直流潮流法

2.6.1直流潮流模型2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法(1)支路的直流潮流模型直流潮流法把非线性潮流问题简化为线性直流电路问题，方便快捷；但精确度差，只能校验过负荷，不能校验电压越界的情况。因计算速度很快，尤其适合处理断线分析和线性规划处理的优化问题，应用广泛。00,01/sin,cos11ijijijijijijijijijgbbbbxVVˆijijiijPjQVI220cossincossin()ijiijijijijijijijijijijijijiijiPVgVVgbQVVbgVbb()()0ijijijijijijPbxQ/2.6.1直流潮流模型2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法(3)关于直流潮流模型的几点说明：a)直流潮流模型对应于纯电抗网络——忽略所有元件(G、T)的电阻及对地导纳；b)若与此纯电抗网络对应的节点电抗矩阵为X，则B’0=X-1c)直流潮流法可以用于支路/发电机开断模拟，一般只用于校验元件过负荷情况。2.6.1直流潮流模型2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法(1)支路的直流潮流模型——矩阵形式1lLnnΦAθ1111{}{}{}{1}hhhllijLLllLLijLLijLLijLLllijLLPPdiagBdiagBdiagbdiagxPB/Φ()ijijijPBllPBAθY={Yij}，Yij=Gij+jBij=-(gij+jbij)→Bij=-bij=1/xijLetThenlllPBΦ注意：Pij=-Pji△Pij=0注意：支路h=h(i,j)2.6.1直流潮流模型2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法(2)节点的直流潮流模型0iijijjiiPBQ0PBθcossinsincosiijijijijijjiiijijijijijjiPVVGBQVVGB00,0sin,cos11ijijijijijijijgbbbVV证明1证明2(1)1(1)(1)0nnnRRP,θB2.6.2直流潮流的断线(开断)模型2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法由于直流潮流模型是线性的，可以快速进行追加和开断线路后的潮流计算。i-j之间增加(或开断)1个元件设为xk，设：原网络节点电抗矩阵X，追加xk后节点电抗矩阵X’则由1.4节介绍支路追加原理，k(i,j)ijxk(链支)TkkTkkkXxTLLLLX-XXeeXX=X-X-eXe111222ijLijLkkikjLkninjLnXXXXXXXXXXXXLX=Xe2TkkkkiijjijXxxXXXLLeXeijXT=X0110ke2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法Let：21()TkekkiijjijkkkexXXXxxeXe/Then：电抗矩阵X修正公式设：追加xk后，节点注入P不变：TkkkX=XXeeXTkkkXXXXeeXTkkkθXPXeeXPkkkθXexk引起的X的修正量：xk引起的电压相角修正量：()TTkkijijkeXPeθ追加xk后，新网络的节点电压相角：kkkθθθθXe操作前原始状态2.6.2直流潮流的断线(开断)模型——应用注意2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法（1）直流潮流的开断模型适应于：增加1个元件——+xk开断1个元件——-xk（2）操作的元件可以是：Line、G、T（3）若元件开断后，2TkekkiijjijkxXXXxeXeThen：开断后使新网络电抗矩阵X’不存在——元件开断后使系统解列！运用直流潮流模型可以方便的找出网络中那些开断后引起系统解列的线路，对于这些线路不能直接进行断线分析。kk(i,j)ijxkijk(i,j)xkijk(i,j)xkGG•2.2.3直流潮流法应用•——N-1安全性检验与故障排序2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法(1)N-1安全性检验的基本概念“N-1安全性检验”：指系统全部(N个)元件(线路)开断任意1个，系统各项运行指标均满足给定要求。应用范围：系统规划设计、运行调度检验方法：“故障选择”——先对元件开断后引起系统过负荷的可能性(大→小)排序(“故障排序”)；然后依次进行线路开断检验，直至某个线路开断不引起过负荷，则终止检验事故评判标准:评判开断元件引起系统不安全程度的指标2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法(2)系统综合过负荷指标①系统综合过负荷指标的定义：21LlllllPIwPP支路No.l的有功潮流网络的支路总数支路No.l的允许传输容量支路No.l的并联线路数支路No.l中的线路开断对系统影响程度的权系数PI指标的意义：1）PI值越大，系统综合过负荷程度越强；其关键影响因素有线路潮流、支路的并联线路回数及其开断对系统的影响程度，等。2）PI指标可根据分析侧重点不同而有不同的定义——如系统电压安全性指标：limlim..limlimiikkvViQkiINkIQikVVQQPIwwVQ2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法②基于线路导纳变化灵敏度的有功过负荷行为指标的计算：kkkPIPIBB(a)线路故障开断引起的PI增量设：线路No.k导纳Bk变化△Bk→PI变化意义：PI的变化量△PIk反映了线路开断引起系统过负荷可能性的大小——其值越大，系统过负荷行为对Bk变化的灵敏度越大，引起过负荷的可能性增大(b)△PIk的计算设原始运行状态：Pl、θl——PI；线路k断开后状态：P’l、θ’l——PI’则2121&LlllllkLlllllPIwPPPIPIPIPIwPP//111TL1TL1TL[]&[][]hLhLhLlllllllllllllllLPPPdiagBBBPPBΦΦB221LllllllPIwBPPI/2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法LetT2222221111LLdhhhhLLLLdiagwBPwBPwBPW///Then()PIPITTTdTθAWAθθWθθWθ221LllllllPIPIwBP/22kkkkPIPIwBP/22kkkkkPIPIPIPIwBPPI/222()kkkkkwBPIPTTθWθθWθ2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法kkTTTkkkTTkkkkθWXe=eXWθ=eReXWXe=eTe222222(1)kkkkkkkkkkkekkwBPIxP222()kkkkkPIwBPTTθWθθWθ/&TkkkkkTTkkkkkexθθXeeθeθeXe(1)kkkekx22222(1)TTkkkkkkkkkkkkkkekPIwBPxTθWXeeXWθeXWXe/2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法2222222111kkkkkkkkkkkkekkekkekBBwBPIBxBxBxP11kkkkekkeBxxBx1kkxB/kkkkkxPB22222111kkkkkkkkkekkkekkePPwPPIBxPBxBx(b)△PIk的计算——对于开断线路k，2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法•2.6.3N-1安全性检验与故障排序小结2222222222222222(1)21112111kkkkkkkkkkkekkkkkkkkkkkkkkekkekkekkkkkkkkkkekkkekkewBPIxPBBwBPIBxBxBxPPPwPPIBxPBxBx通用公式开断线路i)开断影响通过Bk(-1/xk)、xke=Xii+Xjj-2Xij反映；ii)行为指标PI的变化量完全由开断前初始运行状态计算。2.6电力系统静态安全分析的直流潮流法