电力系统潮流计算课程设计任务书 (共29页)

电力系统 潮流计算课程设计任务书 ( 1 )设计名称：电力系统潮流计算课程设计 设计性质：理论计算，计算机仿真与验证计划学时：两周一、设计目的1培养学生独立分析问题、解决问题的能力2 培养学生的工程意识，灵活运用所学知识分析工程问题的能力3 编制程序或利用电力系统分析计算软件进行电力系统潮流分析 二、原始资料8l、系统图: I EEE30 节点-303291421om2、 原 始资 料 ： 见 IE E贮 0 节点标准数据库三、课程设计基本内容：1 采用 PSAT仿真工 具中 的潮流计算软件 计算系统潮 流；I) 熟悉PSAT 仿 真 工 具的 功 能，2) 华握 IEEE标准数据格式内容：3) 将 IEEE标准数据转化为 PSAT 计 算 数 据，2 分别采用 NR 法和 PQ 分解法计算潮流，观察 NR 法计算潮流中雅可比矩阵的变化悄况，分析两 种方法计算潮流的优缺点，3 分析系统潮流 悄况，包括电压幅 值、相 角，线路过载 情况以及全网有功损耗悄况4 选择以下内容之一进行分析：I) 找出系统中有功损耗虽大的一条线路，给出减小 该线路损耗的 措施， 比 较各种措施的特点，并仿真验证：2) 找出系统中电压最低的节点，给出凋压措施，比较各种措施的特点，并仿贞验证：3) 找出系统中流过有功功率最大的一条线路，给出 减小该线路有功功率的措施，比较各种措施的特点，并仿真验证：5 任 选以下内容之一作为深入研究：（ 不做要求）I) 找出系统中有功功率损耗最大的一条线路，改变发电机有功出力，分 析对该线路有功功率损耗灵敏度最大的发电机有功功率，并进行有效调整，减小该线路 的损耗2) 找出系统中有功功率损耗品大的一条线路，进行无功功率 补偿，分析对该线路有功功率损耗灵敏度般大的负荷无功功率，并进行有效 讷整 ，减小该线路的损耗：3) 找出系统中电压瑕低的节点，分析对该节点电压幅值灵敏度殿大的发电机端电压，并有效调赘发电机端电压，提高该节点电压水平： 四、课 程 设 计 成 品 基 本 要 求 ：l绘 制 系统潮流图，潮流图应包括 ：I) 系统网络参数1 2)节点电压幅值及相角3)线路和变压器的首末端功功率和无功功率2撰写设计报告，报告内容应包括以下几点：1) 本次设计的目的和设计的任务，.com2) 电力系统潮流计算的计算机方法原理， 分析 Nil 法和 PQ 分解 法计算潮流的特点3) 对潮流计筛结果进行分析， 评价该潮流断面的运行方式安全性和经济性，4) 找出系统中运行的湖弱环节， 如电压较低 点或负载较大线路， 给出调整措施，5) 分析各种调憋措施的特点并比较它们之间的差异6) 结论部分以及设计心得五、考核形式1 平时表现 3 人一组，考查 本组学生 平时纪律、态度等2 报告质虽设计成品的完成质虽、撰写水平等，3 答辩考核 参照设计成品，对计货 机方法 进行电 力系统 潮流计鲜的相关问题等进行答辩4 考核酘终成绩由平时表现、报告成绩、答辩成绩组成。电力系统潮流计算摘要：电力系统潮流计算是电力系统分析的基础内容。通过对电力网络的潮流计 算我们可以对系统的安全性，经 济型，稳定性进行分析判断。并且能够准确的， 快速的对电力系统中出现的各种问题进行调整。潮流计算是电力系统最基本，最常用的计算。Nwet o n- Ra phs o n 法是数学上解非线性方程式的有效方法，有 较好的收敛性。本次课程设计的主要内容就是基千 PSA1 的 潮流计算和分析。针对问题一： 通过题目中给的i eee 格式的数据进行分析和理解， 将其转换为 PSAT 标准格式的数据。然后使用 PSAT 利用 N- R 法对题目中的 6 机 30 节点的电力网络进行潮流计算。针对问题二： 通过对PSAT 中的 N- R 法的中断控制可以得到N- R 法每次迭代的雅克比矩阵。通过对这些雅克比矩阵的分析得到雅克比矩阵的变化规律，即每次迭代出来的雅克比矩阵的个元素都在减小并且变化率也越来越小。利用 P-Q 法再次对题目中的数据进行潮流计笋， 得到的潮流的结果与 N-R 法求得的结果一样， 计算的时间短千 N- R 法。然而，利用 N- R 法计算潮流其收敛性要好千 P-Q 分解法。