电力系统潮流计算报告模板(1)

课程设计报告学生姓名:学号：学院:电气工程学院班级:题目:电力系统潮流计算与分析综合设计指导教师：职称:指导教师：职称:2020年01月10日目录1绪论............................................................................................................................11.1潮流计算在电力系统分析的作用及意义.....................................................11.2潮流计算的主要方法.....................................................................................11.2.1牛顿－拉夫逊法...................................................................................11.2.2快速分解法...........................................................................................21.3课程设计主要工作.........................................................................................21.3.1设计目标...............................................................................................21.3.2设计内容和要求...................................................................................32计算原理与流程........................................................................................................32.1潮流计算数学模型.........................................................................................32.1.1牛顿－拉夫逊法潮流计算...................................................................32.1.2快速分解法潮流计算...........................................................................63仿真工具说明............................................................................................................93.1psat工具箱....................................................................................................93.2simulink仿真工具........................................................................................94算例分析....................................................................................................................94.1PSAT进行初步潮流计算................................................................................94.1.1对原始数据进行分析...........................................................................94.1.2对数据进行求解.................................................................................114.2NR法和PQ分解法计算潮流计算................................................................144.2.1NR法进行潮流计算...........................................................................144.2.2PQ分解法...........................................................................................154.2.3NR法和PQ法比较.............................................................................174.3分析系统潮流情况.......................................................................................174.4内容分析.......................................................................................................194.4.1比较各调压措施................................................................................194.4.2线损情况及调节措施.........................................................................244.5内容分析.......................................................................................................285课程设计心得体会..................................................................................................29参考文献.....................................................................................................................30附录..............................................................................................................................3111绪论1.1潮流计算在电力系统分析的作用及意义潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。具体表现在以下方面：1)在电网规划阶段，通过潮流计算，合理规划电源容量及接入点，合理规划网架，选择无功补偿方案，满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。2)在编制年运行方式时，在预计负荷增长及新设备投运基础上，选择典型方式进行潮流计算，发现电网中薄弱环节，供调度员日常调度控参考，并对规划、基建部门提出改进网架结构，加快基建进度的建议。3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算，用于日运行方式的编制，指导发电厂开机方式，有功、无功调整方案及负荷调整方案，满足线路、変压器热稳定要求及电压质量要求。4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。总结为在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算;在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。1.2潮流计算的主要方法1.2.1牛顿－拉夫逊法牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。这种方法的特点就是把对非线性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。而所谓“某一邻域”是指雅可比方向均指向解的范围，否则可能走向非线性函数的其它极值点，一般来说潮流由平电压即各母线电压(相角为0，幅值为1)启动即在此邻域内。对于非线性代数方程组0xf即0,,,21nixxxfni,2,1(1－1)2在待求量x的某一个初始计算值0x附件，将上式展开泰勒级数并略去二阶及以上的高阶项，得到如下的线性化的方程组0000xxfxf(1－2)上式称之为牛顿法的修正方程式。由此可以求得第一次迭代的修正量0100xfxfx(1－3)将0x和0x相加，得到变量的第一次改进值1x。接着再从1x出发，重复上述计算过程。因此从一定的初值0x出发，应用牛顿法求解的迭代格式为kkkxfxxf(1－4)kkkxxx1(1－5)上两式中：xf是函数xf对于变量x的一阶偏导数矩阵，即雅可比矩阵J；k为迭代次数。由式（1－4）和式子（1－5）可见，牛顿法的核心便是反复形成求解修正方程式。牛顿法当初始估计值0x和方程的精确解足够接近时，收敛速度非常快，具有平方收敛特性。1.2.2快速分解法快速分解法（又称P—Q分解法）是从简化牛顿法极坐标形式计算潮流程序的基础上提出来的。它的基本思想是：把节点功率表示为电压向量的极坐标方程式，抓主要矛盾，以有功功率误差作为修正电压向量角度的依据，以无功功率误差作为修正电压幅值的依据，把有功功率和无功功率的迭代分开来进行。快速分解法根据电力系统实际运行状态的物理特点，对牛顿-拉夫逊法潮流计算的数学模型进行合理的简化。1.3课程设计主要工作1.3.1设计目标1.培养学生独立分析问题、解决问题的能力；2.培养学生的工程意识，灵活运用所学知识分析工程问题的能力3.编制程序或利用电力系统分析计算软件进行电力系统潮流分析。图1-1牛拉法收敛情况31.3.2设计内容和要求1.采用PSAT仿真工具中的潮流计算软件计算系统潮流；1)熟悉PSAT仿真工具的功能；2)掌握IEEE标准数据格