8.闭式网潮流计算(新)

课题：两端供电网的潮流计算目的要求：1掌握循环功率、供载功率的概念2.能找出功率分点。重点：两端供电网潮流的初步计算简单闭式网络的潮流计算•环式网可看作是两端电压相等的两端供电网。•两端供电网的UA≠UB；•环式网的UA=UB，A点与B点为一个点，形成环。两端供电网潮流计算的步骤：第一步：设全网为额定电压，计算出各个发电厂、变电站的运算负荷和运算功率，得到仅有串联阻抗的简化的等值电路；第二步：仍设全网为额定电压，且不考虑各元件中的功率损耗，计算网络的功率分布，这种功率分布称为初步功率分布。第三步是按照初步功率分布的结果将闭式网分解为两个开式网，分别按开式网潮流计算的方法进行计算，得到最终结果。（一）两端供电网的初步潮流计算两端供电网络和简单环网可以采用基本相同的计算方法。简单环式网可看成是两端电压相等的两端供电网络。1.化简等值电路，并在全网都为额定电压UN的假设下，计算各个节点运算负荷或运算功率，这样简化的等值电路就只有串联阻抗。G412356等值电路图123Z23Z12Z31123S2S3SBSAZ23Z12Z31化简的等值电路2.设全网电压为额定值，在不考虑功率损耗的条件下，计算电源的输出功率SA、SB（1）电源输出的功率SA、SBAAiABBiBiZZZZZZSSS323232~~~、、、设ABiAiNABABBABiBiNABBAAZZSUZUUSZZSUZUUS~~~~循环功率SC：两端电压不相等，产生的功率。与两端电源电压的相量差和网络阻抗有关，而与负荷无关。在网络中向一个方向流动。（简单环式网无循环功率）NABBACUZUUS~供载功率S/A、S/B：与各节点负荷和网络阻抗有关，而与电源电压无关。（2）供载功率的简化计算将供载功率的计算由复数运算，简化为实数运算（A）均一网的供载功率计算：•均一网：线路结构、材料、导线截面相同。ABiBiABiBiABiBiABiBiALLQjLLPLLSLjxrLSjxrS~)(~)(~0000（B）近似均一网的供载功率计算•近似均一网：在同一额定电压等级下，各段线路采用相同材料，导线截面相差不大（不超过2~3个标称截面等级），几何均距近似相等。ABiBiABiBiARRQjXXPS~3.求出电源A、B输出的功率后，不计功率损耗，计算网络的初步功率分布，确定功率分点。•功率分点：网络中的某些节点的功率是由两侧向其供给的，这种功率汇点，称为功率分点。包括有功分点、无功分点。（二）闭式网的最终潮流计算•计算步骤：（1）从功率分点（或无功分点）把网络打开成两个开式网。（2）分别计算两个开式网的潮流分布（考虑功率损耗）•应用计算机进行复杂系统的潮流计算，首先要建立潮流问题的数学模型。利用导纳型网络节点方程，将节点注入电流用功率和电压表示。•在求解之前，要设定一个平衡节点，并根据系统的实际运行条件将其余的节点分为PQ给定节点和PV给定节点两类。引入定解条件后，得到潮流计算用的一组非线性方程。•1.PQ节点P、Q给定，节点电压V、δ待求。通常变电所都是这一类型的节点。系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内为固定时，该发电厂母线也作为PQ节点。还有一类既不接发电机，又没有负荷的联络节点，也可以当作PQ节点，其P、Q为零。•2.PV节点P和电压幅值V给定，Q和电压相位δ待求。必须有足够的可调无功容量，以维持电压幅值，固又称为电压控制节点。一般选择有一定无功储备的发电厂和具有可调无功电源设备的变电所作为PV节点。•3.平衡节点在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，该节点承担系统的有功功率平衡，称为平衡节点。另外还必须选定一个电压相位为零的节点，作为计算各节点电压相位的参考，称为基准节点。该节点的电压幅值也是给定的。为计算方便，将平衡节点和基准节点选为同一个节点，称为平衡节点。平衡节点只有一个，它的电压幅值和相位已给定，而其P和Q是待求量。一般选择主调频发电厂为平衡点，但也可按照别的原则来选择。如，可选择出线最多的发电厂作为平衡节点。潮流计算的约束条件•1.所有节点电压必须满足•2.所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足•3.某些节点之间的电压的相位差应满足maxminiiiVVVmaxminmaxminGiGiGiGiGiGiQQQPPPmaxjiji•实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊迭代法。首先要输入网络的原始数据以及各节点的给定值并形成节点导纳矩阵。输入节点电压初值，开始进入迭代过程。•计算各类节点的不平衡量，若不收敛，计算雅克比矩阵的各元素，求节点电压的修正量，修正各节点电压，返回继续迭代。•迭代结束后算出平衡节点的功率和网络中的功率分布。)(2)()(,,kikikiVQP•P-Q分解法是极坐标形式牛顿-拉夫逊法潮流计算的一种简化算法。•在交流高压电网中，输电线路的电抗要比电阻大很多，系统中母线有功功率的变化主要受电压相位的影响，无功功率的变化主要受母线电压幅值变化的影响。•节点的有功功率不平衡量只用于修正电压的相位，节点的无功功率不平衡量只用于修正电压的幅值。这两组方程分别轮流进行迭代，就是有功-无功分解法。