针对问题三 利 用 PS AT 中的 s imulink 功能画出此6 机 30 节点的系统。将目中的数据以 PSAT 标准格式填入此网络中。并对此网络进行仿真运行得到voltage mangnitudes 图， vo ltage angles 图， line flows图。通过对这三个图的分析得到此网络的电压水平和潮流情况。针对问题四： 通过对voltage n设 ngntudes 图的观察可以看出30 节点的电压较低， 需 要提高30 节点的电压。因此我采用了 4 种方法来提高 30 节点的电压。( I)提高8 节点发电机的机端电压，提高 30 节点的电压。m(2)提高 27 和 28 节点之间的变压器变比，提 高30 节点的电压。(3)在 27 节点和 30 节点之间串联电容，提高 30 节点的电压。(4) 在母线 JO 或24 处并联电容器，提高 30 节点的电压。关键词： PS AT 潮 流计算 牛顿拉 夫逊法 P-Q 分解法二课程设计准备工作2. 1 牛顿拉夫逊法原理及应用牛顿拉夫逊法按照电压的表示方法不同，又分为直角坐标形式和极坐标形 式， 牛顿拉夫逊法潮流计算具有二阶收敛特性，计算中收敛速度较快， 但是 当导纳矩阵阶数较高时，初值敏感 性问题突出，如果 初值选取的 合适 ，则 计 算 会 非常快速准确。若初值选取不合适则计算有可能会不收敛。牛顿拉夫逊法设计原理：设有非线性方程组八( x,X2 x,) = Yi :儿(x1 , x2,.x,)=y2;儿(x1 , X2,. .孔）=y,;其近似解xo) x 炒，xon )。近 似解与精确解 分别相差/j,Y, ,心 2 心 ，则有如下：邓 o )心 ， x 沪心2 . .守心 ，）= y ;,从中心: , , ;飞煦心2 X炒心，），= y2 ;J.(中心ixo)+ 心 2 x.l,o + 心 ，）= y ,;,对 上述每一项式按泰勒级数展开忽略心1 的 高次方，可得如下修正方程组：J宁） 织 纠 纠Y , - J; (x /l, X 炒，守 ）祝,ax ax.心 ，l 生卢纠纠Y2 - f2 (x o! ) ,x 炒，心 2 祝织祝 O I XY. -儿（对o ) , X炒，xo ) ),纠6入:l 0 祝纠 纠祝简 写为凶 = ./心, ：其中： J 称 为函数.1;的雅可比矩阵。求解功率方程步骤如下I=U;LYii Uj = P, + jQ; :j=I代入 ; =Gij + j庄，及U,= Ul cos0 + j sin 、 J; (O)或 U,、 砰? 。(3) 利用 各节点的电压初值计算修正方程的不平衡氮凶(0) 、 /:iQ炒以及/:iU? 2i (4) 利用 各 节 点 电 压 初 值 求 出 雅 克 比 矩 阵 的 各 个 元 素Ht 、NtO)、 J &O)、 L;以邸to 、 s tO)。(5) 解修正方程，求出各节点电压的变化噩，即修正倡f:!.eOf l、凶炒或/:iUf0) 、 /:io Oi) 。如果符合要求则跳出， 如果不符合要求则继续下一步。(6) 计算各节点电压的新值，即修正后的值。(7) 御用各节点电压的新值自第三步开始下一次迭代。(8) 计算平衡节点的功率和线路功率。牛顿拉夫逊法计算框图com设节点电压初值，置迭代丿动启输入原始数据形成节点导纳阵对 PQ 节点计符 M, ( k ) 、 t:,.Q? l对 PY 节点：计算 t:,.P;() 、 t:,.u y i2览 节 点 号 i= l是1i 1t :克比-矩亡是否已全部形 否计 算 雅 克 比 矩 阵 元 素增 大节点 号 i =i +l解修正方程式， 由 凶补k) !lQ t ) fl U,;_人)2 和 J增大迭 代 次数 ， k=k+ l计绊各节点电压新值e尸凇必k )求 各 节 点 电 压 变 量!:J.e ( k) 、凶.( k_)i=l, 2, , n, 1外幻）=i*l +4f(k)求出1/j.e(k)I、I!lf (k)Imaxi=J, 2, , n ; i;,!,s否计绊平衡节点功率和线路功率（ 停止 ）图 一 牛 顿拉 夫 逊 法潮 流 计 绊 流 程图2.2P- Q 分 解法原 理P-Q 分解法是极坐标牛顿拉夫逊法的一种简化算法快速分解法， 有 两个主要特点 (1)降阶在潮流计算的修正方程中利用了有功功率主要与节点电压相位有关 无功功率主要与节点电压幅值有关的特点，实现 P- Q 分解，使 系数矩阵由原来的 2NX 2N 阶降为NX N阶，N 为系统的节点数（不包括缓冲节点）。 (2) 因子表固定化利用了线路两端电压相位差不大的假定，使修正方程系数矩阵元素变为常 数，并且就是节点导纳的虚部。由千以上两个特点 使快速分解法每一次迭代的计绎呈比牛顿法大大减少。P- Q 分 解法只 具有 一次收敛性，因 此耍求的迭代次数比牛顿法多，但总体上快速分解法的计算速度仍比牛顿法快。快速分解法只适用千 高压网的潮流计算，对中、 低 压 网 因 线路电阻与电抗的比值大，线路两端电压相位差不大的 假定 已 不 成 立，用快速分 解法 计算，会出现不收敛问题。P- Q 分解法的计算步骤与牛顿拉夫逊法的计算步骤略有不同， 在 开始迭代之前就形成了系数矩阵B 和8 并得到了他们的逆阵。P- Q 分解 法计党步骤如 下 ：( 1) 形成 节点导纳矩阵YB .( 2) 形成系数 矩阵s , B 。( 3) 给 定 电压 初值U0; ,o;凡(4) 求功率不平衡盘凶秒/ 尸(5) 接修正方程式得凶汃汇(6) 求功率不平衡晕t,.(jO,) / U;。(7) 解修正 方程 式得!:i.U严。(8)修正电压初值 u,o,(o).(9) 判 断 若满足条件则计算功率，若 不 满足 条 件则 返回第3 步重新求解。P-Q 分解法的计算框图如下：输入原始数据形成节点导纳阵形成B 阵， 并求其逆陪形成 B 阵，并求其逆阵设节点电压： u t i 和 o, ( i=l ,2,3, . .n)设置迭代次 k=O置k=O,k=O计算凶沪 / UJk) 曰 ，2,., 11i-# s是是计算 6 5 /*1 ,( i= l , 2 , . . . n,i,p s)增大迭代次数 计 算 新的 o/*)值 ， 0? +1) = o) + 110*+1)k 今 k+ I锐 k,=O计算平衡节点功率cSS-和线路功率 -置kq =1 广计算t,.Q(k) ju + t:.u?1结束是增大迭代次数kk+ I图 二: P- Q 分 解法流程图、 课程设计问题分析与解答3. . 1 采用 PS AT 仿真工具中的潮流计算软件计算系统潮流3. l. 1 对原始数据进行分析将我的数据 30 IEEE. DAT 格式的数据导入到psa t 软件中生成一个m - f i l e。这个m - f i l e 是 psa t 标准数据格式。具体数据见表一至表六。母线号电压基准值电压标么值电压相角1100I. 060. 0000021001. 03- 0. 086923JOOI. 02-0. 2218 34100l. 018- 0. 1801251001. 02-o. 153 276100l. 05- 0. 248197100l. 062- 0. 233188JOOI. 0 5- 0. 23 31891 001. 056- 0. 26075JOJOO1. 0 5 1- 0. 26354I I1001. 057- 0. 2581312100l. 055-o. 26:0 213100l. 05- 0. 2644214JOOl. 0 35- 0 . 2 797 8表一： 母 线参数表 平 平衡节点参数节点尽J功率基讥值(MVA)电压基准 值(KV)电压幅值电压相角最大无功功率最小无功功率最大电压最小电压有功功率I100100I. 06。9999- 999. 9I. 10. 90. 50386节点号功率基准值电压基准值有功功率电压幅值最大无功最小无功最大电压最小电压21001000. 41. 030. 5- 0. 41.10. 93100100o. 5l. 020. 41. l0 . 9610 0JO O0 . 5I. 0 50 . 24- 0 . 06J. I0 . 98lOO100Il. 050 . 2 4- 0. 06J. I0. 9表三: pv 节点参数。表四： pq节点的参数节 点 号功 率 基 准值电压基准值有功功率无功功率酘大电压酘小电压21001000. 2170. 1271. I0. 931001000. 5420.09I. I0. 