13节点配电网潮流计算—上机
第四章 配电网潮流计算
第四章 配电网潮流计算4.1 配电网负荷模型4.1.1 概述配电网潮流计算的模型可描述为：对一个有n 个节点的的配电系统，已知量为根节点的电压0∙U 。
各节点的负荷值)1-n 21(，，，⋯⋯=+i jQ P i i 及配电系统拓扑结构和各支路的阻抗。
待求量为各节点的节点电压)1n 21(-⋯⋯=∙，，，i U i ，各支路的潮流功率)121(,,-⋯⋯=+n i jQ P j L j L ，，，及各支路的电流和系统的有功网损。
在辐射状的配电子系统中，对于支路j b 有：)(j j j i j jX R I U U +-=∙式（1）如果支路j b 的末点j v 为网损点，则该支路的电流j I ∙等于流过末梢点的电流j ，L I ∙。
即等于该末梢点的负荷电流为j L jI I,∙∙= 式（2）节点j v 的负荷电流j L I ,∙可表示为∙∙-=*,,,jjL j L j L U jQ P I 式（3）式中j L j L jQ P ,,-为节点j v 的负荷功率的共轭，*j U ∙为节点j v 的电压共轭。
如果支路j b 的末点j v 不是末梢点，则支路电流j I ∙应为该支路末点j v 的电流和其所有子支路的电流之和，即∑∈∙∙∙+=dk kj L j II I , 式（4）式中，d 为以节点j v 为父节点的支路的集合。
显然，根据式（2）-（4）由末梢点的电源点递推，就可以得到支路的电流，然后根据（1）式从电源向末梢点回推，就可以求得各节点电压。
4.1.2 负荷模型一般可将与节点电压有关的负荷模型描述为：βα⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ffU U jQ U UP S Re Re 式（5）式中，U 为节点实际电压，f U Re 为节点参考电压。
如果式（5）中0==βα，S 为恒功率负荷，如果1==βα，S 为恒电流负荷，如果2==βα，S 为恒阻抗负荷。
为讨论方便，假定S 为恒阻抗负荷，则有：22U jG U G S I R += 式（6）因此，可以将节点j v 的恒阻抗表示为22,2,,,i i I i i R i L i L U jG U G jQ P +=+ 式（7）式中，i U 为节点j v 的电压。
配电网潮流计算PPT课件
点有多个馈出支路）
负荷功率 -- 任意节点流出到用户中
的功率
15.05.2020
.
4
2.3 配电网的描述 —— （辐射表）
辐射表反映配电网支路与节点的关系
在配电网中，每一个负荷节点只有
源节点（根节点）
0
对应于变电站母
一个馈入支路，其馈入支路编号与
1
6
7
负荷节点编号相一致。馈入支路与
1
6
负荷节点是一对一的。
或已计算得出，计算各支路的功率
对末端节点的馈入电流有
i
I j I Lj
IL j — 负荷电流
ILj
Sˆ Lj Vˆ j
SOjVk Iˆj
Ik
SˆLk Vˆk
Sˆoj
(j末端节点） k
k j
j
这样的计算一直进行到源节点的馈出支路，
末端节点
从而全部节点的各馈出复功率都求解出来。
15.05.2020
.
