1、電力系統(tǒng)分析潮流計算報告目錄一配電網(wǎng)概述31.1 配電網(wǎng)的分類31.2 配電網(wǎng)運行的特點及要求41.3 配電網(wǎng)潮流計算的意義4二計算原理及計算流程52.1 前推回代法計算原理52.2 前推回代法計算流程72.3主程序清單：92.4 輸入文件清單：112.5計算結(jié)果清單：13三前推回代法計算流程圖14參考文獻15一配電網(wǎng)概述1.1 配電網(wǎng)的分類在電力網(wǎng)中重要起分配電能作用的網(wǎng)絡就稱為配電網(wǎng)；配電網(wǎng)按電壓等級來分類，可分為高壓配電網(wǎng)（35110KV），中壓配電網(wǎng)（610KV，蘇州有20KV的），低壓配電網(wǎng)（220/380V）；在負載率較大的特大型城市，220KV電網(wǎng)也有配電功能。按供電區(qū)的功能來分

2、類，可分為城市配電網(wǎng)，農(nóng)村配電網(wǎng)和工廠配電網(wǎng)等。在城市電網(wǎng)系統(tǒng)中,主網(wǎng)是指110KV及其以上電壓等級的電網(wǎng)，主要起連接區(qū)域高壓（220KV及以上）電網(wǎng)的作用。配電網(wǎng)是指35KV及其以下電壓等級的電網(wǎng)，作用是給城市里各個配電站和各類用電負荷供給電源。從投資角度看，我國與國外先進國家的發(fā)電、輸電、配電投資比率差異很大，國外基本上是電網(wǎng)投資大于電廠投資，輸電投資小于配電投資。我國剛從重發(fā)電輕供電狀態(tài)中轉(zhuǎn)變過來，而在供電投資中，輸電投資大于配電投資。從我國城網(wǎng)改造之后，將逐漸從輸電投資轉(zhuǎn)入配電建設為主。本文是基于前推回代法的配電網(wǎng)潮流分析計算的研究，研究是是以根節(jié)點為10kV的電壓等級的配電網(wǎng)。1.2

3、 配電網(wǎng)運行的特點及要求配電系統(tǒng)相對于輸電系統(tǒng)來說，由于電壓等級低、供電范圍小，但與用戶直接相連，是供電部門對用戶服務的窗口，因而決定了配電網(wǎng)運行有如下特點和基本要求：（1） 10kV中壓配電網(wǎng)在運行中，負荷節(jié)點數(shù)多，一般無表計實時記錄負荷，無法應用現(xiàn)在傳統(tǒng)潮流程序進行配電網(wǎng)的計算分析，要求建立新的數(shù)學模型和計算方法。（2） 隨著鐵道電氣化和用戶電子設備的大量使用，配電網(wǎng)運行中有大量的諧波源、三相電壓不平衡、電壓閃變等污染，要求準確測量與計算配電網(wǎng)中的諧波分布，從而采取有效措施抑制配電網(wǎng)運行中的諧波危害。（3） 由于環(huán)保條件日趨嚴格的制約，要求配電網(wǎng)運行能制定不影響城市綠化、防火、防爆、防噪音

4、等技術(shù)和組織措施，以便減少配電網(wǎng)運行對環(huán)境的污染。（4） 隨著用戶對供電可靠性和電壓質(zhì)量指標的提高，還靠人工操作已無法適應，要求現(xiàn)代配電網(wǎng)運行不斷提高自動化、智能水平。由于“電能”作為商品將進入市場競爭，要求各電力公司采用需求側(cè)管理和用戶電力技術(shù)，以降低配電網(wǎng)運行的線損和年運行費用，提高運行的經(jīng)濟性，從而降低配電成本，并積極協(xié)助用戶搞好優(yōu)化用電計劃、節(jié)約用電，推行戰(zhàn)略節(jié)電和戰(zhàn)略負荷開拓等積極措施，進一步提高對用戶的服務質(zhì)量和降低供電企業(yè)的成本，達到雙方受益的目的。1.3 配電網(wǎng)潮流計算的意義配電網(wǎng)潮流計算是配電網(wǎng)網(wǎng)絡分析的基礎，配電網(wǎng)的網(wǎng)絡重構(gòu)、故障處理、無功優(yōu)化和狀態(tài)估計等都需要用到配電網(wǎng)的