941001000. 1780. 039l. l0.95100JOO0. 57 60. 1 16I. 10. 961001000. 1120. 075I. I0. 991001000.2950. 166I. I0. 9101001000. 090.058l. 10. 9111001000. 5350. 318l. l0. 9121001000. 1610. 1161. 10. 913100100o. 1 350.088l. l0. 9141001000. 1490. 07I. I0.9表五： 对地电纳参数号点 9打刁功率基准值 1电 压 基 准值频率1001 0 060电感畴一。0. 19线路长度单位电阻单位电纳。0.。969。0. 0。1 335。0.。0128。 。 。 。 。0. 1 92070. 0820560100100111 00. 270380. 12711601001001 490 . 1 3 0 2 70. 066 15601001 001 360. 255810. 12291601001001260 . 19890 . 0949860100100I.I60. 0 84 50. 03 1 8 1601001001090 . 11 00 160100100970 . 176 1560100100870 . 04211601001005,10 . 0 34 60 . 1 71030. 0670160100JOO430. 0 340 . 1 73880. 056956010010052o. 011920. 223040 . 054036000100510. 03740. 176320. 058 1160100JOO420 . 04 380 . 1 97970. 0469960100100320. 05280. 059 170 . 0 1938601001002I0 . 5561860100100940 . 9780 . 2091260100JOO740 . 9 320 . 252026010010065线路变比单位电抗频率电压基准值功率基准值线路末端线路始端表六： 线路参数12131314JOO 10010060100600.22092Io. 199880 100-00 100. 170930. 348023. 1. 2 对数据进行求解通过 psa t生成这些数据之后，我利用牛顿拉夫逊法进行求解得到的结果 如下：GLOBAL SUMMARY REPORT总 发电 机 功 率视 在 功率 p. u. 有功功率 p. u. 总负荷功率视在功率 p. u. 有功功率 p. u. 总损耗视在功率 p. u. 有功功率 p. u. 3. 045 2l. 19 192. 991. 0675o. 0 55 2 40. 1 244表 7:POWER FLOW RES ULTSBusBUS-1 BUS- 10 BUS- J I BUS- 12BUS-13BUS- 14 BUS-2 BUS-3 BUS-4 BUS-5 BUS-6 BUS-7 BUS-8BUS-9Vl. 06 0. 99364 0.96366 1. 0074 l. 0175 0.99376l. 03. 02l. 0 104I. 0075l. 05 1. 0232 1. 05I. 0143。- 0. 09121- 0. 13733-o.12373- 0. 11778-0. 10597- 0. 01192- 0. O:l075- 0. 03924- 0. 0506-o.106790.013210. 17791- 0. 066PhaseP genQ genP loadQ load0. 6。45 24。0. 4。0. 5。5013。-0. 22618。0。5。0.090.535o. 1610 . 1350. 1490.2170. 5420. 1780.576。0. 0580. 3180. 1160. 0880.070. 1270. 090. 0390. 1160。. 5。1。0. 0。5648。0. 5。69380. 2。4211o.。112。0.。075。0.295- 0. 02948FRO! BUSBUS-5TO BUSBUS-6LINCP PLOW0. 