10直流法潮流计算

潮流计算的计算机算法

第四章潮流计算的计算机算法第一节概述潮流计算是电力系统最基本、最常用的计算。根据系统给定的运行条件、网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值及相角），各元件中流过的功率、整个系统的功率损耗等。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此潮流计算在电力系统的规划设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。电力系统潮流计算分为离线潮流计算和在线潮流计算。前者主要用于系统规划设计和安排系统的运行方式，后者则用于正在运行系统的经常监视及实时控制。本章主要讨论离线潮流计算问题，它的基本算法同样适用于在线潮流计算。潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种。自从五十年代计算机应用于电力系统以来，当时求解潮流的方法是以节点导纳矩阵为基础的逐次代入法（导纳法），后来为解决导纳法的收敛性较差的问题，出现了以阻抗矩阵为基础的逐次代入法（阻抗法）。到六十年代，针对阻抗法占用计算机内存大的问题又出现了分块阻抗法及牛顿－拉夫逊（Newton－Raphson）法。Newton —Raphson法是数学上解非线形方程式的有效方法，有较好的收敛性。将N－R法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础的，由于利用了导纳矩阵的对称性、稀疏性及节点编号顺序优化等技巧，使N－R法在收敛性、占用内存、计算速度方面的优点都超过了阻抗法，成为六十年代末期以后普遍采用的方法。同时国内外广泛研究了诸如非线形规划法、直流法、交流法等各种不同的潮流计算方法。七十年代以来，又涌现出了更新的潮流计算方法。其中有1974年由B、Stott、O、Alsac 提出的快速分解法以及1978年由岩本伸一等提出的保留非线性的高 129

电力系统潮流计算

信息工程学系 2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计题目:电力系统潮流计算专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：钟建伟

2012年3月10日信息工程学院课程设计任务书

目录 1 任务提出与方案论证 (4) 1.1潮流计算的定义、用途和意义 (4) 1.2 运用软件仿真计算 (5) 2 总体设计 (7) 2.1潮流计算设计原始数据 (7) 2.2总体电路设计 (8) 3 详细设计 (10) 3.1数据计算 (10) 3.2 软件仿真 (14) 4 总结 (24) 5参考文献 (25)

1任务提出与方案论证 1.1潮流计算的定义、用途和意义 1.1.1潮流计算的定义潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。 1.1.2潮流计算的用途电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。潮流计算（load flow calculation）根据电力系统接线方式、参数和运行条件计算电力系统稳态运行状态下的电气量。通常给定的运行条件有电源和负荷节点的功率、枢纽点电压、平衡节点的电压和相位角。待求的运行状态量包括各节点电压及其相位角和各支路（元件）通过的电流（功率）、网络的功率损耗等。潮流计算分为离线计算和在线计算两种方式。离线计算主要用于系统规划设计和系统运行方式安排；在线计算用于运行中电力系统的监视和实时控制。目前广泛应用的潮流计算方法都是基于节点电压法的，以节点导纳矩阵Y作为电力网络的数学模型。节点电压Ui和节点注入电流Ii 由节点电压方程（1）联系。在实际的电力

