基于matlab的电力系统潮流计算_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于matlab的电力系统潮流计算_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

压幅值和相角分别为： 2221 )( yx VVVV  式 （ ） xyVV Va rc tg 21 式（ ） 如果已知首端（节点 1）的电压和功率，求末端的电压和功率，其基本原理同上 . 图 两端电压相量示意图 ② 已知一端的电压和流过另一端的复功率 2V I IR IjX 1V  河南城建学院本科毕业设计（论文） 简单电力系统潮流计算 6 假如已知首端电压 1V 和末端的功率 2~S ，要求首端的功率 1~S ,和末端的电压 2V ，我们可以利用两端电压的关系以及两端功率的关系列出如下方程组（以 1V 为参考相量）： )(~~ 22222221 jXRV QPSS  式（ ） 11111112 )( V RQXPjV XQRPVV  式（ ） 直接求解上面这个相量方程组是很麻烦的，可以通过迭代法来求解：先给定一个末端电压的初值，这个初值可以设定为该节点的平均额定电 压，然后将之代入 式 ，得到 1~S ，然后再利用 1~S ， 根据 式 得到 2V ，重复上面的过程，直到误差满足要求为止。 由于潮流计算通常是在电力系统的稳态运行条件下，此时节点电压与平均额定电压差别不大，因此，在手工近似计算中，将上述的迭代过程只进行一次。 即先设定未知的电压为平均额定电压，利用 式 ，根据末端的功率计算支路的功率损耗，然后利用 式 式计算出首端的功率，再利用首端的功率和 首端的电压计算系统的电压损耗，最后计算出末端的电压。 辐射型网络的手工潮流计算方法 所谓辐射型网络就是单电源供电的非环形网络，系统中所有的负荷都由一个电源供电，辐射型网络是由若干个简单支路树枝状串级联接而成的。 对于辐射型网络中的接地支路可以做如下处理： ① 将对电力系统中的接地支路等效为该支路消耗的功率，对地支路的电压用额定电压来替代，例如，对地支路的导纳为 G+jB，那么这个对地支路的消耗的功率 2)( NVjBGS  式（ ） ② 将同一节点消耗的功率进行合并。 通过这样处理，辐射型网络就化减为若干简单支路的级联，可以利用简单支路的潮流和电压计算方法逐级进行潮流计算。 辐射型网络的手工潮流计算一般从系统末端开始，因为通常辐射型网络的末端的负荷为已知，首先计算潮流的近似分布，然后再从电源端开 始根据潮流分布计算出各个节点的电压。 因此，辐射型网络的手动潮流计 算仅包含三步： 1） 根据电力系统各个元件的电机参数，建立电力系统的等值计算电路；然后河南城建学院本科毕业设计（论文） 简单电力系统潮流计算 7 将对地支路等效为支路消耗的功率，并将各个节点消耗的功率进 行合并。 2） 首先将系统中各个节点的未知电压设为系统平均额定电压，然后从辐射型网络的末端开始，依次计算各个支路的功率损耗，最后得到潮流在辐射型网络中的近似分布。 3） 根据估算出的潮流分布，从电源端开始，根据前面简单支路的电压计算公式依次计算各个节点的电压。 简单环网的潮流计算 环形网可以等效成两端供电网，两端供电网也可以等效成环形网。 两端电压相等 aI 3I 3I 图 两端电压相等 aI ：流经阻抗 12Z 的电流 2I ， 3I ：节点 2,3 的注入电流 用简化的回路电流法解该简化等值电路 则NUSI * 通过近似方法，从功率中求取相应的电流，电压近似认为是额定电压 ,运算负荷2~S , 3~S 的符号与 注入功率及注入电流的符号相反，则： 0)()( 323122312  IIIZIIZIZ aaa 的功率，为流经阻抗 1231*23*12*331*231*23*3*2**312**23*12~~)(~0)()(ZZZZSZSZZSSSSZSSZSZaaaa123z 1 2z 3 1 z 2 3河南城建学院本科毕业设计（论文） 简单电力系统潮流计算 8 相似的 bS~ =31*23*12* 331*231*23* ~~)(ZZZSZSZZ 两端电压不相等 图 两端电压不相等 回路电压为 0 的单一环网等值于两端电压大小相等、相位相同的两端供电网络。 同时，两端电压大小不相等、相位不相同的两端供电网络，也可等值于回路电压不为 0 的单一环网。 