5、潮流數(shù)據(jù)。由于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點都是開環(huán)運行的，配電網(wǎng)呈輻射狀，配電線路的電阻電抗比(RX)較大，利用常規(guī)方法進行潮流計算會導致算法不收斂，而前推回代法是線性收斂的，解決了潮流計算收斂難的問題。近年來，開發(fā)配電管理系統(tǒng)（DMS）成為人們研究的熱點。而配電網(wǎng)潮流計算作為 DMS的高級應用軟件之一，更是整個問題研究和分析的基礎。二計算原理及計算流程2.1 前推回代法計算原理 前推回代法已知配電網(wǎng)的始端電壓和末端負荷，以饋線為基本計算單位。最初假設全網(wǎng)電壓都為額定電壓，根據(jù)負荷功率由末端向始端逐段推算，僅計算各元件中的功率損耗而不計算節(jié)點電壓，求得各支路上的電流和功率損耗，并據(jù)此獲得始端功率，這是回代過

6、程；再根據(jù)給定的始端電壓和求得的始端功率，由始端向末端逐段推算電壓降落，求得各節(jié)點電壓，這是前推過程。如此重復上述過程，直至各個節(jié)點的功率偏差滿足允許條件為止。圖2-1所示的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)即為典型的輻射狀配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。8123410579圖2-1 輻射狀配電系統(tǒng)首先要搜索節(jié)點關(guān)系，確定拓撲結(jié)構(gòu)表。為了配合算法和避免復雜的網(wǎng)絡編號，采用以下原始數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)，不用形成節(jié)點導納矩陣，就可以自動搜索節(jié)點關(guān)系，確定網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)。 節(jié)點結(jié)構(gòu)體：節(jié)點號節(jié)點有功節(jié)點無功支路結(jié)構(gòu)體：支路首端節(jié)點號 支路末端節(jié)點號 支路電阻 支路電抗根據(jù)線路首末節(jié)點，就可以確定每個節(jié)點連接的節(jié)點及其關(guān)系，從而可以形成整體的樹狀的關(guān)系結(jié)

7、構(gòu)。為了形成層次關(guān)系，確定節(jié)點計算順序，要利用網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，經(jīng)過多次按層遍歷的廣度優(yōu)先搜索，形成層次關(guān)系，確定前推后代潮流算法的節(jié)點計算順序。具體方法如下：搜索末梢節(jié)點作為第一層節(jié)點；搜索末梢節(jié)點的父節(jié)點作為第二層節(jié)點；繼續(xù)搜索第二層節(jié)點的父節(jié)點作為第三層節(jié)點，這樣反的搜索下去，直到搜索到某層節(jié)點的父節(jié)點全部是根節(jié)點時停止搜索；刪除在后面層次中有重復的前面層次中的節(jié)點，形成真正的層次關(guān)系，確定潮流計算的節(jié)點順序。前推回代法基于支路電流進行，首先假定各節(jié)點的電壓幅值為1，幅角為0，具體計算步驟為：1）從第一層節(jié)點開始，根據(jù)基爾霍夫電流定律，求支路上的電流： （2-1）式中，是節(jié)點 j 的功率，是

8、節(jié)點 j 的電壓。2）從第二層開始逐層計算非末梢節(jié)點的注入電流，根據(jù)基爾霍夫電流定律應等于（3-1）式與該節(jié)點流出電流之和： （2-2）3）由步驟1）和2）可求出所有支路的支電流，再利用已知的根節(jié)點電壓，從根節(jié)點向后順次求得各個負荷節(jié)點的電壓 （2-3）其中i為父節(jié)點，j為子節(jié)點，Z為i、j間支路的阻抗。4）計算各節(jié)點的電壓幅值修正量： （2-4）5）計算節(jié)點電壓修正量的最大值；6）判別收斂條件： （2-5）其中k為迭代次數(shù)，若最大電壓修正量小于閾值，則跳出循環(huán)，輸出電壓計算結(jié)果；否則重復步驟（1）（6），直到滿足（3-5）式的條件為止。7）在得到各個節(jié)點的電壓電流后，就可以計算線路潮流S：

9、（2-6）總之，（2-1）（2-3）式為一組遞歸方程，對樹進行前向遍歷，從樹的末梢節(jié)點出發(fā)，利用已知的負荷功率，逐一計算（2-1）（2-2）式，即可求得根節(jié)點處的電流，再從根節(jié)點出發(fā)，對樹進行后向遍歷，用（2-3）式可求各節(jié)點電壓。這樣就完成一次前推后代的計算，迭代重復進行，直至滿足收斂標準為止。2.2 前推回代法計算流程要看懂前推回代法計算程序，報告敘述計算原理及計算流程。繪制計算流程框圖。確定前推回代支路次序（廣度優(yōu)先，或深度優(yōu)先），編寫前推回代計算輸入文件。進行潮流計算。 下列為節(jié)點配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖及系統(tǒng)支路參數(shù)和系統(tǒng)負荷參數(shù)表。圖2-2 節(jié)點配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖表1 系統(tǒng)支路參數(shù)支路R（.）X（.

