电力系统潮流计算分析

电力系统潮流计算分析[摘要]本文介绍了运用matlab软件进行潮流计算，对给定项目进行系统分析，再应用相关软件，构建系统图进行仿真，最终得到合理的系统潮流的过程。[关键词]电力系统；牛顿-拉夫逊法；matlab；ddrts；潮流计算中图分类号：tm744文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）10-0026-011引言随着电力行业的不断发展，电力系统实际的情况远比我们计算的情况复杂，可见潮流计算在电力工业发展中的重要性和必要性。精准的潮流计算不仅可以节省能源并充分发挥能源的作用，还可以使电网处于稳定且平衡的状态，这对电网的安全运行起到关键性的作用。所以学好电力系统的关键在于学好潮流计算。电力系统的安全运行不是儿戏，一个很小的失误就可能造成整个电网的崩溃，这给国家和社会带来的危害和损失之大是可想而知的。学好电力系统及潮流计算是电气工作者的当务之急。没有坚实的基础就不可能建造出高楼大厦。所以，要想在工作岗位上有所成就，就必须打好基础，努力提高自己的专业素养。2潮流计算方法简介潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算、生产运行、调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种，当系统相对简单，节点数相对较少时，我们可以通过手算获得各参数，但当系统网络较复杂时，想要通过手算各参数显然是不可能的，这就为计算机算法的出现提出了要求。牛顿—拉夫逊法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。运用电子计算机计算一般要完成以下几个步骤：建立数学模型，确定解算方法，制订计算流程，编制计算程序。3牛顿-拉夫逊法介绍牛顿法潮流计算时matlab程序需要输入的数据有：节点数、支路数、平衡节点序号、误差精度；由支路参数形成的矩阵b1，所含参数依次为：支路首端号p、末端号q（且pq）、支路阻抗、支路对地容抗、支路变比、折算到哪一侧标志（如果首端p处于高压侧则输入“1”，否则输入“0”）；由节点参数形成的矩阵b2，所含参数依次为：节点所接发电机功率、节点负荷功率、节点电压初始值、pv节点电压v的给定值、节点所接的无功补偿设备的容量、节点分类标号（1-平衡节点、2-pq节点、3-pv节点）。牛顿-拉夫逊潮流计算的基本步骤为：形成节点导纳矩阵、gb；设各节点电压的初值、或、；将各节点电压的初值代入公式，求修正方程式中的不平衡量、以及；将各节点电压的初值代入公式，求修正方程式的系数矩阵—雅可比矩阵的各个元素、、、以及、；解修正方程，求各节点电压的变化量，即修正量、或、；计算各节点电压的新值，即修正后值、或、；运用各节点电压的新值自第三步开始进入下一次迭代；计算平衡点功率和线路功率。4潮流计算基本过程潮流计算的基本过程是利用给定的网络接线图，在已知线路参数和变电所负荷的条件下进行潮流分布的分析。首先，画出系统的等效电路图，在计算出各元件参数的基础上，应用牛顿—拉夫逊法以及matlab软件进行计算对给定系统图进行多种不同负荷下的潮流计算，经过调节均得到符合电压限制及功率限制的潮流分布。其次，轮流断开各支路双回线中的一条以及轮流断开环网中的一条，在新的系统结构下进行次潮流计算，结果亦均需满足潮流分布要求。牛顿—拉夫逊法具有较好的收敛性，上述计算过程经过四到五次迭代后均能收敛。最后，应用相关软件（如ddrts软件），构建系统图，对给定负荷重新进行分析，潮流计算后的结果也应能满足相应的参数要求。5潮流计算结果分析利用牛顿拉夫逊法进行求解，用matlab软件编程，可以求解系统潮流分布。根据题目的不同要求对参数进行调整，通过调节变压器变比和发电厂的电压，求解出合理的潮流分布。分析可得：当各变压器负荷功率比给定功率增大时，网络的功率损耗也适当增大；当各变压器负荷功率比给定功率减小时，网络的功率损耗也适当减小；当某些变压器负荷功率降低、其他变压器负荷功率增大时，网络的功率损耗基本不变。除此，当分别断开环网中的两条单回线时，网络的功率损耗增加很小；但当断开环网中的双回线时，另两条单回线的功率损耗显著增加，从而网络的功率损耗也增大较大。最后用ddrts进行潮流分析，将ddrts仿真得到的潮流图中各点电压的标幺值与matlab计算得到的各节点电压进行比较可得：应用ddrts仿真和matlab计算得到的结果大致相同，即可认为潮流计算是正确的。6结论潮流计算是电力系统的最基本、最常用的计算。根据系统给定的运行条件、网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（相角及幅值）、各元件中流过的功率、整个系统的功率损耗等。潮流计算是实现电力系统安全经济发展的必要手段和重要环节。同时，牛顿—拉夫逊法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。matlab是一套高性能的数学计算软件，在潮流计算的大量数值计算过程中更显示出其优势，是我们应该掌握的一门基本技术。参考文献[1]孟详萍.基于matlab的电力系统设计与计算.吉林人民出版社，1995