电力系统谐波潮流计算算法综述
电力系统中潮流计算算法研究

电力系统中潮流计算算法研究随着电力系统的不断发展,潮流计算算法成为了电力系统运行中不可或缺的一环。
潮流计算算法主要是用来分析电力系统中电流、电压以及功率等各种参数的变化。
它是电力系统稳态分析中最基本、最重要的一项计算,对于保证电网的安全可靠运行起到了举足轻重的作用。
一、潮流计算算法的基本原理潮流计算算法的基本原理是基于电力系统中的潮流方程,通过求解潮流计算方程来得到电力系统中各支路及各节点的电流、电压和功率等参数。
其主要求解过程包括节点电压的估计、节点功率的平衡以及潮流方程的求解等方面。
潮流计算算法可以通过数学方法实现,也可以利用计算机程序来求解。
二、潮流计算中常用的算法1. 高斯-赛德尔迭代法高斯-赛德尔迭代法是潮流计算中最早也是最经典的算法之一。
该算法是根据潮流计算方程的特点而设计出来的,主要通过迭代的方式求解方程组,并逐步逼近方程的最终解。
该算法虽然存在收敛速度较慢、收敛极限不明确等缺点,但是其稳定性较好,可以准确地计算出电力系统中的各项参数。
2. 牛顿-拉夫逊方法牛顿-拉夫逊方法是一种基于二次对数频率计算的方法,其主要特点是通过求解雅克比矩阵而不是求解逆矩阵来建立方程组。
该算法收敛速度较快、计算精度高,被广泛应用于大规模电力系统的潮流计算中。
3. 变权系数法变权系数法是一种改进的潮流计算算法,其主要特点是通过加大潮流方程中电压较小的节点的权数,从而使迭代效率更高,收敛速度更快。
该方法适用于电力系统中节点数较多、计算强度较大的情况。
三、潮流计算在电力系统中的应用潮流计算通常被广泛应用于电力系统的运行和规划中,主要包括以下几个方面:1. 性能评估潮流计算可以用来评估电力系统的性能,包括电压稳定性、电网负荷能力、电网安全裕度等方面。
通过对潮流计算结果的分析,电力系统工作者可以预测电力系统可能出现的问题,并采取相应的措施来保证电网的安全稳定运行。
2. 计划管理潮流计算可以用来指导电力系统的规划和管理工作。
谐波潮流计算范文

谐波潮流计算范文谐波潮流计算是电力系统中的一项重要工作,它用于评估电力系统中谐波电流和电压的分布情况,帮助电力系统的设计和运行,保证系统的可靠运行。
本文将介绍谐波潮流计算的基本原理、计算方法以及其在电力系统中的应用。
一、谐波潮流计算的基本原理谐波潮流计算是在电力系统中引入谐波电流和电压的情况下进行的一种潮流计算。
谐波电流和电压是由非线性负载引起的,例如电炉、整流器等。
这些负载会导致电网中发生谐波,产生谐波电流和电压,给电力系统的设计和运行带来一定的影响。
二、谐波潮流计算的方法1.解析法解析法是通过数学公式和解析方法来计算谐波潮流分布的方法。
这种方法适用于系统较小、结构简单的情况,可以快速计算系统中的谐波电流和电压。
在解析法中,首先需要建立系统的等效电路模型,将非线性负载建模为谐波电流和电压的源。
然后使用基于网络理论和代数方法的计算方法,可以得到各个节点和支路上的谐波电流和电压分布。
2.数值法数值法是通过计算机仿真和数值计算方法来计算谐波潮流分布的方法。
这种方法适用于系统较大、结构复杂的情况,可以更精确地计算谐波电流和电压。
在数值法中,首先需要建立系统的数学模型,包括电网的拓扑结构、线路参数和非线性负载的特性等。
然后使用数值方法,如有限差分法、有限元法等,对系统进行离散化,将连续的谐波潮流计算问题转化为离散的求解问题。
最后使用计算机进行仿真计算,得到各个节点和支路上的谐波电流和电压分布。
三、谐波潮流计算在电力系统中的应用1.设计和改造:谐波潮流计算可以帮助设计者评估电力系统中的谐波电流和电压分布情况,指导系统的设计和改造。