11
V kV i cosk (i)(PIiRiQIiXi)V i2
V kV i sink(i)(PIiXiQIiRi)
上面两式作平方和，有
V i4 2 ( P I iR i Q I iX i) V k 2 V i2 ( P I i2 Q I i2 )R i 2 ( X i 2 ) 0
5
5 末端节点
图 辐射表的例
Ik
SO k Vˆi
7
由基尔霍夫电流定律，对于节点i，有
I i I Li I ok
Iok 节点i馈出支路的电流
IL i 负荷电流
IL i
Sˆ L i Vˆi
对于源节点的馈出支路电流，有
I1 SˆLi
第四章 供配电系统电力网的潮流计算
第四章 供配电系统电力网的潮流计算Power flow calculation of power supply and distribution network 1.潮流计算:给定电力系统接线方式和运行条件,确定系统各部分稳定运行状态下的参量计算.已知:发电机有功和无功出力,负荷有功和无功需求 平衡节电电压和相位 枢纽点电压求取:节点电压幅值和相位;支路功率和网络损耗等. 2.潮流计算的用途规划设计中,检验方案能否满足各种运行方式的要求; 运行中,进行安全分析,运行方式确定等 调度,提供初始运行方式 3.潮流计算分:离线计算(主要同与系统规划设计和运行中安排系统运行方式)和在线计算(主要用于对运行中系统的经常监视和实时控制). §4-1 电力网的电压计算Voltage calculation in the power network稳态计算时不考虑发电机内部电磁过程，而将发电机母线视作系统的边界点。
三相复功率 ϕϕsin 3cos 3~UI j UI jQ P S +=+=式中 U-线电压； I-线电流； i u ϕϕϕ-=则：UI Q P S 322=+=；I U S ph 3= , ph U -相电压幅值；ϕcos S P =; ϕsin S Q =ϕ=Ptg Q注意:1.负荷以滞后功率因数运行时所吸收的无功功率为正(感性无功功率),以超前功率因数运行时吸收的为负(容性无功功率);2.发电机以滞后功率因数运行时所发出的无功功率为正(感性无功功率),以超前功率因数运行时发出的无功功率为负(容性无功功率);一、电压降落 voltage drop——矢量。
功率传输过程中，在元件首末端产生的电压相量差。
以线路为例：线路等值图，矢量图。
由线路等值图得：)(21jX R I U U ph ph ++=∙∙∙将电压降相量ph U d ∙在水平轴的投影定义为电压降纵分量ph U ∙∆，垂直方向的投影为电压降横分量ph U ∙δ，则： 电压降落phph ph U j U U d δ+∆=∙)sin cos (ϕϕX R I U ph +=∆ ; )sin cos (ϕϕδR X I U ph -= .由于ph U S I 223=，则：ph ph ph U XQ R P X R U S U 222223)sin cos (3+=+=∆ϕϕ上式两端乘以3，得2222U XQ R P U +=∆其中：P 2-三相有功，MW ；Q 2—三相无功，MVar ；U 2—末端线电压，KV 。
电力系统潮流上机计算
• 程序的输入输出均采用数据文件形式，便 于调试和打印。
• 程序注解说明详细充分。
第7页/共20页
基本内容及要求
3、对潮流程序的较高要求
• 程序尽可能通用，并初步实用。 • 程序能处理包括平行支路、并联支路、非
• 考试方式为笔试。
第13页/共20页
其他相关问题
2、成绩评定
• 平时成绩(40分)和报告(20分)
➢ 缺勤一次扣5分 ➢ 打游戏一次扣5分 ➢ 其他违反纪律情况由指导教师根据情节具体扣
分
• 考试成绩占40分 • 非自己编制程序，成绩最高评定为“中”。 • 第一次上机没有手算的，报告直接减10分。
第14页/共20页
其他相关问题
3、报告格式
Email: powersystem2013@ Password: powersystem14
第15页/共20页
其他相关问题
4、上机注意事项
✓ 携带上机卡，按题号就坐。 ✓ 第一次上机提前15分钟到 ✓ 严格遵守机房的有关规定 ✓ 上机不得大声喧哗 ✓ 必须遵守上机时间，不得迟到，不得随意调
换机位 ✓ 有事必须事先向指导老师请假 ✓ 禁止玩游戏和上网等与编程无关的活动
第16页/共20页
题目说明
• 体题目说明
第17页/共20页
时间安排
12/01 13/01 14/01 15/01 16/01 19/01 20/01 21/01 23/01 星期 星期 星期 星期 星期 星期 星期 星期 星期
标准变比变压器支路在内的多种支路形式。 • 考虑PV节点无功越界的处理。 • 增加图形化的输入输出界面。 • 增加必要的结果分析功能，形成有关分析
