潮流计算,3.,复杂电力网络中的潮流计算,非线性代数方程组的迭代计算方法,高斯赛德（,Gauss-Seidel,）,法,牛顿拉弗逊（,Newton-Raphson,）,法,（简称,NR,法）,直流法,PQ,分解法,Line 3 345kv,50m,Line 2 345kv,100m,Line1,345kv,200m,T1 400MVA,15/345kv,T2 800MVA,345/15kv,400,MVA,15kv,已知：节点,1,： 平衡节点,节点,3,：为,PU,节点,节点,2,4,5,： 为,PQ,节点,例,：已知,5,节点系统如下,3.,复杂电力系统潮流计算,输入数据,:,基准值：,S,B,=100MVA,U,B13,=15KV,U,B245,=345KV,输电线参数,:,变压器参数,:,Y,ii,（自导纳），与,i,节点相联所有支路导纳之和,Y,ij,（互导纳），,-(,与,i,和,j,节点,相联,所有支路,导纳之和,),5,节点系统仿真,3.,复杂电力系统潮流计算,3.,复杂电力系统潮流计算,37,节点系统,37,节点系统仿真,对于电压控制母线，仅需要计算：,高斯赛德尔法,高斯赛德尔（,Gauss-Seidel method,）,是直接叠代解节点电压方程的方法,。,展开如下：,对于,PU,节点，,Q,k,可由此式计算，若计算得到的,Q,Gk,没有超出它的极限，则用,Q,k,计算,U,k(i+1),：,对于,PQ,节点，每次叠代过程中方程右侧都要用新值。,i,为,叠代次数，一般设：,1,）首先求得,PQ,节点电压大小和相位。,2,）求得,PU,节点电压相位和无功功率,。,3.,复杂电力系统潮流计算,对于,PU,节点，如果在叠代过程中，计算值超过极限值,Q,Gkmax,或,Q,Gkmin,，则母线类型就由,PU,节点转为,PQ,节点，,Q,Gk,设置为极限值。,),对于平衡母线,U,是输入数据，母线功率无需叠代。当其他节点电压、相角或功率迭代收敛后，通过求解功率方程计算,P,Q,。,3,）求平衡节点功率,P,Q,。,3.,复杂电力系统潮流计算,4,）计算各线路上流通的功率及各线路上损耗的功率：,通过以上,1,）、,2,）、,3,）、,4,）步，高斯赛德尔法潮流计算全部完成。,3.,复杂电力系统潮流计算,精品课件,！,精品课件,！,总 结,1.,电力系统潮流计算方法；,2.,掌握导纳矩阵的计算；,3.,学会高斯赛德尔法潮流计算；,4.,布置作业。,
展开阅读全文