例如,在变电站的设计中需要考虑谐波电流的影响,选择合适的变压器、断路器等设备。
2.运行和维护:谐波潮流计算可以评估系统中谐波电流和电压的分布情况,帮助运行人员了解系统的谐波状态,及时采取措施防止谐波问题的发生。
在系统发生谐波故障时,谐波潮流计算可以辅助故障定位和故障分析。
3.谐波源控制:谐波潮流计算可以帮助确定非线性负载的谐波特性,指导谐波源的控制。
谐波潮流计算

谐波潮流计算
谐波潮流计算是一种用于分析电力系统中谐波电流和电压的计算方法。
电力系统中会存在各种非线性设备,如整流器、变流器、电弧炉等,这些设备会引入谐波电流和电压,从而导致电力系统中的谐波问题。
谐波潮流计算的目标是计算电力系统中各节点的谐波电流和电压的大小和相位,以帮助评估系统的谐波问题,并采取相应的措施来减小谐波对系统的影响。
谐波潮流计算通常包括以下步骤:
1. 收集系统数据:包括电力系统拓扑信息、负荷数据、发电机数据、谐波源数据等。
2. 建立系统模型:根据系统数据,建立电力系统的等值模型,包括电阻、电感、电容的等值参数。
3. 谐波源模型:根据谐波源数据,建立谐波源的电流和电压的模型。
4. 潮流计算:根据建立的系统模型和谐波源模型,进行谐波潮流计算,得到各节点的谐波电流和电压的大小和相位。
5. 谐波分析:根据潮流计算结果,对系统的谐波问题进行分析,评估系统的谐波水平,确定可能存在的谐波问题及其影响。
6. 谐波治理:根据谐波分析的结果,采取相应的措施来减小谐波对系统的影响,如加装谐波滤波器、优化电源设备的设计等。
通过进行谐波潮流计算和谐波分析,可以有效评估和解决电力系统中的谐波问题,保证系统的稳定和可靠运行。
谐波潮流计算

谐波潮流计算谐波潮流计算是电力系统中一种常用的计算方法,用于分析电网中的谐波扩散和影响。
谐波潮流计算主要是指在潮流计算的基础上,考虑电力系统中的谐波电流和谐波电压,进行电网的谐波分析和计算。
电力系统中的谐波问题是指电力系统中存在的非线性负载所引起的谐波电流和谐波电压。
这些谐波电流和谐波电压会对电力系统的稳定性和设备的正常运行造成一定的影响。
因此,对于电力系统中的谐波问题进行准确的分析和计算是非常重要的。
谐波潮流计算的基本原理是根据电力系统中的谐波电流和谐波电压的特性,建立电力系统的谐波潮流模型,在此基础上进行潮流计算。
谐波潮流计算可以分为两个步骤:建立谐波潮流模型和进行谐波潮流计算。
在建立谐波潮流模型时,需要考虑电力系统中的各个元件(如发电机、变压器、线路、负载等)对谐波电流和谐波电压的影响。
对于线性元件,可以通过其阻抗或传输参数来描述其对谐波电流和谐波电压的影响;对于非线性元件,需要通过谐波电流和谐波电压的特性曲线来描述其对谐波电流和谐波电压的影响。
在建立谐波潮流模型时,还需要考虑电力系统中的谐波源,谐波源可以是电力系统中的非线性负载,也可以是电力系统外部的谐波源。
在进行谐波潮流计算时,首先需要确定电力系统中的谐波源和谐波电流的频率。
然后,根据建立的谐波潮流模型,利用节点电压法或潮流方程法进行谐波潮流计算。
在谐波潮流计算中,需要考虑电力系统中的各个节点的电压和相角,以及各个分支的谐波电流。
通过谐波潮流计算,可以得到电力系统中各个节点的谐波电压和相角,以及各个分支的谐波电流。
谐波潮流计算的结果可以用于分析电力系统中的谐波扩散和影响。
通过对谐波潮流计算结果的分析,可以评估电力系统中的谐波水平,判断电力系统中是否存在谐波问题,并采取相应的措施进行谐波控制和抑制。
谐波潮流计算还可以用于电力系统中谐波源的选址和容量的确定,以及谐波滤波器的参数设计。
谐波潮流计算是电力系统中一种重要的计算方法,可以用于分析电力系统中的谐波问题。
