中国石油大学电力系统分析大作业.. 下载本文

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电力系统分析大作业

编程实现N-R迭代和P-Q迭代潮流计算

院 系: 信息与控制工程学院

班 级: 电气12-04班 学 号: 120534 姓 名:

日期:2015年 06 月 17 日

要求:

利用N—R迭代和P-Q迭代计算所给系统的潮流,设发电机G1的端电压为1 p.u.,发出的有功、无功可调;发电机G2的端电压为1 p.u.,按指定的有功P=0.5 p.u.发电,取ε=10xe-4。

1:牛顿-拉夫逊法潮流算法

1.1牛顿-拉夫逊法潮流算法的基本原理

电力系统潮流计算是电力系统运行和规划中最基本和最经常的计算,其任务是在已知某些运行参数的情况下,计算出系统中全部的运行参数,一般来说,各个母线所供负荷的功率是已知的,各个节点电压是未知的(平衡节点除外),可以根据网络结构形成节点导纳矩阵,然后由节点导纳矩阵和网络拓扑结构列写功率方程,由于功率方程里功率是已知的,电压的幅值和相角是未知的,这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组,需要将上述功率方程改写成功率平衡方程,并对功率平衡方程求偏导,得出对应的雅可比矩阵,给未知节点赋电压初值,一般为额定电压,将初值带入功率平衡方程,得到功率不平衡量,这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量(未知的)构成了误差方程,解误差方程,得到节点电压不平衡量,节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值,将新的初值带入原来的功率平衡方程,并重新形成雅可比矩阵,然后计算新的电压不平衡量,这样不断迭代,不断修正,一般迭代三到五次就能收敛。 1.2节点导纳矩阵的算法

根据定义直接求取节点导纳矩阵时,注意以下几点:

1) 节点导纳矩阵是方阵,其阶数就等于网络中除去参考节点外的节点数。参考节点一般取大地,编号为零。

2) 节点导纳矩阵是稀疏矩阵,其各行非零非对角元素就等于与该行相对应节点所连接的不接地支路数。

3) 节点导纳矩阵的对角元素就等于该节点所连接导纳的总和。因此,与没有接地支路的节点对应的行或列中,对角元素为非对角元素之和的负值。

4) 节点导纳矩阵的非对角元素等于连接节点i,j支路导纳的负值。因此,在一般情况下,节点导纳矩阵的对角元素往往大于非对角元素的负值。

5) 节点导纳矩阵一般是对称矩阵,这是网络的互易特性所决定的。从而,一般只要求取这个矩阵的上三角或下三角部分。 6) 网络中的变压器。

1.3 牛顿—拉夫逊迭代法的步骤及算法流程图:

1)形成各节点导纳矩阵Y。

2)设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 3)计算各个节点的功率不平衡量。

4)根据收敛条件判断是否满足,若不满足则向下进行。 5)计算雅可比矩阵中的各元素。 6)修正方程式个节点电压

7)利用新值自第3)步开始进入下一次迭代,直至达到精度退出循环。 8)计算平衡节点输出功率和各线路功率