交直流混合电力系统潮流计算

交直流电力系统潮流计算摘要：由于我国能源分布与经济发达地区的不均衡性，今后能源大规模、远距离流动成为必然。特高压直流输电具有送电容量大、送电距离远等优点，在今后的能源流动中具有不可替代的地位。本文首先阐述了高压直流输电系统的发展及运行特点，总结已有的交直流电力系统潮流计算的一般方法，提出一种实用新型交直流电力系统潮流计算方法。同时对大规模交直流互联系统，提出了分区并行潮流算法的思路。关键词：电力系统，交直流互联，潮流计算 1. 引言我国地域辽阔，水能、煤炭资源较丰富，油、气资源相对贫乏，发电能源资源的分布和用电负荷的分布极不均衡。一方面，全国可开发的水电资源有近2/3 分布在西部的四川、云南、西藏三省区，煤炭保有储量的2/3分布在山西、陕西、内蒙古三省区；另一方面，东部沿海和京广铁路沿线以东地区经济发达，用电负荷约占全国的 2/3。今后我国水能和煤炭资源的开发多集中在西南、西北和晋、陕、蒙地区，并逐步西移和北移，而东部沿海和京广铁路沿线东地区国民经济持续快速发展，导致能源产地与能源消费地区之间的距离越来越远，使得我国能源配置的距离、特点和方式都发生了巨大变化，因此必然引起能源和电力的跨区域大规模流动。直流输电一般定位于一定距离、一定规模的电力外送，在今后的电网发展中将日益受到重视。随着电力大规模流动的距离逐渐加大，现有的±500kV直流输电将无法满足要求，客观上需要采用更高一级的直流输电电压等级。根据对我国西南水电外送输电方案的多次滚动规划研究成果并结合国外的相关研究结论，±800kV 直流输电在技术上是可行的，比较适合我国的实际情况。随着高压直流输电的应用越来越广泛，交直流混合电力系统将越来越普遍存在，其潮流算法也应当相应的有所发展，以适应实际的需求。交直流互联电力系统潮流算法主要分为联合求解法和交替求解法。联合求解法的收敛性好，但破坏了交流潮流算法中雅可比矩阵的结构，计算效率会随着直流系统的增加而降低；

PQ分解法潮流计算实验

xxxx实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：实验成绩：一、实验项目名称 P-Q分解法潮流计算实验二、实验目的与要求：目的：电力系统分析的潮流计算是电力系统分析的一个重要的部分。通过对电力系统潮流分布的分析和计算，可进一步对系统运行的安全性，经济性进行分析、评估，提出改进措施。电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。潮流计算是指对电力系统正常运行状况的分析和计算。通常需要已知系统参数和条件，给定一些初始条件，从而计算出系统运行的电压和功率等；潮流计算方法很多：高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。本实验采用P-Q分解法进行电力系统分析的潮流计算程序的编制与调试，获得电力系统中各节点电压，为进一步进行电力系统分析作准备。通过实验教学加深学生对电力系统潮流计算原理的理解和计算，初步学会运用计算机知识解决电力系统的问题，掌握潮流计算的过程及其特点。熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。要求：编制调试电力系统潮流计算的计算机程序。程序要求根据已知的电力网的数学模型（节点导纳矩阵）及各节点参数，完成该电力系统的潮流计算，要求计算出节点电压、功率等参数。三、主要仪器设备及耗材每组计算机1台、相关计算软件1套四、实验内容： 1.理论分析： P-Q分解法是从改进和简化牛顿法潮流程序的基础上提出来的，它的基本思想是：把节点功率表示为电压向量的极坐标方程式，抓住主要矛盾，以有功功率误差作为修正电压向量角度的依据，以无功功率误差作为修正电压幅值的依据，把有功功率和无功功率迭代分开来进行。牛顿法潮流程序的核心是求解修正方程式，当节点功率方程式采取极坐标系统时，

含VSC的交直流混联系统最优潮流及其损耗分析

含VSC的交直流混联系统最优潮流及其损耗分析近年来,电力电子技术飞速发展,加上PWM控制技术的运用,以IGBT为主的全控型电力电子变换器占据了电流变换器的主导地位,其中IGBT为基础的电压源型变换器VSC的快速发展,使得两端柔性直流输电VSC-HVDC及多端柔性直流输电VSC-MTDC技术得以实现。VSC-MTDC系统可实现多端供受电,相比于VSC-HVDC系统更具安全可靠性、运行方式更具灵活性及分布式电源消纳能力更好。因此,研究含VSC-MTDC交直流混联系统最优潮流及其损耗问题,可为电力系统安全运行、系统方案规划、建设拓展方案等提供强有力依据,具有重要的价值及意义。含VSC-MTDC的交直流混联系统潮流计算方法有别于传统纯交流系统计算,其计算更为复杂。论文针对含VSC-MTDC交直流混联系统运用交替迭代法计算潮流时,Newton-Raphson产生的雅可比矩阵元素在每次迭代时需重新计算,影响潮流计算收敛速度的问题,提出考虑换流站损耗及其容量约束,改进交流部分迭代的雅可比矩阵元素,即将交流侧有功无功与电压偏导与换流站损耗计算式结合,形成交替迭代法的改进算法。含VSC的网格式拓扑的交直流混联系统中,各VSC功率双向流通,其参考量对潮流及损耗的影响较常用的辐射式拓扑结构更大。论文提出将Newton-Raphson法与改进遗传算法相结合,以曲线拟合理论计算的换流站损耗及直流电压偏移量为目标函数的最优潮流算法,通过优化VSC参考电压及参考功率,合理分配潮流,从而提高换流效率,降低换流站损耗。针对含VSC交直流混联系统多区域互联的最优潮流问题,论文考虑了由VSC-MTDC系统互联后各区域市场经济性与损耗分摊的问题。以社会福利最大及损耗分摊最小为目标函数,考虑相应潮流约束,采用