电力系统谐波潮流的计算方法研究

一
和噪声 , 缩短用电设备的寿命 、 引起 电力系统 的并联 和串联谐振损坏电容器等设备等 。为了解决上述谐 波危 害问题 , 7 0年 代 以来 , 各 工 业 国 家 纷 纷 投 入很
多力量 对谐 波 问题进行 研究 。本 文对谐 波潮 流分 布
又可以保证潮流计算的准确性 。
2 谐波 潮流 分布 的计算 原理 在 具 有谐 波 源 的情 况 下 , 交 流系 统 的潮 流 由基
[ 收稿 日期]2 O 1 4 一O 2 —1 O [ 作者简介]杜晓沉 , 女, 博士 , 现就职于中国电力建设工程咨询公司 。
3 2
③ 在求 解基 波 潮流 过 程 中 , 将 非 线性 负荷 表 示 为某一 工 况 下 的 线 性 负 荷 。在 求 解 谐 波 潮 流 过 程
分基波功率 P 流经非线性元件转化为谐波功率 。
从 功率 平衡 的观点 来看 , P 一 P +P +P 基 波
管整流电源: 工业 中大量使用变频调速装置 ; 电气化
铁道 中采用交流单相整流供 电的机车; 高压大容量 直流输 电中的换流站等等。谐波对 电力系统 的影响 和危害是十分严重的, 其主要表现为降低供 电系统
2 0 1 4年 5月
合肥师范学 院学报
J o u r n a l o f He f e i No r ma l Un i v e r s i t y
Ma v . 2 0 1 4
第 3 2卷 第 3期
Vo 1 . 3 2 No . 3
电力 系统 谐 波 潮流 的计 算 方 法研 究
谐 波 潮流 联 立 迭 代 , 非线性 法方程维数 多, 计 算 量 大, 占用 内存 多 , 计 算 速度 和收 敛 速 度 要慢 ; 基 波 与
谐波计算公式及原理

谐波计算公式及原理在我们的日常生活和各种工程技术领域中,谐波可是个不容忽视的“小家伙”。
它常常隐藏在电流、电压这些“大部队”里,悄悄地搞些小动作。
今天咱们就来好好扒一扒谐波的计算公式和原理,弄清楚它到底在玩什么花样。
先来说说啥是谐波。
想象一下电流或者电压像一群整整齐齐前进的士兵,正常情况下它们步伐一致,节奏稳定。
但有时候,里面会冒出几个不老实的,走着走着就乱了节奏,和大部队不太合拍,这些不和谐的“捣蛋鬼”就是谐波。
谐波的产生原因有很多。
比如说,各种非线性的电子设备,像电脑、变频器、节能灯等等,它们在工作的时候就会把原本规规矩矩的电流或者电压给搅乱,产生谐波。
那怎么来计算谐波呢?这就得提到一个重要的公式:傅里叶级数。
这玩意儿听起来好像挺高大上的,其实说白了就是把一个复杂的波形分解成一系列简单的正弦波的叠加。
就好比把一堆乱麻一根根地捋清楚。
假设我们有一个周期为 T 的函数 f(t) ,那么它可以展开成傅里叶级数:f(t) = a₀ + Σ(an*cos(nωt) + bn*sin(nωt)) (n = 1, 2, 3,...)这里面的 a₀是直流分量,an 和 bn 就是谐波的系数啦。
具体计算这些系数呢,就得用到积分啦。
比如说an = (2/T) * ∫(f(t) * cos(nωt))dt (积分区间为一个周期 T),bn 也类似。
听起来是不是有点头疼?别担心,咱们通过一个实际的例子来感受一下。
有一次,我在工厂里检修设备。
发现一台大型电机运行的时候声音不太对劲,有点“嗡嗡”的杂音。
凭经验我感觉可能是谐波在捣乱。
于是我拿出仪器一测,果然,电流的波形变得奇奇怪怪的。
回到办公室,我就开始根据采集到的数据计算谐波。
那过程可不轻松,各种积分、推导,差点把我脑袋绕晕。
但最终算出来,发现是 5 次谐波和 7 次谐波的含量比较高。