配电网潮流计算
第二章 配电网重构的潮流计算潮流计算是电力系统中应用最基本，最广泛，也是最重要的基础计算；其中配电网潮流的数据改变将对电力系统自动化操作的快速性与准确性产生影响；同时配电网潮流计算更是分析配电网最基础的部分，也是配电系统的网络重构!操作模拟、无功/电压优化调度等的基础。
配电网是闭环设计、开环运行的，根据这一特点配电网在潮流计算时的模型通常情况下可以为辐射状配电网。
潮流计算的本质就是求解多元非线性方程组，需迭代求解。
根据潮流计算的特性，可以得知潮流计算的要求和要点如下：（1）可靠的收敛性，对不同的网络结构以及在不同的运行条件下都能保证收敛；（2）计算速度快；（3）使用方便灵活，修改和调整容易,能满足工程上各种需求；（4）占用内存少。
由于配电网中收敛性问题相对突出，因此在评价配电网络潮流计算方法的时候，应首先判断其能否可靠收敛，然后再在收敛的基础上尽可能地提高计算速度。
2.1 配电网的潮流计算配电网具有不同于输电网的特征，首先，配电网是采用闭环设计，但在运行时网络拓扑结构通常是呈辐射状的，只有在负荷需要倒换或者出现故障时才有可能运行在短暂的环网结构；其次，配电网分支数很多，结构较为复杂，由于多采用线径较细小的线路，其阻抗X 和电阻R 的值较大，进而可以忽略线路的充电电容；此外，在配电网络中多数是 PQ 节点而PV 节点的数目则相对较少[31]。
所以适用于输电网的潮流计算方法很难应用于配电网中。
针对配电网的结构特点，学者们提出了很多计算方法，但没有统一的标准来对这些算法进行分类，有学者根据系统不同状态变量将其分为节点法和支路法。
节点法以节点电压和注入节点的功率或电流作为系统的状态变量，进而列出并求解系统的状态方程。
支路法则是以配电网的支路电流或功率作为状态变量列出并求解系统的状态方程。
下面将详细介绍计算配电网潮流较为成熟的算法。
2.1.1 节点法节点法包括牛顿类方法(传统牛顿法、改进牛顿法、传统快速解耦法、改进快速解耦法)和隐式Z bus 高斯法等，本文主要介绍两种算法：改进牛顿法和改进快速解耦法。
潮流计算程序（3.0版）说明
潮流计算程序(3.0版)说明1特点∙既可以用于高压输电网的潮流解算，又可以用于低压配电网的潮流解算，还可以同时解算输电网加配电网的混合潮流问题。
∙可以处理多平衡（机）节点问题，使用者只需输入各平衡节点的电压幅值和相位角，计算出的系统不平衡功率部分将自动在各平衡节点间进行分摊。
∙可以同时解算相互解列的几个子系统的潮流问题（只要每个子系统内均含有平衡节点），甚至某些子系统退化成孤立节点也不会影响其它子系统的潮流解算。
∙可以同时解算多配电馈线的潮流问题，而无需一个馈线一个馈线地分别计算。
∙由于该程序能够处理多平衡节点问题，故在解算具有多根节点和环状配电网潮流时，无需象以往方法那样只保留一个平衡节点，而将其余平衡节点全部人为地改成PV节点。
∙该版程序为PQ分解法。
2一般变量说明∙LINEMAX 程序所能处理的最大线路数，可以在#define说明语句中进行修改∙GENERA TORMAX 程序所能处理的最大发电机节点数，可以在#define说明语句中进行修改∙LOADMAX 程序所能处理的最大负荷节点数，可以在#define说明语句中进行修改∙NODEMAX 程序所能处理的最大系统节点总数，可以在#define说明语句中进行修改∙SWINGMAX 程序所能处理的最大平衡节点数，可以在#define说明语句中进行修改∙PVMAX 程序所能处理的最大PV节点数，可以在#define说明语句中进行修改∙NODEFACTOR 导纳矩阵的上三角阵中程序所能处理的最大非零非对角元素的个数相对于最大节点数（NODEMAX）的倍数∙Deg_to_Rad 度到弧度的转换系数，在#define说明语句中定义∙Rad_to_Deg 弧度到度的转换系数，在#define说明语句中定义∙Num_Line 系统的实际总线路数∙Num_Gen 系统的实际总发电机（节点）数∙Num_Load 系统的实际总负荷（节点）数∙Num_Node 系统的实际总节点数∙Num_Swing 系统的实际总平衡节点数∙Num_GPV 系统发电机节点中的PV节点数∙Num_GPQ 系统发电机节点中的PQ节点数∙Eps 节点功率失配量值收敛限值∙Iter_Max 迭代次数限值（在不满足电压收敛误差限值的条件下强行中止收敛的最大迭代次数）∙V olIni_Flag 是否读取电压初值标志：0-不读（以0-1启动）；1-读初值∙V olRes_Flag 是否将电压收敛值保存以备以后计算时当启动初值：0-不保存；1-保存3参数结构定义说明∙线路参数结构定义struct Line{int Node_No[2];int Flag;double RXBK[3];}LLine[LINEMAX]其中，Node_No[2]代表线路两端节点号：0—左节点号；1—右节点号。