21974Q PLOW0 . 1218PLOSSQ LOSS0. 01567表八： LI NE FLOWS 。BUS- 4BUS-72- 0. 253460. 05320 . 0 1 3 7 4BUS- 4BUS- 930. 0 47780.050550 . 00 2 6 4BUS- 1BUS-21.Jo . 358030. 391820. 00528- 0. 04157BUS-2BUS- 350. 106480. 004460.00054- 0. 04376BUS- 2BUS-460. 180 170.037750. 00196- 0. 03298BUS- 1BUS-570. 287210. 158l.lo. 0056:J- 0. 02937BUS-2BUS- 580. 2 49 10. 03 7990. 00 35- 0. 024 6 1BUS- 3BUS-490. 06 3950. 0 1470. 000 33- 0. 0348 1BUS叫BUS- 5100. 2695 1- o. 02250.00095- 0. 01002BUS- 7BUS-8ll-I- 0. 072970 . 1 6 9 14BUS- 7BUS-9120. 746540. I 12430 . 05989BUS- 9BUS- JO130. 346470. 121680. 004170. 01108BUS- 613US- J l1 40. :l0464o. 3127o. 016420. 03438BUS- 6BUS- 121 50. 12 5370. I 1 5 180 . 00 3230 . 00672BUS- 6BUS- 1 31 60. 1777 30. 1 72 630 . 00 3680 . 00725BUS - 9BUS一14170. 152850. 008260. 002890. 00616BUS - 10BUS- 11180. 25230. 05260.005520.01292BUS- 12BUS- 1 319- 0 . 03886- 0 . 007550 . 000 340 . 000 31BUS - BBUS一1420- 0. 000150. 069 5 20.00080. 00163。P 。LOSS。0. 0。00 95。0. 001630. 0008- 0. 06790.000952013US- I3BUS- 140. 000310.000340. 007850. 03 9219BUS一12BUS - 130. 012920.00552- 0. 03968- 0. 2467818BUS- JOBUS- II0. 006160. 00289- 0. 0021-0. 1499517BUS- 9BUS- 140.00725o. oo:l68- o. 16538- o. 1740516BUS-6BUS- 130. 006720.00323- 0 , 108 45- 0. 122 1415BUS-6BUS- 120. 034380. 0 1642- 0. 27832- 0. 2882214BUS-6BUS- I Io. 011080. 00417- o. 1106- O. :l42313BUS-9BUS - 1 00 . 05989- 0. 0525 4- o. 7 4 65 412BUS- 7BUS- 90 . 1 69 1 40. 24 2 11111BUS- 7BUS-8- 0. 010020. 01248- 0. 2685610BUS- 4BUS- 5- 0. 034810.00033- 0. 04951- 0. 063 629BUS- 3BUS- 4- 0. 024610. 0035- 0. 0626- 0. 24568BUS-2BUS- 5- 0. 029 370. 00563-0. 18769- 0. 28 1587BUS- IBUS- 5- 0. 032980. 00 19 6- 0. 0707 4- o. 178 216BUS-2BUS- 4- 0. 043760.00054- 0. 04822- 0. 1059 55BUS-2BUS- 3- 0. 041570.00528- 0. 