潮流上机课程设计-华电

1、 课程设计报告( 20212021年度第一学期)名 称：电力系统潮流上机 院 系：电气与电子工程学院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 两周 成 绩： 日期： 2021年12月19日 课程设计报告一、课程设计的目的与要求培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识二、设计正文详细内容见附录1 手算2 计算机计算3 思考题三、课程设计总结或结论潮流计算是研究电力系统稳态运行的一种根本计算，最初求解电力系统潮流时大多使用手算，但随着电力系统结构的日趋复杂，计算量也越来越大。复杂电力系统潮流计算中，由于节点数量巨大，所形成的修正方程已经无法通过手算方式解决

2、，尤其是需要迭代次数较多时，手算所需要的时间太长，计算机潮流计算无疑为解决这一问题提供了极大的便利。计算机潮流计算可以迅速解决复杂网络的潮流计算问题，这是由于无论系统的复杂程度如何，其节点与支路的类型是固定的，所以只需要输入节点与支路的数据，就可以解决任何一个复杂网络的潮流计算问题。即只需要一次编程，就可以根本上解决所有复杂网络的计算。需要注意的是，在使用牛顿拉弗逊发计算潮流时，对于初值要选择比拟接近它们的精确解，否那么迭代过程可能不收敛。潮流计算语言程序编程过程中需要注意的是，语言无法实现复数运算，需要将得到的值的实部与虚局部开储存并计算。这个过程复杂并且容易出错，编写程序是需要注意。另外需

3、要注意的一点是：语言数组的编号是从零开始的，在程序编写过程中应注意下标的对应。通过这一次的电力系统潮流计算编程，我不仅对语言的编程有了更深刻的理解，也对?电力系统分析?这门课程进行了查漏补缺和稳固，对电力系统的运行也有了更加深入的了解，受益匪浅。四、参考文献1. ?电力系统计算：电子数字计算机的应用?，西安交通大学等合编。北京：水利电力出版社；2. ?现代电力系统分析?，王锡凡主编，科学出版社；3. ?电力系统稳态分析?，陈珩，中国电力出版社，2007年，第三版；附录包括：1.手算过程及结果；2.计算机计算流程图、表格、数据；3.思考题答案附录一、手算过程及其结果形成节点导纳矩阵YB输入原始数

4、据启动附录二、计算机计算流程图、表格、数据设节点电压ei(0)、fi(0);i=1,2,n,is置迭代次数 k=0对PQ节点：按式(4-38a)、式(4-38b)计算Pi(k)、Qi(k)对PV节点：按式(4-38a)、式(4-38b)计算Pi(k)、Ui(k)2置节点号i=1雅克比矩阵J是否已全部形成，i>n？否是按式(4-41a)、(4-41b)计算雅克比矩阵元素Hij(k)、Nij(k)、Jij(k)、Lij(k)、Rij(k)、Sij(k)增大迭代次数 kk+1增大节点号ii+1计算各节点电压新值：ei(k+1)= ei(k)+ei(k),i=1,2fi(k+1)= fi(k)+

5、fi(k),is解修正方程式，由Pi(k)、Qi(k) 、Ui(k)2、Jp(k)求各节点电压变量ei(k)、fi(k)；i=1,2,n, is求出|e(k) |max、|f(k) |max停止迭代是否收敛，|e(k) |max、|f(k) |max?计算平衡节点功率和线路功率是否编写潮流计算程序简单系统如下列图所示，支路数据如下：支路14，27，39为变压器支路，参数为，其余支路为线路支路，参数为,节点数据如下：，,节点数据节点编号电压幅值相角PGQGPLQL节点类型11.040 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 3平衡节点21.025 0.000 1.630 0.

6、000 0.000 0.000 2PV节点31.025 0.000 0.850 0.000 0.000 0.000 2PV节点41.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1PQ节点51.000 0.000 0.000 0.000 1.250 0.500 1PQ节点61.000 0.000 0.000 0.000 0.900 0.300 1PQ节点71.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1PQ节点81.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.350 1PQ节点91.000 0.000 0.000 0.000 1.

7、000 0.000 1PQ节点线路数据线路编号首节点末节点电阻(R)电抗(X)电纳(B)变比(k)1140.000 0.058 0.000 1.100 2270.000 0.063 0.000 1.000 3390.000 0.059 0.000 1.000 4780.019 0.072 0.075 0.000 5890.012 0.101 0.105 0.000 6570.032 0.161 0.153 0.000 7690.039 0.170 0.179 0.000 8450.010 0.085 0.088 0.000 9460.017 0.092 0.079 0.000 节点导纳矩阵YB

8、1234567891-j14.249070.000000.00000j15.673980.000000.000000.000000.000000.0000020.00000-j15.873020.000000.000000.000000.00000j15.873020.000000.0000030.000000.00000-j16.949150.000000.000000.000000.000000.00000j16.949154j15.673980.000000.000003.30738-j39.18916-1.36519+ j11.60410-1.94219+ j10.510680.000

9、000.000000.0000050.000000.000000.00000-1.36519+ j11.60410 2.55279-j17.338230.00000-1.18760+ j5.975130.000000.0000060.000000.000000.00000-1.94219+ j10.510680.000003.22420-j15.840930.000000.00000-1.28201+j5.5882470.00000 j15.873020.000000.00000-1.18760+ j5.975130.000004.61412-j34.60482-3.42651+ j12.98