设节点 4的电压差为 ： 用简化的回路电流法解简化等值电路 通过近似方法，从功率中求取相应的电流，电压近似认 为是额定电压： 流经阻 抗 12Z 功率为： S a S c S b U 1 2 3 U 4 1 Z 12 Z 23 Z 34 4 S 2 S 3 UdUU   41UdIIIZIIZIZ aaa   )()( 323422312UdUSSSZSSZSZ Naaa  )()( 3*2**312**23*1234*23*12*34*23*12*334*234*23* ~~)(~ZZZUdUZZZSZSZZS Na  河南城建学院本科毕业设计（论文） 简单电力系统潮流计算 9 流经阻抗 34Z 功率为： 计算各线段的电压降落和功率损耗，过程为：求得网络功率分布后，确定其功率分点以及流向功率分点的功率，在功率分点即网络最低电压点将环网解开， 将环形网络看成两个辐射形网络，由功率分点开始，分别从其两侧逐段 电源端推算电 压降落和功率损耗。 34*23*12*34*23*12* 221*321*32* ~~)(~ZZZUdUZZZSZSZZS Nb  称为循环功率,~34*23*12* ZZZUdUS Nc 河南城建学院本科毕业设计（论文） 复杂电力系统潮流计算的计算机算法 10 3 复杂 电力系统潮流计算的计算机算 法 电力网络方程及等值电路 电力网络方程指的是将网络的有关参数和变量及 其相互关系归纳起来组成的、可反应网络性能的数学方程式组。 在电路中，我们曾运用过节电电压方程、回路电流方程等。 但由于电力系统的等值网络总有较多接地支路，独立的回路电流方程式数往往多于独立的节点电压方程数，而且，采用节点电压方程时，对具有交叉跨接的非平面网络，建立独立节点电压方程式较之建立独立回路方程式更为方便，建立节点电压方程前，不必将并联支路合并以减少方程式数，网络结构或变压器变比改变时，改变方程式组的系数更为方便。 以下仅介绍本设计所用到的节点电压方程。 对于一个电路系统，其节点导纳矩阵的节点电压方程是 BBB UYI  式 （ ） 展开为 nnnnnnnnnn UUUUYYYYYYYYYYYYYYYYIIII321321333323122322211131211321 式 （ ） 当网络中有接地支路时 ,节点电压通常就指各该节点的对地电压。 网络中没有接地支路时 ,各节点电压可指各该节点与某一个被选定作参考节点之间的对地电压差。 BY 是一个 n*n 阶节点导纳矩阵，其阶数 n 就等于网络中除参考节点外的节点数，如下图 图 电力系统的等 值网络图 河南城建学院本科毕业设计（论文） 复杂电力系统潮流计算的计算机算法 11 节点导纳阵的对角元 iiY （ i=1， 2， „ ， n）称为自导纳。 由式 ()可见 ,自导纳 iiY 数值上就等于节点 i 施加单位电压 ,其它节点全部接地时 ,经节点 i 注入网络的电流。 因此，它可定义为 ),0()( ijUiiii jUIY  式 （ ） 以图 所示网络为例，取 i=2，在节点 2 接电压源，节点 3 的电压源短接，按如上定义，可 得 )0(2222 31)/(  UUUIY  式 （ ） 从而 , 23212022 yyyY 。 由此可见，节点 i 的自导纳 iiY 数值上就等于与该节点直接相连接的所有支路导纳的总和。 节点导纳矩阵的非对角元 jiY （ j=1， 2， „ ， n； j≠ i）称为互导纳。 而由式（ ）可见，互导纳 jiY 在数值上就等于在节点 i 施加单位电压 ，其它节点全部接地时，经节点 j 注入网络的电流。 因此，它可定义为 ),0()/( ijUijji jUIY   式 （ ） 仍 以图 所示网络为例，仍取 i=2,在节点 2接电压源，节点 3的电压源短接，按如上定义，可得 )0(2112 31)/(  UUUIY  式 （ ） )0(3223 31)/(  UUUIY  式 （ ） 从而 , 322332211212 , yyYyyY 。 由此可见 ,节点 j、 i 之间的互导纳 jiY数值上就等于连接节点 j、 i支路导纳的负值。 显然， jiY 恒等于 ijY。 而且，如节点j、 i之间没有直接联系，也不计两支路之间，例如两相邻电力线路之间有互感时，jiY = ijY =0。 互导纳的性质决定了节点导纳矩阵。