找到了问题所在,解决起来就有方向啦。
我们对设备进行了一些调整和优化,换掉了一些老化的部件,还加了滤波装置。
简单电力系统分析潮流计算

简单电力系统分析潮流计算电力系统潮流计算是电力系统分析中的一项重要任务。
其目的是通过计算各个节点的电压、电流、有功功率、无功功率等参数,来确定系统中各个元件的运行状态和互相之间的相互影响。
本文将介绍电力系统潮流计算的基本原理、计算方法以及应用。
潮流计算的基本原理是基于电力系统的节点电压和支路功率之间的网络方程。
通过对节点电压进行迭代计算,直到满足所有支路功率平衡方程为止,得到系统的运行状态。
潮流计算的基本问题可以表示为以下方程组:P_i = V_i * (G_i * cos(θ_i - θ_j ) + B_i * sin(θ_i -θ_j )) - V_j * (G_i * cos(θ_i - θ_j ) - B_i * sin(θ_i -θ_j )) (1)Q_i = V_i * (G_i * sin(θ_i - θ_j ) - B_i * cos(θ_i -θ_j )) - V_j * (G_i * sin(θ_i - θ_j ) + B_i * cos(θ_i -θ_j )) (2)其中,P_i为节点i的有功功率注入;Q_i为节点i的无功功率注入;V_i和θ_i分别为节点i的电压幅值和相角;V_j和θ_j分别为节点j的电压幅值和相角;G_i和B_i分别为支路i的导纳的实部和虚部。
对于一个电力系统,如果知道了节点注入功率和线路的导纳,就可以通过潮流计算求解出各节点的电压和功率。
这是一种不断迭代的过程,直到系统达到平衡状态。
潮流计算的方法有多种,常见的有高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法等。
其中,高斯-赛德尔迭代法是最常用的一种方法。
高斯-赛德尔迭代法的思想是从已知节点开始,逐步更新其他节点的电压值,直到所有节点的电压值收敛为止。
具体步骤如下:1.初始化所有节点电压的初始值;2.根据已知节点的注入功率和节点电压,计算其他节点的电压值;3.判断节点电压是否收敛,如果收敛则结束计算,否则继续迭代;4.更新未收敛节点的电压值,返回步骤2高斯-赛德尔迭代法的优点是简单有效,但其收敛速度较慢。
谐波潮流计算

谐波潮流计算摘要:一、谐波潮流计算的概述二、谐波潮流计算的基本原理三、谐波潮流计算的方法四、谐波潮流计算的应用实例五、谐波潮流计算的优缺点正文:一、谐波潮流计算的概述谐波潮流计算是一种在电力系统中广泛应用的计算方法,主要用来分析和计算电力系统中的谐波电流和电压。
电力系统中的电流和电压通常包含基波和各种谐波成分,而谐波潮流计算就是通过分析这些谐波成分,来计算电力系统中的电流和电压分布情况。
二、谐波潮流计算的基本原理谐波潮流计算的基本原理是基于电力系统的基本电路理论,通过建立电力系统的等效电路模型,然后利用电路分析的方法,计算出电力系统中各节点的电流和电压。
在计算过程中,需要考虑电力系统中的各种元件,如发电机、变压器、线路、负载等,以及它们的电气特性。
三、谐波潮流计算的方法谐波潮流计算的方法主要有两种,一种是基于牛顿- 拉夫逊法(Newton-Raphson)的直接解法,另一种是基于快速迪科法(Fast Decoupled)的间接解法。
直接解法通过迭代计算,直接求解电力系统中的电流和电压;间接解法通过分解电力系统中的电流和电压,然后利用快速迪科法计算出各谐波分量,最后再合成得到电流和电压。