配电网潮流计算方法
摘要首先简单介绍了基于在MALAB中行潮流计算的原理、意义，然后用具体的实例，简单介绍了如何利用MALAB去进行电力系统中的潮流计算。
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各线的电压、各元件中流过的功率、系统的功率损耗等等。
牛顿－拉夫逊法在电力系统潮流计算的常用算法之一，它收敛性好，迭代次数少。
本文介绍了电力系统潮流计算机辅助分析的基本知识及潮流计算牛顿－拉夫逊法，最后介绍了利用MTALAB程序运行的结果。
关键词：电力系统潮流计算，牛顿－拉夫逊法，MATLABThe AbstractAt first, this paper briefly introduces the theory and the meaning of the load flow calculation based on MALAB, and then it briefly introduces how to apply MALAB to the load flow calculation of the electric system by concrete cases.A kind of calculation is the load flow of the electric system, which studies the stable operation-condition of the electric system. It confirms the operation-condition of the whole electric system, such as the voltage of every line, the rate of power crossing each component, the rate of power consumption of the system, according to the given operation-condition and the connected circumstances of the system.Newton-Raphson method is commonly used in the load flow calculation of the electric system for its good stypticity and little iteration. This paper introduces the basic knowledge about the assistant analysis of the load flow computer of electric system and the Newton-Raphson method. Finally, it introduces the results after making use of MALAB procedure.The key word:The load flow calculation of the electric system; Newton-Raphson method;MALAB目录摘要 (1)The Abstract (2)1.设计背景 (4)2.原始资料： (4)3.原始数据的输入 (5)4.（分析方法）潮流计算的数学模型 (6)4.1程序流程图 (6)4.2 电力线路的数学模型及其应用 (7)4.3 电力网络的数学模型 (8)4.4 节点导纳矩阵 (9)4.5 潮流计算节点的类型 (9)1.设计背景潮流计算是研究电力系统的一种最基本和最重要的计算。
配电网潮流计算
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图 辐射表的例
V k V i c k o i ) j s s k i i ) ( n V i 2 ( P I i R ( i Q I i X i ) j ( P I i 末X 端i 节 点 Q I i R i )
V kV i cosk (i)(PIiRiQIiXi)V i2
点有多个馈出支路）
负荷功率 -- 任意节点流出到用户中 的功率
2021/5/23
4
2.3 配电网的描述 —— （辐射表）
辐射表反映配电网支路与节点的关系
在配电网中，每一个负荷节点只有
源节点（根节点）
0
对应于变电站母
一个馈入支路，其馈入支路编号与
1
6
7
负荷节点编号相一致。馈入支路与
1
6
负荷节点是一对一的。
V kV i sink(i)(PIiXiQIiRi)
上面两式作平方和，有
