东北电力大学电力系统潮流计算课程设计讲解

目录一、设计任务.........................................................................................11.1课程设计要求........................................................................................................11.2课程设计题目........................................................................................................11.3课程设计基本内容................................................................................................2二、问题分析.........................................................................................32.1节点设置及分类....................................................................................................32.2参数求取................................................................................................................32.3计算方法................................................................................................................4三、问题求解.........................................................................................73.1等值电路的计算....................................................................................................73.2画出系统等值电路图：.........................................................................................73.3潮流计算................................................................................................................8四、误差分析.......................................................................................27五、心得体会及总结...........................................................................36附录:......................................................................................................37参考文献...............................................................................................................37程序.............................................................................................................................371电力系统潮流计算课程设计一、设计任务1.1课程设计要求1、在读懂程序的基础上画出潮流计算基本流程图2、通过输入数据，进行潮流计算输出结果3、对不同的负荷变化，分析潮流分布，写出分析说明。4、对不同的负荷变化，进行潮流的调节控制，并说明调节控制的方法，并列表表示调节控制的参数变化。5、打印利用DDRTS进行潮流分析绘制的系统图，以及潮流分布图。1.2课程设计题目系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。变电所1变电所2变电所3变电所435kV母线10kV母线35kV母线10kV母线一次侧电压220kV一次侧电压220kV母线1母线3母线2线路长为100km线路长为50km线路长为90km线路长为100km2*QFQ-50-22*QFS-50-2TQN-100-22*TQN-100-2。。。。。。。。。。。。。线路长为80km。。。。。。。。。。。。。电厂一电厂二2发电厂资料：母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为（300MW），母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（100MW），最大负荷和最小负荷分别为50MW和20MW；发电厂二总装机容量为（200MW）。变电所资料：(一)变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：35KV10KV35KV10KV(二)变电所的负荷分别为：60MW40MW70MW50MW(三)每个变电所的功率因数均为cosφ=0.85；(四)变电所1和变电所3分别配有两台容量为75MVA的变压器，短路损耗414KW，短路电压（%）=16.7；变电所2和变电所4分别配有两台容量为63MVA的变压器，短路损耗为245KW，短路电压（%）=10.5；输电线路资料：发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为17.0，单位长度的电抗为0.402，单位长度的电纳为S-610*2.78。1.3课程设计基本内容1.对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。2.输入各支路数据，各节点数据利用给定的程序进行在变电所在某一负荷情况下的潮流计算，并对计算结果进行分析。3.跟随变电所负荷按一定比例发生变化，进行潮流计算分析。1)4个变电所的负荷同时以2%的比例增大；2)4个变电所的负荷同时以2%的比例下降3)1和4号变电所的负荷同时以2%的比例下降，而2和3号变电所的负荷同时以2%的比例上升；4.在不同的负荷情况下，分析潮流计算的结果，如果各母线电压不满足要求，进行电压的调整。（变电所低压母线电压10KV要求调整范围在9.5-10.5之间；电压35KV要求调整范围在35-36之间）5.轮流断开支路双回线中的一条，分析潮流的分布。（几条支路断几次）6.利用DDRTS软件，进行绘制系统图进行上述各种情况潮流的分析，并进行结果的比较。7.最终形成课程设计成品说明书。3二、问题分析2.1节点设置及分类节点号位置类型1母线1平衡节点2,3变电所1高、低压侧PQ节点4,5变电所2高、低压侧PQ节点6,7变电所3高、低压侧PQ节点8,9变电所4高、低压侧PQ节点10母线2PV节点2.2参数求取设定基准值MVASB100，KVUB220，所以4842BBBUSZ根据题目原始资料，计算发电厂、变压器及线路的参数。（1）运用下列公式计算变压器参数：SUPRNNkT221000SUUXNNKT1002%（2）计算线路参数LjxrjXRZ)(Y=jB/2（3）变电所负荷分别为：变电所160+j37.184MVA变电所240+j24.790MVA变电所370+j43.382MVA变电所450+j30.987MVA（4）计算变压器分接头变比变压器有5个抽头，电压调节范围为UN±2*2.5%，UN对应分接头开始时设变压器高压侧接主接头,降压变压器5个分接头时的非标准变比k*以备调压选用955.02201110%)51(2201*k932.02201110%)5.21(2202*k909.022011102203*k886.02201110%)5.21(2204*k864.02201110%)51(2205*k4对变电所低压母线为35KV时，非标准变比与10KV时相同。将参数整理，见下表：首端号末端号阻抗有名值阻抗标幺值电纳有名值电纳标幺值128.5+j20.10.0176+j0.0415j0.000556j0.2691144.25+j10.050.0088+j0.0208j0.000278j0.1346167.65+j18.090.01584+j0.0374j0.0005004j0.24219231.78+j53.8850.00368+j0.111300451.495+j40.3350.00309+j0.083300671.78+j53.8850.00368+j0.111300686.8+j16.0080.0140+j0.0331j0.0004448j0.2153891.495+j40.3350.00309+j0.0833008108.5+j20.10.0176+j0.0415j0.000556j0.26912.3计算方法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，最后用PSAT进行潮流分析，将两者进行比较。1、牛顿—拉夫逊法概要首先对一般的牛顿拉夫逊法作简单说明。已知一个变量X函数为：0)(Xf到此方程时，由适当的近似值)0(X出发，根据：,......)2,1()()()()()()1(nXfXfXXnnnn反复进行计算，当)(nX满足适当的收敛条件就是上面方程的根。这样的方法就是所谓的牛顿—拉夫逊法。这一方法还可以做下面的解释，设第n次迭代得到的解语真值之差，即)(nX的误差为时，则：0)()(nXf把)()(nXf在)(nX附近对用泰勒级数展开0......)(!2)()()()(2)()()(nnnnXfXfXfXf上式省略去2以后部分0)()()()(nnXfXf)(nX的误差可以近似由上式计算出来。)()()()(nnXfXf5比较两式，可以看出牛顿—拉夫逊法的休整量和)(nX的误差的一次项相等。用同样的方法考虑，给出n个变量的n个方程：0),,,(0),,,(0),,,(21212211nnnnXXXfXXXfXXXf对其近似解1X得修正量1X可以通过解下边的方程来确定：nnnnnnnnnnnXXXxfxfxfxfxfxfxfxfxfXXXfXXXfXXXf2121222121211121212211),,,(),,,(),,,(式中等号右边的矩阵nnxf都是对于nXXX,,,21的值,称为雅可比（JACOBI）矩阵。按上述得到的修正向量nXXX,,,21后，得到关系式:nnnXXX这比nXXX,,,21更接近真实值。这一步在收敛到希望的值以前重复进行，一般要反复计算满足1112121111,,,maxnnnnnnnnXXXXXX为预先规定的小正数，1nnX是第n次迭代n