四、谐波潮流计算的应用实例谐波潮流计算在电力系统中有广泛的应用,如在电力系统的运行和规划中,可以用来分析系统的稳定性和可靠性;在电力系统的故障分析中,可以用来计算故障时的电流和电压分布,以便确定故障的位置和性质;在电力系统的谐波控制中,可以用来计算系统的谐波电流和电压,以便设计出有效的谐波控制策略。
五、谐波潮流计算的优缺点谐波潮流计算的优点是计算精度高,可以准确地计算出电力系统中的电流和电压分布;计算速度快,尤其是基于快速迪科法的间接解法,可以大大提高计算效率。
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电力系统谐波潮流计算算法综述李洪波武汉大学电气工程学院,武汉( 430072)【摘要】谐波潮流计算是谐波分析和管理的一项重要基础工作,在电力系统中占有重要的地位。
本文概述了谐波潮流分布的计算原理,根据谐波潮流计算算法的基本要求,结合谐波潮流计算自身的特点,对应用于谐波潮流计算的 算法进行了分析和评述,并提出了算法改进方面应进一步考虑的问题。
【关键词】谐波潮流基波潮流谐波潮流计算;;【中图分类号】TM744 【 文献标识码】A 【文章编号】()1008-8032200403-0001-04引言0 随着电力电子技术的迅速发展,大量具有非线性特性的电力设备(如电力机车、电弧炉、变 频、变流设备等)投入电网运行,使电网中出现大量谐波,造成电力系统谐波污染,对电力系统的安全、稳定、经济运行构成潜在威胁,给周围电气环境也带来了极大影响,同时也阻碍了电力电子技术的发展。
谐波被认为是电网的一大公害,对电力系统谐波问题的研究已逐渐被人们重视。
谐波潮流计算是谐波问题研究中的一个重要分支,是了解电网谐波特性和进行谐波分析的重要 手段,不仅可以描绘出各种工况下全网的谐波潮流分布,计算出各监测点的谐波指标,同时还可以分析产生各种谐波现象的内在原因,进而提出抑制谐波的措施。
国内外许多专家对电力系统谐波潮流的分布问题进行了一系列有价值的研究工作,以求全面了 解谐波电流在电力系统的各个部分是如何分布的,在系统中各个节点产生多少谐波电压。
本文概述了电力系统谐波潮流计算的基本要求和特点,并对应用于谐波潮流计算的算法进行了分析和评述。
谐波潮流分布的计算原理1 在具有谐波源的情况下,交流系统的潮流由基波潮流和谐波潮流两部分组成,谐波潮流归根结 底是由基波潮流在非线性元件中转换产生,且只占系统潮流的一小部分。
设发电机产生的基波功率为P g1,扣除被系统基波阻抗消耗的基波功率P s1之后,大部分转化为被负荷吸收的基波功率P L1;小部分基波功率P c1流经非线性元件转化为谐波功率。
从功率平衡的观点来看,P g1 =P s1+ P L1 +P c1。
基波功率P c1转化为谐波功率之后,变为注入电网的谐波电流源,其中一部分谐波功率和返回系统Psh Pgh 阻抗和发电机,分别被系统电阻所消耗和被发电机所吸收;大部分谐波功率被负荷电阻所Rs PLh RL 吸收。
从能量平衡的观点来看:P c1=P sh +P gh +P Lh 。
一般P Lh (/P sh +P gh )≈R L (/R s +R g )。
这个比值是比较大的,也就是说,谐波功率传播到交流电网中的部分是比较小的。
有非线性负荷的系统中的功率损耗为基波损耗功率P s1和谐波损耗功率(P sh +P gh )之和;仅有线性负荷的系统中只有基波损耗功率P s1。
显然前者为后者的(P s1+ P sh +P gh )/ P s1倍。
综上所述,可知①基波潮流和谐波潮流的流向是不一样的,两者计算网络也不完全相同,两 :者可以分开求解。
②谐波潮流是系统潮流的一部分,两者密切相关,必须先解基波潮流,后解谐波第卷第期 9 3 重庆电力高等专科学校学报 年月 2004 9 Vol. 9 No. 3 Journal of Chongqing Electric Power College Sep. 2004收稿日期[] 2004-04-26潮流。
