配电网三相潮流计算程序

1. 绪论 1.1 问题的提出
自从以电力广泛应用为代表的第二次工业革命以来，电能迅速发展成为人类社会生存 和发展的基本能源。随着信息技术的蓬勃兴起.电力事业得到了长足的进步。 二十一世纪的头十年，是我国实现第二战略目标向第三目标迈进的关键十年，在这时 期，我国将建立比较完善的社会主义市场经济体制。为保证我国国民经济保持持续健康的 向前发展，作为重要能源基础的电力，受到了国家的高度重视，从而促进了电力基本理论 的研究。潮流计算是电力系统中应用最为广泛。最基本和最重要的一种电气计算。电力系
毕 业 设 计
学生姓名 学 专 题 院 业 目
吉雷
学
号
240804020
物理与电子电气工程学院 电气工程及其自动化 配电网三相潮流计算程序设计——前 推回代法
指导教师
王留成
（姓 名）
讲师/硕士
（专业技术职称/学位）
2012
年
5
月
淮阴师范学院毕业设计
摘
要：本文首先分析了配电网的特点及对算法的要求，然后建立配电网潮流计算模型。
针对配电网潮流计算的现状进行了全面分析，深入讨论了目前各方法的特点，并从收敛性 及其他性能指标进行了比较分析；详细研究了以支路电流为状态量的前推回代法，并以广 度优先顺序搜索策略作为理论基础。针对某地区配电网的具体情况，选取 IOKV 的两个配 电网子系统进行潮流计算。利用 MATLAB6．5 进行了基于前推回代法的配电网的潮流计 算程序，为便于工程人员及时、便捷的得到信息，利用 LabVIEW7．0 建立可视化界面。 由计算结果可知，该算法具有一定的优越性，软件的开发具有一定的实用性。
3
淮阴师范学院毕业设计
统潮流计算的任务是根据给定的网络结构及其运行条件，求出整个网络的运行状态，其中 包括各母线的电压、网络中的功率分布以及功率损耗等等[1]。 潮流计算的结果，无论是对于现有系统运行方式的分析研究，还是对规划中供电方案 的分析比较，都是必不可少的。它为判别这些运行方式及规划设计方案的合理性、安全可 靠性及经济性提供了定量分析的依据。 此外，在进行电力系统的静态及暂态稳定计算时，要利用潮流计算的结果作为其计算 的基础，一些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算作配合。潮流计算往往成为 上述计算程序的一个组成部分。以上这些，主要是在系统规划设计及运行方式分析安排中 的应用，属于离线计算的范畴。 随着现代化的调度控制中心的建立，为了对电力系统进行实时安全监控，需要根据实 时数据库所提供的信息，随时判别系统当前的运行状态并对预想事故进行安全分析，这就 需要进行大量在线潮流计算，并且对计算速度等还提出了更高的要求，从而产生了潮流的 在线计算，输电系统潮流计算方法目前己较成熟而且获得了广泛的实际应用。但对于配电 系统，由于其电压等级低、R/X 比值较大、环网设计开环运行等使配电系统潮流计算有其 特殊性。另外，多年来往往重视对输电系统的研究而忽视了配电系统，致使配电系统潮流 计算方法进展缓慢。 配电网潮流计算是配电网分析的基础，配电网的网络重构，故障处理、无功优化和状 态估计等都需要配电网潮流数据。潮流计算问题在数学上属于多元非线性代数方程的求解 问题，必须采用迭代计算方法[2]。配电网与输电网相比，在网络结构上有着明显的差异。 其特点是配电网的网络结构呈辐射状。配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线 路要长且分支较多，配电线的线径比输电网细导致配电网的 R/X 比值较大，且线路的充电 电容可以忽略。正是由于配电线路的 R/X 较大，无法满足 P, Q 解耦条件 X>R，所以在输 电网中常用的快速解耦法(FDLF)在配电网中则常常难以收敛。对于一个潮流算法，其基本 要求可归纳成以下四个方面[1]: (1)计算速度； (2)计算机内存占用量； (3)算法的收敛可靠性； (4)程序设计方便以及算法扩充移植的通用灵活性。 以上四点要求是评价各种潮流算法性能时所依据的主要标准。针对配电网的特点，其 评价标准还需考虑以下几个方面:[3] (1)分支线的处理能力；
关键词：电力系统，配电网潮流，前推回代法，MATLAB 程序设计
1
淮阴师范学院毕业设计
Abstract ： In this paper, ungrounded system, the characteristics of non-zero sequence path, a three-phase decoupled power flow calculation method. This method ignores the influence of zero sequence components, making the three-phase asymmetrical load caused by phase coupling decoupling to be achieved by the phase flow calculation. The algorithm flow algorithm to the existing distribution network in the three-phase node voltage equation 3n-order decomposition of the node voltage equation of three n-order, so no matter what kind of algorithm can greatly save memory and computation for the distribution network to achieve by phase analysis provides a good way. In this paper, a system of 36 nodes to verify the results show that the method can fully into account the impact of unbalanced three-phase loads, a better computational speed and accuracy.
2
淮阴...................................................................................... 7 2.1 配电网特点及对算法的要求.......................................................................... 8 2.1.1 配电网的特点.............................................................................................. 8 2.1.2 配电网潮流算法的要求.............................................................................. 8 2.2 配电网潮流计算数学模型.............................................................................. 9 2.2.1 电力线路的数学模型.................................................................................. 9 2.2.2 变压器的等值电路.................................................................................... 10 2.3 配电网潮流常用求解算法............................................................................ 12 2.3.1 牛顿法.........................................................................................................12 2.3.2 快速解耦法................................................................................................ 15 2.3.3 回路阻抗法................................................................................................ 17 2.3.4 前推回代法................................................................................................ 18 2.4 本章小结.........................................................................................................18 3, 中性点不接地系统配网三相解耦潮流............................................................ 19 3.1 电力系统中性点的运行方式........................................................................ 19 3.2 数学模型.........................................................................................................21 3.2.1 支路模型.................................................................................................... 21 3.2.2 负荷模型.................................................................................................... 22 3.3 配电网的相间解耦........................................................................................ 22 3.4 算例................................................................................................................. 23 3.5 本章小结.........................................................................................................25 总 结......................................................................................................................... 26 参考文献................................................................................................................... 27 致 谢......................................................................................................................... 29