43338- 0. 352764BUS - 1BUS- 20. 0026 4- 0. 04791- 0 . 047783BUS-4BUS- 90 . 0 1 3 7 4- 0. 039 460. 2 5 34 62BUS- 4BUS- 70 . 0 1567- 0. 1063- 0 . 219 74IBUS-5BUS- 6Q LOSSQ FLOWP PLOWLINCTO BUSFRO! BUS表九： LI NEFLOW3. 2 观察 NR 法计算潮 流中 雅 可 比矩阵的变化情况， 分 别 采 用 NR 法 和 PQ分解 法计算潮流，分析两种方法计算潮流的优缺点3. 2. 1 观察牛顿拉夫逊法雅克比矩阵找到 ps a t 里 fm_s pf .m 这段子程序，通过对 i f Settings. distrsw, DAE. kg= DAE. kg + i nc ( e nd) ; e nd 这段命令的中断控制得到每次迭代后的雅克比矩阵。 雅克比矩阵见下：第 一 次迭代 雅 克比矩 阵 （ 部分 ，下同）。 - 4. 81779- 5. l72699. 990482。 。 32 . 33471- 5. 13856- 5. 50541一5. 56323。 - 3 . 9428618. 83371。 - 5 , 1 7635- 5 . 3446739.64437- 22. 2075。 - 5. 0 4898341。- 5 . :32624- 22 . 588936. 2t:l87- 3. 94286。 - 5. 0 4898。 21. 56978277- 6. 3304一-,._I。 f。一l第二次迭代雅克比矩阵：、名,乙-。 32.56461- 5. 04192- 5. 41028-5.48852。 - 5. 00 4510. 29105- 5. 28655。 - 5. 3 1 5 07-5.2401939. 67242-22. 3542。 - 4. 9 383392。- 3 . 933 7218. 17011。 - 5 . 。355 05。 一22。. 20 435. 9915- 3. 93372。 - 4 . 938 34。 20 . 73693015- 6. 11274l。第三次迭代的 雅克比矩阵：L。 - 5 . 0005 410. 24205- 5. 24151。 32.46863- 5. 04531- 5. 37035- 5. 45466。 - 5 . 2 7457- 5. 2066839. 14478- 22. 0479。 - 4. 83006:l l。- 5. 3 1829-21.8935.57703-3. 90649。 一 3. 906 4918. 05105。- 4. 8 300620 . 2584549- 6. 01 8 45I。第四 次迭 代 雅 克比 矩 阵 ：。 - 5. 000 491 0. 241 39- 5. 24 09。 32 . 46738- 5 . 045:38- 5. 3698- 5. 15 421。 - 3 . 9060618. 0 4905。 - 5 . 27396- 5. 2061639. 13689一22.0 436。 - 4 . 8 2827323。- 5 . 3 177- 2 1.8854:35. 57086-:l. 90606。 - 4. 82827。 20 . 249907:JS- 6. 01676已知雅克比矩阵的基本形式为：l,N,L N ,SI4HH I nJN,.L明oP，BQ;lnH“HIn其中 各 个元 素 为 H . =- ,N . =J . =.，lR”“N所，I，R s Be;fJ;8Q;”“”“祝 r,2oU2,jL， R . = , s. = _!_ 。这 些元素都是关于电压的函数，所以雅克ae;叽ljoej比矩阵的变化时随着电压的变化而变化的。因为每次迭代电压都会更接近真实 值， 各个元素的数值也是在不断减小知道满足精度要求。通过对比分析雅克比矩阵的各个元素，找到了以下规律：(1) 雅 克 比 矩 阵 为 稀 疏 阵 ，H il H i 、 N ii NP 、J ij J jl 、 L ii * L JI.但 不 是 对 称 阵 。 