电力系统三种潮流计算方法的比较

电力系统三种潮流计算方法的比较一、高斯-赛德尔迭代法：以导纳矩阵为基础，并应用高斯--塞德尔迭代的算法是在电力系统中最早得到应用的潮流计算方法，目前高斯一塞德尔法已很少使用。将所求方程改写为不能直接得出方程的根，给一个猜测值得又可取x1为猜测值，进一步得：反复猜测则方程的根优点： 1. 原理简单，程序设计十分容易。 2. 导纳矩阵是一个对称且高度稀疏的矩阵，因此占用内存非常节省。 3. 就每次迭代所需的计算量而言，是各种潮流算法中最小的，并且和网络所包含的节点数成正比关系。缺点： 1. 收敛速度很慢。 2. 对病态条件系统，计算往往会发生收敛困难：如节点间相位角差很大的重负荷系统、包含有负电抗支路(如某些三绕组变压器或线路串联电容等)的系统、具有较长的辐射形线路的系统、长线路与短线路接在同一节点上，而且长短线路的长度比值又很大的系统。 3. 平衡节点所在位置的不同选择，也会影响到收敛性能。二、牛顿-拉夫逊法：求解设，则按牛顿二项式展开：当△x 不大，则取线性化（仅取一次项）则可得修正量对得：作变量修正：，求解修正方程 ()0 f x =()0f x =10() x x ?=迭代 0 x 21()x x ?=1()k k x x ?+=() x x ?=()0f x =k k x x lim *∞→=0x x x =+?0()0f x x +?=23000011()()()()()()02!3!f x f x x f x x f x x ''''''+?+?+?+=00()()0f x f x x '+?=()100()() x f x f x -'?=-10x x x =+?00()() f x x f x '?=-1k k k x x x +=+?

交直流电力系统BPA与PSS_E潮流数据转换分析

万方数据

交直流电力系统BPA与PSS/E潮流数据转换分析作者：马龙义， MA Long-yi 作者单位：广东电网公司惠州供电局,广东惠州,516003 刊名：华中电力英文刊名：Central China Electric Power 年，卷(期)：2012,25(1) 被引用次数：3次参考文献(13条) 1.郑宝森,郭日彩中国互联电网的发展[期刊论文]-电网技术 2003(2) 2.柳勇军,闵勇,梁旭电力系统数字混合仿真技术综述[期刊论文]-电网技术 2006(13) 3.徐政,蔡晔,刘国平大规模交直流电力系统仿真计算的相关问题[期刊论文]-电力系统自动化 2002(15) 4.祝瑞金,傅业盛电力系统高级仿真软件PSS/E的消化与应用[期刊论文]-华东电力 2001(2) 5.祝瑞金PSS/E通用发电机模型的应用研究[期刊论文]-华东电力 2004(3) 6.杨茹BPA—PSS/E模型对比计算研究及数据接口程序开发[学位论文] 2006 7.徐蔚,任雷,徐政电力系统潮流图自动生成软件的设计与实现[期刊论文]-电力系统及其自动化学报 2008(4) 8.中国版BPA潮流程序用户手册(4.0版) 2007 9.Program Operation Manual of PSS/E-30 2004 10.Program Application Guide of PSS/E-30 2004 https://www.360docs.net/doc/c6674320.html,er Manual of PSS/E30 2004 12.马龙义,武志刚,侯冠基,张尧,钟庆BPA与PSS/E的暂稳态模型比较和数据转换[期刊论文]-电力系统及其自动化学报 2010(5) 13.王锡凡;方万良;杜正春现代电力系统分析 2003 引证文献(2条) 1.张松涛,宁庆,曹国云BPA向PSS/E的数据转换及暂态稳定比较研究[期刊论文]-电气自动化 2013(04) 2.刘庆,张东英,刘燕华,许晓艳,黄越辉BPA电网模型自动导入DIgSILENT的研究和开发[期刊论文]-电力系统保护与控制 2014(16)引用本文格式：马龙义.MA Long-yi交直流电力系统BPA与PSS/E潮流数据转换分析[期刊论文]-华中电力 2012(1)