V i4 2 ( P I iR i Q I iX i) V k 2 V i2 ( P I i2 Q I i2 )R i 2 ( X i 2 ) 0
2021/5/23
9
三、 BBB算法 辐射型配电网潮流算法
2021/5/23
8
2.5 功率与电压模的关系
0
源节点
1
6
设支路i是i节点的馈入支路，k节点的馈出支路， 1 6
I i
Sˆ I i Vˆi
V i V kZiIi Z i — 支路i的阻抗
Vk
Vi
Zi
SˆI i Vˆi
V V (cojssin )
2
7
2
7
户
节
8
3 点8
3
9
9 4
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配网前推后代潮流计算,
对给定的13节点配电网，熟悉MATLAB语言前腿后代潮流计算程序。
13节点配电网结构如图1所示，支路参数见表1；节点类型及迭代初始电压及各节点所接负荷见表2。
要看懂前推回代法计算程序，报告叙述计算原理及计算流程。
绘制计算流程框图。
确定前推回代支路次序（广度优先，或深度优先），编写前推回代计算输入文件。
进行潮流计算。
整理专利计算结果。
内容包括节点电压；线路潮流分布，网损
总结配电网潮流计算的要点
图1 13节点配电网结构图
表1 系统支路参数
表2 系统负荷参数
主程序清单：
[PQ,FT,RX]=case113(); %调用数据文件
NN=size(PQ,1); %节点数
NB=size(FT,1); %支路数数
V=PQ(:,1); %V初始电压相量
maxd=1
k=1
while maxd>0.0001
PQ2=PQ; %每一次迭代各节点的注入有功和无功相同
PL=0.0;
for i=1:NB
kf=FT(i,1); %前推始节点号
kt=FT(i,2); %前推终节点号
x=(PQ2(kf,2)^2+PQ2(kf,3)^2)/V(kf)/V(kf); %计算沿线电流平方A
PQ1(i,1)=PQ2(kf,2)+RX(i,1)*x; %计算支路首端有功/MW RX(i,1)~R
PQ1(i,2)=PQ2(kf,3)+RX(i,2)*x; %计算沿支路的无功损耗/Mvar RX(i,2)~X PQ2(kt,2)= PQ2(kt,2)+PQ1(i,1); %用PQ1去修正支路末端节点的有功P 单位MW
PQ2(kt,3)= PQ2(kt,3)+PQ1(i,2); %用PQ1去修正支路末端节点的有功Q 单位Mvar
PL=PL+RX(i,1)*x;
end
angle(1)=0.0;
for i=NB:-1:1
kf=FT(i,2); %回代始节点号
kt=FT(i,1); %回代终节点号
dv1=(PQ1(i,1)*RX(i,1)+PQ1(i,2)*RX(i,2))/V(kf); %计算支路电压损耗的纵分量dv1 dv2=(PQ1(i,1)*RX(i,2)-PQ1(i,2)*RX(i,1))/V(kf); %计算支路电压损耗的横分量dv2 V2(kt)=sqrt((V(kf)-dv1)^2+dv2^2); %计算支路末端电压/kV
angle(kt)=angle(kf)+atand(dv2/(V(kf)-dv1)); %计算支路
end
maxd=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
end
maxd
k=k+1
PQ1 %潮流分布即支路首端潮流MVA V=V2 %节点电压模计算结果kV
angle %节点电压角度计算结果单位度
PL %网损单位MW
end
clear
输入文件清单：
function [PQ,FT,RX]=case113()
PQ=[
%节点电压有功无功
10.5 0 0
10. 0.6 0.45
10 0.4 0.3
10 0.4 0.28
10 0.6 0.4
10 0.4 0.3
10 0.5 0.35
10 0.5 0.4
];
FT=[
%首端末端
4 3
6 5
7 5
3 2
5 2
8 2
2 1
];
RX=[
% R X
0.6 0.35
1.0 0.55
0.65 0.35
0.62 0.5
0.72 0.75
0.90 0.5
0.54 0.65
];
计算结果清单：
k =7
PQ1 =
0.4014 0.2808
0.4025 0.3014
0.5025 0.3513
0.8074 0.5857
1.5294 1.0782
0.5036 0.4020
3.5356 2.6303
V =10.5000 10.1557 10.0776 10.0439 9.9677 9.9107 9.9226 10.0913
angle = 0 0.4716 0.4944 0.4785 0.6815 0.6351 0.6511 0.4101
PL =0.1356MW。