这是因为(2雅)克比矩阵的各个元素的数值在不断的减小， 直 至迭代结束满足精度要求。(3)各个元素的变化率在不断减小， 这是因为每一次迭代都会更加接近真实值， 在运行刚刚开始的时候数值变化较大，随 祜 迭代的次数不断增加变化越来越小。3.2.2 运用 P-Q 分解法进行潮流计算并与牛顿拉 夫逊法进行对比P- Q 分解法是源自千牛顿拉夫逊法的极坐标表示形式，它是基千对修正方程的两个简化假设得到的。对修正方程的第一个简化是： 计及电力网络中各元件的电抗远大于电阻，以至于节点电压相位的改变主要影响各元件的有功功率潮流，从而 影响为节点的注入有功功率，各节 点电压大小的影响主要影响注入的无功功率。因此将雅克比矩阵中的 N、J 略去。对修正方程的第二个假简化是： 基千 对 状 态 变 揽 的（？的 约 束 条 件 似引 = l0ijl,H11 = - U2, B 11, Lu = - 对Bu,从而可以得出与牛顿拉夫逊法相比P- Q 分解法有以下特点(1)以一个 (n- 1)阶和一个(m- 1) 阶的系数矩阵B 和B 代替原有的(n+m- 2)阶的雅克比矩阵，提 高了计算的速度。(2) 在迭代过程中保持不变的系数矩阵B 和B 代替变化的雅克比矩阵，显茗的 提 高了计算的速度。(3)以对称的系数矩阵B 和 B 代替不对称的雅克比矩阵， 是求逆等运算扯和所需的储存容簸都大为减少。首先在 psa t 中导入原始数据， 将潮 流计算方法改为 XB fast decoupl ed。然后进行潮流计算。通过与牛顿拉夫逊法得到的结果相对比，发现两种计算结 果是一样的。运用牛顿拉夫逊法迭代次数与迭代时间为：PF s o l ver :New t o n- Ra phsonm e t hod Si ngl e s l ack busm ode lIt er at i on =1Ma ximmuConver gencyEr r o r =0. 40573Iteration =2Ma ximmuConve r ge ncyError=0. 015461Iteration=3Ma ximmuConver ge ncyEr r o r=0. 00040656I t e r a t i on =4Ma xmimuConve r ge ncyErr o r =2. 0894e- 007Power Flow compl e t ed in0.047 sm用P- Q 分解 法计算迭代 次数与迭代时间为： PF s o l ver :XB fast decoupl edm e t ho d Single slack busmode lIt er a t i on=1Ma x顶 um Conver genc yEr r or=0. 6258It e r a t i on=2Ma xmium Conver genc yEr r or=0. 074761I t e r a t i on=3Ma xmium Conver gencyEr r or=0. 010 438I t e r a t i on=4Ma ximmuConver gencyEr ro r=0. 0005484I t e r a t i on=5Ma xmium Conver gencyEr r or=0. 0001 3099I t e r a t i on=6Ma xmium Conver gencyError=2. l l 14e - 005It e r at i on=7Ma xmium Conver gencyError=I. 1852e- 006Power Flow com pl e t ed in0. 046 s将以上数据导入到 EXCEL 中，利用其绘图功能，绘制出两种方法的对数收敛特性曲线进行直观的分析。23415670.10.010.0010.00010.000010.000001一令 一 N- R法-P-Q分解法0.0000001图 三 牛顿拉夫逊法和 P- Q 分解 法 收 敛特 性图通 过 对 以 上 信 息 的 分 析 可 以 得 到 以 下 结 论 ：( 1) P- Q 分 解 法 与 牛 顿拉 夫逊 法 所 算 出 潮 流 结果是一样的。