1、 華僑大學廈門工學院 電力系統(tǒng)綜合設計 課程設計報告題 目：復雜電力系統(tǒng)潮流計算 專業(yè)、班級： 10級電氣(2)班 學生姓名： 學 號： 指導教師： 黃永杰 分 數(shù) : 2013年 6 月 26 日目錄摘要2一、任務書3二、基礎資料4三、計算5 3.1節(jié)點導納矩陣.5 3.2設定所求變量的初值.6 3.3計算修正方程.7 3.4形成雅可比矩陣.9 3.5求解修正方程.10 3.6進行修正和迭代.10 3.7迭代精度的確認.11 3.8各節(jié)點電壓計算功率分布.11四、結論13五、致 謝.13六、參考文獻14摘 要 本次的課程設計主要針對復雜電力系統(tǒng)進行潮流計算。對電力網(wǎng)絡的各種設計方案及各種運行

2、方式進行潮流計算，可以得到各種電網(wǎng)各節(jié)點的電壓，并求得網(wǎng)絡的潮流。采用牛頓-拉夫遜算法, 牛頓拉夫遜法是數(shù)學上解非線性方程式的有效方法，有較好的收斂性。將牛頓法用于潮流計是以導納矩陣為基礎，由于利用了導納矩陣的對稱性、稀疏性及節(jié)點編號順序優(yōu)化等技巧，使牛頓法在收斂性、占用內存、計算速度等方面都達到了一定的要求。關鍵詞：潮流分布 迭代 牛頓-拉夫遜算法 一、任務書題目二：如圖二所示電力系統(tǒng)接線圖，系統(tǒng)額定電壓為110KV，各元件參數(shù)為LGJ-120，r1=0.21/km,x1=0.4/km,b1=2.8510-6s/km,線路長度分別為l1=150km,l2=100km,l3=75km.變壓器容

3、量為63000KVA，額定電壓為110/38.5KV，短路電壓百分數(shù)為10.5，變壓器的實際變比為1.1282，電容器導納為j0.05。取SB=100MVA,UB=UN.取節(jié)點4為平衡節(jié)點，節(jié)點3為PV節(jié)點，節(jié)點1,2均為PQ節(jié)點。1. 試用直角坐標表示的牛頓拉夫遜計算系統(tǒng)中的潮流分布。（迭代精度為0.001）二、基礎資料牛頓迭代法（Newtons method）又稱為牛頓-拉夫遜方法，它是牛頓在17世紀提出的一種在實數(shù)域和復數(shù)域上近似求解方程的方法。方法使用函數(shù)f(x)的泰勒級數(shù)的前面幾項來尋找方程f(x) = 0的根。牛頓迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大優(yōu)點是在方程f(x) = 0的

4、單根附近具有平方收斂，而且該法還可以用來求方程的重根、復根。線性網(wǎng)絡的常用解法有節(jié)點電壓法和回路法，前者須列寫節(jié)點電流平衡方程，后者則須列寫回路方程。一般的，對于有個獨立節(jié)點的網(wǎng)絡，可以列寫個節(jié)點方程 也可以用矩陣寫成 或縮寫為 對潮流計算的要求可以歸納為下面幾點： （1）算法的可靠性或收斂性 （2）計算速度和內存占用量 （3）計算的方便性和靈活性 牛頓法，由于其在求解非線性潮流方程時采用的是逐次線性化的方法，為了進一步提高算法的收斂性和計算速度，人們考慮采用將泰勒級數(shù)的高階項或非線性項也考慮進來，于是產(chǎn)生了二階潮流算法。后來又提出了根據(jù)直角坐標形式的潮流方程是一個二次代數(shù)方程的特點，提出了采

5、用直角坐標的保留非線性快速潮流算法。三、計算解：1、（1）線路參數(shù)的標幺值： （2）變壓器參數(shù)的標幺值：2、各串聯(lián)支路導納：；自導納：； 互導納：； ；3、初值：；4、計算各節(jié)點功率的不平衡量取 ；經(jīng)計算得：；又; ；;5、 計算雅克比矩陣中各元素：先計算各節(jié)點注入電流相似地可得：； ； ； 計算雅克比矩陣各元素:； ； ； 列出k=0時的雅克比矩陣：6.逆矩陣為：7.迭代過程中各節(jié)點功率的不平衡量：k=0時： 8.求得各節(jié)點電壓的新值后，就開始第二次迭代。每次迭代所得示于表14。表1 迭代過程中各節(jié)點功率的不平衡量K00.14525-j0.37494-0.50000+j0.354340.11

6、290-j0.1233010.02520-j0.013180.04603-j-0.065920.00668-j0.005452-0.00016+j0.01465-0.11269-j0.012170.00092-j0.00897表2 迭代過程雅克比矩陣各對角元k)(33kH)(33kS011.128211.87805.31824.00945.05662.6975110.598510.90195.04154.46784.68932.6571210.802310.77125.02354.36894.70062.4654表3 迭代過程中各節(jié)點電壓的修正量k0-0.05224-j0.05230.0190

7、5-j0.1463-0.05872+j0.001311-0.06030+j0.0272-0.0895-j0.0740-0.01170+j0.066602-0.01120-j0.0115-0.0218-j0.03540.00440 +j0.00520表4 迭代過程中各節(jié)點電壓k01.00000+j0.000001.00000+j0.000001.05000+j0.0000010.94776-j0.052301.01905-j0.146300.99128+j0.0013120.88746-j0.025100.92955-j0.220300.97958+j0.067919、計算平衡節(jié)點功率和線路功率

8、平衡節(jié)點功率：線路功率：同理： ； ； ； ； ； 網(wǎng)絡總損耗：四、結論 這次的電力系統(tǒng)分析課程設計讓我對平時所學的專業(yè)知識有了更深刻更具體的了解，明白了理論知識必須與實踐相結合才能更好的發(fā)揮作用。在不停的翻書上網(wǎng)查資料的過程中，我積累了大量的潮流計算以及電力系統(tǒng)的知識，全面透徹的了解了相關知識。本設計采用直角坐標形式的牛頓拉夫遜法作常規(guī)潮流計算。P-Q分解法利用了電力系統(tǒng)的一些特有的運行特點，對牛頓拉夫遜法作了簡化，可提高計算速度，但較難理解，牛頓拉夫遜法的雅克比矩陣在每次迭代過程中都有變化，需要重新形成和求解，這占用了計算的大部分時間，成為牛頓拉夫遜計算速度不能提高的主要因素，但收斂性好，

9、物理概念也較為清晰通過本次設計，我最大的感慨是學習這些知識的時候沒有投入全部的精力，以致課設剛開始時花費了大量時間補充基礎知識。計算機的操作還需提升，英語也要加強。從這些事我下決心以后上課時必須認真聽講，不能虛度光陰。 五、致 謝本次課程設計是在我的老師和的親切關懷和悉心指導下完成的。她們嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。 我堅信這次的課設為我的畢業(yè)論文和未來打下了很好的基礎，使我能更從容的面對以后生活和學習上的種種挑戰(zhàn)。同學與老師的幫助也是必不可少的，在我遇到困難的時候，得到了來自同學的協(xié)助與老師的指導，使我克服了困難，沖破了阻礙，如期完成了任務，在此特別感謝他們。我會從此走的更遠。參考文獻1胡學林編著. 可編程控制器原理及應用（第二版）北京：電子工業(yè)出版社，2012.7. 2 陳珩等.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三版 北京：中國電力出版社，2007