潮流计算定义

潮流计算科技名词定义中文名称：潮流计算英文名称：load flow calculation定义：在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。所属学科：电力（一级学科）；电力系统（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片潮流计算潮流计算，电力学名词，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。目录用途特点潮流计算编辑本段用途潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。潮流计算是电力系统分析最基本的计算。除它自身的重要作用之外，在《电力系统分析综合程序》(PSASP)中，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。编辑本段特点潮流计算在数学上可归结为求解非线性方程组，其数学模型简写如下： F(X)=0为一非线性方程组其中： F=(f1,f2,........,fn)T为节点平衡方程式；

潮流计算

节点数：4 支路数：4 计算精度：支路1：+ 1┠—————□—————┨3 支路2：+ 1┠—————□—————┨4 支路3：+ 2┠—————□—————┨4 支路4：+ 3┠—————□—————┨4 节点1：PQ节点，S(1)=节点2：PQ节点，S(2)=节点3：PV节点，P(3)= V(3)= 节点4：平衡节点，U(4)=∠

摘要运用matlab软件对选定课设题目进行潮流计算。潮流计算是电力系统课程中必须掌握也是非常重要的计算。潮流计算是指对电力系统正常运行状况的分析和计算。在已知系统条件情况下，给定一些初始条件，进而计算出系统运行的电压和功率等；潮流计算方法很多：高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法、PQ分解法、直流潮流法等。通过潮流计算，可以确定各母线的电压幅值和相角,各元件流过的功率和整个系统的功率损耗。潮流计算是实现安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有广泛的运用。本课程设计采用PQ分解法进行电力系统分析的潮流计算程序的编制与调试，获得电力系统中各节点电压，为进一步进行电力系统分析作准备。关键词：matlab 潮流计算 PQ分解法

目录 6 8 9

1.题目原始数据及其化简原始数据：节点数：4 支路数：4 计算精度：支路 1： + 1┠—————□—————┨3 支路 2： + 1┠—————□—————┨4 支路 3： + 2┠—————□—————┨4 支路 4： + 3┠—————□—————┨4 节点1：PQ 节点，S(1)= 节点2：PQ 节点，S(2)= 节点3：PV 节点，P(3)= V(3)= 节点4：平衡节点，U(4)=∠ 根据原始数据所画电路简化图如图1： 1 3 4 2 图1电路简化图分解法分解法基本思想 PQ 分解法是从改进和简化牛顿法潮流程序的基础上提出来的，它的基本思想是：把节点功率表示为电压向量的极坐标形式，以有功功率误差作为修正电压向量角度的依据，以无功功率误差作为修正电压幅值的依据，这样，n-1+m 阶的方程式便分解为一个n-1阶和一个m 阶的方程，这两组方程分别进行轮流迭代，这就是所谓的有功-无功功率分解法。牛顿法潮流程序的核心是求解修正方程式，当节点功率方程式采取极坐标系统时，修正方程式为：或展开为： /P H N V δ?=??+?? V V L J Q V /??+??=?????δ （1）以上方程式是从数学上推倒出来的，并没有考虑电力系统这个具体对象的特点。