(2) P- Q 分 解 法 迭代次数要多千 N- R 法 ，但是总衙要时间与N- R 法 相 差 无 儿 。故 P- Q 分解 法 每 次 迭代 所 要 的时 间 要 小 千 N-R 法。(3) 通过对 P- Q 和 N-R 收 敛特 性图 的 仔 细比较，会 发现 P- Q 分解 法 收 敛 速 度I要 好 千 N- R 法 。这 是 因 为 N- R 法 事具 有 二 阶 收 敛 特 性 ，而 P-Q 分解 法 享 具 有 一阶收敛特性的。(4) P- Q 分 解 法 是 利 用 了电 网 的 高电 压 特 性 所以只适用千高压网的潮流计算，对中、低压网，因线路电阻与电抗的比值大，线路 两 端 电 压 相 位 差 不大 的 假 定已 不成 立，用快速分解法计算，会出现不收敛问题。3. 3 分析系统潮流情况， 包括电压幅值、相角， 线 路 过 载 情 况以 及 全网 有功损耗情况3. 3. 1 利用 psa t 绘制出 5 机 14 节点网络图在 psa t 中利用 psa ts imul i nk l i br ar y 功能绘制出网络图， 并将原 始 数 据按照 ps at 的标准数据格式填入到此网络中。s imuli nk l i rb a r y 仿真图 可以很直观的表示出整个网络的运行状况，有助千分析和解决问题。网络见下图：I-Bu忒2工六IBu!tl 5二Bu忒4Bu忒7Bus11Bus101 2 IBus03Bu忒9yBus12工Bus13Bus14图四: smiul i nk l i brray 仿真图及潮流运算结果3. 3. 2 分析电压幅值、相角、和潮流分布悄况通过对图五的仿真运行， 得到各节点电压幅值并且可以绘制出电压幅值ne twor kb i s ua l i s a t i on 图。一一L 心-T. 屯亡二II 1的Jn,o,于一-一二怎1 1 Ila- 酝妒I一令上，IClIC1-云，18妇、表十： 电压 幅值表节点号电压幅值BusOII. 06Bus02l. 03BusO:Jl. 02Bus0 41. 0104Bus05I. 0075Bus061.05Bus071. 0232Bus08l. 05Bus09I. 0143Bus l O0. 9936 4_,一,雀皇一吵li1IO坞Bus ll0. 96366Bus l 21. 0074Bus l 3I. 0175Bus l 40.99376图五全网电压幅值图结论： 通过对全网电压图和电压幅值表的分析， 很容易 看出11节点的电压最低。1 节点的电压高-运lf,.,.,.,、I _,.,;,.， ，上同样的方法绘制出电压相角图：图六 电压 相角图表十一： 电 压相 角表，8I伍汀BusOl。Bus02- 0. 01192Bus03- 0. 03075Bus04- 0. 03924Bus05- 0. 0506Bus06-o. 10679Bus070. 01321Bus080. 17791Bus09- 0. 066Bus l O- 0 . 09 121Bus l !- 0. 13733Busl2-o. 123 7 3Bus l 3- 0. 11778Busl4-o. 1059 7书点号可电压相角结论： 通过对电压相角图和电压相角表的 分析， 可以看出 6 节点电压相角最小， 11 节点电压相角最大。做出全网功率潮流图坚I10.9o:a0.7- 0,60.50.41),31)2。.,图七 全网潮流图表十二： 各条线路的有功和无功线路始线路末线路始线路末端端端端Bus02BusOl- o. 35276- 0. 43338BusOIBus020.358030.39182Bus02Bus 030. 106480. 00 446Bus03Bus02-0. 10595-0.04822Bus06Bus ll0. 304640. 3127BusllBus06-0.28822-0.2783213us06Bus l 2o. 12537o. 11518Busl2&1s06-0.12214-0.10845Bus06Bus l 30. 177730. 17263Busl3Bus06-0.17405-0. 16 538Bus09Bus l40. 152850.00826&,s t4&,