10、4670.0000080.000000.000000.000000.000000.000000.00000-3.42651+ j12.98467 4.58649- j22.56784-1.15998+j9.7631790.000000.00000j16.949150.000000.00000-1.28201+ j5.588240.00000-1.15998+ j9.763172.44199-j32.01657实验结果迭代次数：Count_Num=3各节点电压：U(1)= 1.04000+j0.00000=1.04000 0.00000U(2)= 1.01372+j0.15167=1.02500

11、 8.50935U(3)= 1.02283+j0.06661=1.02500 3.72593U(4)= 0.95194-j0.04471=0.95299 -2.68923U(5)= 0.93638-j0.08029=0.93982 -4.90074U(6)= 0.95416-j0.07646=0.95722 -4.58157U(7)= 1.01010+j0.04983=1.01133 2.824134U(8)= 0.99549-j0.00507=0.99550 -0.29155U(9)= 1.01613+j0.01714=1.01628 0.96646平衡节点功率：节点编号1: 0.72887

12、-j0.10579PV节点无功功率：节点编号2: j0.30332PV节点无功功率：节点编号3: j0.17199线路功率及损耗：线路编号首节点末节点传输有功传输无功首节点末节点传输有功传输无功有功损耗无功损耗1140.72887 -0.10579 41-0.72887 0.14099 0.00000 0.03520 2271.63000 0.30332 72-1.63000 -0.13849 0.00000 0.16484 3390.85000 0.17199 93-0.85000 -0.12975 0.00000 0.04223 4780.77049 -0.03700 87-0.75943

13、 -0.07214 0.01106 -0.10913 589-0.24057 -0.27786 980.24163 0.07434 0.00107 -0.20353 657-0.83295 -0.33347 750.85951 0.17549 0.02656 -0.15799 769-0.59221 -0.33388 960.60837 0.05542 0.01616 -0.27847 8450.41911 0.02638 54-0.41705 -0.16653 0.00206 -0.14015 9460.30976 -0.16737 64-0.30779 0.03388 0.00197 -0

14、.13349 线路总损耗：S= 0.05887-j0.78048附录三、思考题1、 潮流计算的方法有哪些？各有何特点？答：潮流计算分为简单电力网络的手算和复杂电力网络的机算两大类，其中机算又有高斯-赛德尔迭代法，牛顿-拉夫逊迭代法和P-Q分解法。特点：手算求解求解潮流一般只用于简单的网络中，计算量大，对于多借点的网络用手算一般难以解决问题。但是通过手算可以加深对物理概念的理解，还可以在运用计算机计算前一手算的形式求取某些原始数据。高斯-赛德尔迭代法：算法简单，对于初值的要求不高，但是需要迭代的次数多，收敛的速度慢，在早期的潮流计算中银够用较多，之后逐渐被牛拉法取代，但仍可以作为机算程序前几次迭

15、代的的算法，以弥补后者对于初值要求高的缺点。牛顿-拉夫逊法：是常用的解非线性方程组的方法，也是当前广泛采用的计算潮流的方法，其收敛速度会，几次迭代后就可以得到最终的结果。但其缺点就是要求初值的选择得比拟接近它们的精确值，否那么迭代过程可能不收敛。P-Q分解法：派生于以极坐标表示的牛拉法，其根据电力系统的特点，对后者的修正方程做了简化，P-Q分解法的系数矩阵B和B代替了牛拉法中的雅克比矩阵，阶数降低，其中的元素在迭代过程中不发生变化，而且元素对称，这些都大大提高了运算速度，而且精确度几乎不受影响。P-Q分解法的收敛性接近直线，而牛拉法的收敛速度要比P-Q分解法快。但是由于牛拉法每次迭代都要形成雅

16、克比阵，所以一次迭代的时间比PQ分解法要长。2、 如果交给你一个任务，请你用已有的潮流计算软件计算北京城市电网的潮流，你应该做哪些工作？收集哪些数据，如何整理，计算结果如何分析答：用现有的潮流计算软件分析北京城市电网的潮流，主要收集的数据：1北京城市电网中所以的节点支路的相关数据，并对节点和支路分类处理： PQ节点要了解节点的注入有功和无功功率； PV节点要了解节点电压大小，注入有功及节点所能提供的最大最小的无功功率；对于平衡节点要了解节点电压的大小相、及节点所能提供的最大最小有功无功功率。2支路数据：支路的电阻电抗电纳支路变压器的变比及线路所能传输的最大容量。3分析内容：考虑PQ节点的电压是

17、否过高或过低；分析PV节点的电压幅值是否正常及无功功率是否超出范围；分析平衡节点有功无功功率是否在节点所能提供的范围之内；分析给支路的功率，看是否超出线路传输的最大容量；分析整个系统的网损是否到达标准。3、 设计中遇到的问题和解决的方法。答：1首先遇到的问题是C编程语言的语法，由于学的时间已经很久了，难免导致对其中的具体概念有些模糊，但是通过老师的提醒和自己对C语言的复习，这个问题还是得到了较好的解决。比方说对于数组的定义时，是从0开始的，而节点和支路的编号都是从1开始的，我们编程时就要在必要的时候加1。2跟着老师的思路来编比拟好。由于每个人的思路不尽相同，于是当出现错误的时候就不好排查，可能会因此而浪费珍贵的时间。于是我选择跟着老师的思路来编，这样好和老师的程序对照排错。3在编程的过程中最重要的一点