理论上说,两步求解过程应反复迭代。
③在求解基波潮流过程中,将非线性负荷表示为某一工况下的线性负荷。
在求解谐波潮流过程中,将非线性负荷表示为谐波电流源,其余元件(包括发电机)均为线性元件,则全部求解过程可以采用线性迭加法。
电力系统谐波潮流计算的基本要求2电力系统谐波潮流计算曾采用了各种不同的方法,这些方法的发展主要是围绕着对谐波潮流计 算的一些基本要求进行的,对谐波潮流计算的要求可以归纳为下面几点:()计算速度;1()计算机内存占用量;2 ()算法的收敛可靠性;3 ()程序设计的方便性以及算法扩充移植等的通用灵活性;4这四点要求也成为本文后面评价各种谐波潮流算法性能时所依据的主要标准。
谐波潮流计算的特点3 ()由于合格的发电机产生的电动势基本上是正弦波形的,其谐波含有率可以忽略不计,因 1而通常不把它作为谐波源看待,其谐波电动势为零。
()谐波功率一般较小,因而计算一般只着眼于其电流、电压的计算,只在个别情况下,如 2校验一些元件的发热情况时,才需要计算谐波功率。
()电力系统中许多元件三相都或多或少有些不对称。
基波条件下,其不对称并不明显,往 3往可以忽略;而在谐波情况下,它们常常变得很明显,尤其在作较为精确的计算时更不能忽略。
另外,有些谐波源,如电力机车,它本身三相就不对称,因而需作不对称三相计算,使计算工作变得复杂。
电力系统谐波潮流计算的主要算法4 非线性时域分析法4.1 该方法用微分方程来精确描述非线性元件,从网络的状态方程出发,通过求解微分方程组得出 通过非线性元件的电流波形,对该电流波形进行快速傅氏级数分析,求出基波和各次谐波电流频谱(包括基波和各次谐波电流的幅值和相角),作为注入电网的谐波电流源。
该方法在理论上是严格精确的,但因为要求解微分方程组并进行快速傅氏级数分析,所以其应 用范围受到了极大的限制,仅适用于较小系统的研究,如求解直流换流器、电力机车、电弧炉等复杂谐波电流源的谐波电流频谱,不适合用于大系统的谐波潮流计算。
线性分析法4.2 线性法忽略基波潮流与谐波潮流的相互影响,分别计算基波潮流与谐波潮流。
并假定谐波源的 谐波电流大小和相位仅与基波电压有关,而与谐波电压无关。
这样谐波源的谐波电流可表示为: I n =g n (U 1,,,…()) n=123 1线性法在不考虑谐波潮流的情况下先算出基波潮流,然后根据基波电压算出谐波源电流,最后 分别求解各次谐波网络方程I n =Y n U n ,就可算出谐波潮流和各监测量的各项谐波指标。
线性法谐波潮流计算的一般步骤为 :()作基波潮流计算,求得系统各节点基波电压;1 -2 - 重庆电力高等专科学校学报 第卷 9 ()形成谐波节点导纳矩阵;2 ()由节点基波电压和接于该点的谐波源特性求得节点注入谐波电流;3 ()由节点注入谐波电流及谐波节点导纳矩阵解谐波网的网络方程,求得各节点谐波电压和 4各支路谐波电流。
该方法的特点是计算速度快,收敛性能好,程序设计简单,所以其成为当前使用最为普遍的一 种算法。
但实际上谐波源的电流总是受相应的谐波电压影响的,由于此法忽略了基波潮流和谐波潮流的相互影响,所以计算精度较差。
非线性频域分析法4.3 非线性法则考虑了各次谐波电压对谐波源电流的影响,将谐波源的各次谐波电流表达成相应的谐波电压的函数,并计及了基波潮流与谐波潮流的相互影响,通过两者的联立迭代求解。
非线性法先采用分解法以节点基波功率平衡为收敛准则进行一次基波潮流迭代,然后联立迭代谐波源电流PQ 方程I n =f s (U s1,U s2,…和节点电压方程)I n =Y n U n 进行谐波潮流求解。