10、）B/2(TK) （S）123.3673.6850.0232.3562.5410.0341.1451.280.0454.5245.040.0260.8561.140.0672.7452.9650.0283.7434.2510.0892.2372.7560.03104.144.6960.03111.3281.7630.011122.4362.8660.04133.5213.9660.0表2 系統(tǒng)負荷參數(shù)節(jié)點編號節(jié)點類型節(jié)點初始電壓（kV）Pi（MVA）Qi（MVA）1根節(jié)點10.4002中間節(jié)點10.00.03420.03013中間節(jié)點10.00.06930.06424中間節(jié)點10.00.084

11、50.07635葉節(jié)點10.00.02950.02616中間節(jié)點10.00.04740.04097葉節(jié)點10.00.11760.09578中間節(jié)點10.00.09460.08579葉節(jié)點10.00.09160.085910葉節(jié)點10.00.02710.022911中間節(jié)點10.00.06960.064312葉節(jié)點10.00.06760.057913葉節(jié)點10.00.02980.02422.3主程序清單：PQ,FT,RX=case113(); %調(diào)用數(shù)據(jù)文件NN=size(PQ,1); %節(jié)點數(shù)NB=size(FT,1); %支路數(shù)數(shù)V=PQ(:,1); %V初始電壓相量maxd=1k=1whi

12、le maxd>0.0001 PQ2=PQ; %每一次迭代各節(jié)點的注入有功和無功相同 PL=0.0;for i=1:NB kf=FT(i,1); %前推始節(jié)點號 kt=FT(i,2); %前推終節(jié)點號 x=(PQ2(kf,2)2+PQ2(kf,3)2)/V(kf)/V(kf); %計算沿線電流平方A PQ1(i,1)=PQ2(kf,2)+RX(i,1)*x; %計算支路首端有功/MW RX(i,1)R PQ1(i,2)=PQ2(kf,3)+RX(i,2)*x; %計算沿支路的無功損耗/Mvar RX(i,2)X PQ2(kt,2)= PQ2(kt,2)+PQ1(i,1); %用PQ1去修

13、正支路末端節(jié)點的有功P 單位MW PQ2(kt,3)= PQ2(kt,3)+PQ1(i,2); %用PQ1去修正支路末端節(jié)點的有功Q 單位Mvar PL=PL+RX(i,1)*x;endangle(1)=0.0;for i=NB:-1:1 kf=FT(i,2); %回代始節(jié)點號 kt=FT(i,1); %回代終節(jié)點號 dv1=(PQ1(i,1)*RX(i,1)+PQ1(i,2)*RX(i,2)/V(kf); %計算支路電壓損耗的縱分量dv1 dv2=(PQ1(i,1)*RX(i,2)-PQ1(i,2)*RX(i,1)/V(kf); %計算支路電壓損耗的橫分量dv2 V2(kt)=sqrt(V(

14、kf)-dv1)2+dv22); %計算支路末端電壓/kV angle(kt)=angle(kf)+atand(dv2/(V(kf)-dv1); %計算支路endmaxd=abs(V2(2)-V(2);V2(1)=V(1);for i=3:1:NN if abs(V2(i)-V(i)>maxd; maxd=abs(V2(i)-V(i); end endmaxdk=k+1PQ1 %潮流分布 即支路首端潮流MVAV=V2 %節(jié)點電壓模計算結(jié)果kVangle %節(jié)點電壓角度計算結(jié)果單位度PL %網(wǎng)損單位MWendclear2.4 輸入文件清單：function PQ,FT,RX=case113

15、()PQ=%節(jié)點電壓 有功 無功10.40010.00.03420.030110.00.06930.064210.00.08450.076310.00.02950.026110.00.04740.040910.00.11760.095710.00.09460.085710.00.09160.085910.00.02710.022910.00.06960.064310.00.06760.057910.00.02980.0242;FT=%首端 末端 10354134431211113766 29 88 23 22 1;RX=% R X 4.14 4.6964.5245.043.5213.9661.

16、1451.282.4362.8661.3281.7632.7452.9650.8561.142.2372.7563.7434.2512.3562.5413.3673.685;2.5計算結(jié)果清單：maxd =1k = 1maxd =0.1780k =2maxd =0.1787k =3maxd =0.1793k =4maxd =0.1226k =5maxd =0.0010k =6maxd =2.6021e-004k =7maxd =6.1046e-005k =8PQ1 =0.0272 0.0230 0.0296 0.0262 0.0299 0.0243 0.1444 0.1273 0.0678 0.0581 0.1379 0.1231 0.1183 0.0964 0.1661 0.1379 0.0920 0.0864 0.1891 0.1750 0.3852 0.3445 0.8116 0.7278V =10.4000 9.8795 9.6991 9.6652 9.6377 9.8492 9.7872 9.7326 9.6870 9.6764 9.6578 9.6235 9.6444angle =0 0.3011 0.4011 0