从能量平衡的观点来看,谐波源向系统提供的谐波功率来自其从系统中吸取的基波功率,即:P s1=P s0∑+P si ()2其中:P s1——吸取的基波功率;P s0——转化成其他形式的能量;P si ——转化为次谐波功率。
i 所以谐波潮流的平衡将影响到基波功率的平衡,当谐波潮流改变时,基波潮流要重新进行迭 代,这样逐次迭代,谐波潮流趋于收敛,谐波源节点基波功率也趋于收敛,总迭代过程的结束取决于基波潮流的最后收敛。
非线性法由于考虑了基波潮流与谐波潮流的相互影响,比线性法计算精度要高,但由于基波潮 流与谐波潮流联立迭代,非线性法方程维数多,计算量大,占用内存多,计算速度和收敛速度要慢;基波与谐波数值上相差较大,迭代过程中,基波电压的变化可能引起谐波电流的变化较大,不利于潮流的平稳收敛,甚至可能出现不收敛的情况;谐波电压初值选择不当,导致收敛困难。
解耦算法4.4 基波潮流与谐波潮流是相互耦合的,两者理论上应该像非线性法那样联立迭代,但实际上在基 波潮流与谐波潮流的耦合关系中,基波潮流对谐波潮流的影响大,而谐波潮流对基波潮流的影响小,所以基波潮流是矛盾的主要方面,从工程的观点出发,在计算基波潮流时,可以不考虑谐波潮流的影响,而基波潮流计算完毕后,它对谐波潮流的影响也就已知。
这样就实现了基波潮流与谐波潮流的解耦。
因为解耦算法忽略各次谐波电压对谐波源基波电流的影响,谐波源的基波电流和谐波电流可分 别表示为:I 1=g 1(U 1) I n =g n (U 1,U 2,…),,… n=23 解耦算法在计算基波潮流时,对于常规的线性负荷节点,其基波注入功率由所在节点的功率表 直接给出,对于谐波源节点,可以利用式()得出其基波电流的幅值和相位,进而计算出其基波3有功功率和无功功率,由于在基波潮流迭代过程中,基波电压是不断更新的,而基波电压又对谐波源的基波电流分量有较大的影响,所以,基波潮流每迭代一次,就要利用式()重新计算一次基3 第期 3 李洪波:电力系统谐波潮流计算算法综述 -3-()3()4波电流,以更新谐波源吸收的基波有功功率和无功功率。
基波潮流计算完成后,基波电压 U 1即为已知量,在式()中,令各次谐波电压为零,则可求得4谐波潮流注入电网的各次谐波电流初值。
由节点电压方程:I n =Y n U n ()5可得系统各节点的谐波电压,把所得的谐波电压再代入式(),则可得谐波源各次谐波电流 4的修正值。
把谐波电流的修正值再代入式(),则可得新的各次谐波电压。
如此反复迭代,直到5满足某一给定收敛精度。
解耦算法综合了线性法和非线性法两种算法的优点,改变了常规算法中将基波潮流与谐波潮流 联立迭代的情况,使基波潮流通过牛顿法迭代求解,谐波潮流通过高斯消元法求解,既解决了线性算法计算精度不高的问题,同时也避免了非线性算法方程维数多,计算量大,占用内存多,收敛不可靠的问题,可用于大规模不对称系统的谐波潮流计算。
结束语5 本文分析和评述了电力系统谐波潮流计算中常用的几种算法,指出了每种算法的优点和不足。
谐波潮流计算是电力系统中一种重要的电气计算,随着电力工业和电力电子技术的迅速发展以及生产实际所提出的各种新要求,谐波潮流计算问题无论从深度和广度来看,都还在不断发展,不断有新的模型和新的算法出现。
谐波潮流计算的关键问题是如何处理基波潮流和谐波潮流的关系以及谐波电压对谐波源注入电流的影响,如何提高精度和收敛可靠性,如何考虑背景谐波以增加计算结果的准确性,都是有待于进一步研究的问题。
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