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1、华侨大学厦门工学院电力系统综合设计课程设计报题 目：复杂电力系统潮流计算 专业、班级： 10 级电气 (2)班 学生姓名：学 号：指导教师： 黄永杰分数:2013 年 6 月 26 日目录摘要、任务书、基础资料三、计算3.1 节点导纳矩阵 53.2 设定所求变量的初值 63.3 计算修正方程 73.4 形成雅可比矩阵 93.5 求解修正方程 103.6 进行修正和迭代 103.7 迭代精度的确认 113.8各节点电压计算功率分布 11131314四、结论五、致 谢六、参考文献摘要本次的课程设计主要针对复杂电力系统进行潮流计算。对电力网络的各种设 计方案及 各种运行方式进行潮流计算， 可以得到各
2、种电网各节点的电压， 并求得 网络的潮流 。 采 用牛顿-拉夫逊算法 , 牛顿拉夫逊法是数学上解非线性方程式 的有效方法，有较好的收敛 性。 将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础， 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， 使牛顿法在收敛 性、占用内存、计算速度等方面都达到了一 定的要求。 关键词： 潮流分布 迭代 牛顿- 拉夫逊算法110KV,各元件参数为、任务书题目二 ：如图二所示电力系统接线图，系统额定电压为LGJ-120,r1=0.21 Q /km,x1=0.4 Q /km,b1=2.85 x 10-6s/km,线路长度分别为l1=150km2=100km3=
3、75km变压器容量为63000KVA,额定电压为110/385KV , 短路电压百分数为 10.5，变压器的实际变比为 1.1282，电容器导纳为 j0.05。取 SB=100MVA,UB=UN.取节点4为平衡节点，节点3为PV节点，节点1,2均为PQ节点。111213TU=1(L 15+JO- 1.05 (0)T W 0. 5+jO. 3PG3=0. 2U3二 1. 051Xt=jO 16671 .试用直角坐标表示的牛顿拉夫逊计算系统中的潮流分布。 (迭代精度为0.001)、基础资料牛顿迭代法(Newtons method )又称为牛顿-拉夫逊方法，它是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数
4、域上近似求解方程的方法。方法使用函数 f（x） 的泰勒级 数的前面几项来寻找方程 f（x） = 0 的根。牛顿迭代法是求方程根的重 要方法之一，其最 大优点是在方程 f（x） = 0 的单根附近具有平方收敛，而且该 法还可以用来求方程的重 根、复根。线性网络的常用解法有节点电压法和回路法，前者须列写节点电流平衡方 程，后者则 须列写回路方程。一般的，对于有 n 个独立节点的网络，可以列写 n 个节点方程YUYU11 1 12 2 YUYU21 1 22 2Y1nU nI11n n 1Y2nUn I 22n n 2Yn1U1 Yn2U2n1 1 n2 2YUInn n n也可以用矩阵写成1121
5、YYU12 1n 1YYU22 2n 2I1I2Yn1 Y Y U I n2 nn n n或缩写为YU I对潮流计算的要求可以归纳为下面几点： （1）算法的可靠性或收敛性（2）计算速度和内存占用量（3）计算的方便性和灵活性 牛顿法，由于其在求解非线性潮流方程时采用的是逐次线性化 的方法， 为了进 步提高算法的收敛性和计算速度， 人们考虑采用将泰勒级数的高阶项或 非线性项 也考虑进来， 于是产生了二阶潮流算法。 后来又提出了根据直角坐标形式的潮 流 方程是一个二次代数方程的特点， 提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算 法。三、计算解： 1、（ 1）线路参数的标幺值：Ze1 0.2603 j
6、0.4959y e1 / 2j 0 .0259Ze2 0.1736 j 0.3306y e2 / 2j 0.0 1 7 2Ze3 0.1302 j 0.2479y e3 / 2j 0.0 1 2 9（2）变压器参数的标幺值：k1Zn kZTj 0.188Yn10.6818n1kZYn2kZT1k2j0.6044n22、各串联支路导纳：y12j 5.3182 ；y31 1.66 j3.1619 ； y411.245 j 2.3714；y4310.2603 j0.49590.8900 j1.5809自导纳：y11 2.905 j11.5031 ；y22j 4.6638y33 2.49 j4.7；y
7、44 2.075 j3.9 0 9 2互导纳：Y34 Y43 0.83 j1.5809 ；Y 41 Y14 1.245 j 2.3714 ；Y42 Y0；Y23 Y320 ；Y13 Y31 214.66 j3.1619 ；Y12Y21j5.31822.905 j11.5031j5.31821.660 j3.16191.2450 j 2.3714yBj5.3182j 4.6638001.66 j 3.161902.49 j 4.70400.83 j1.58091.245 j 2.371400.83 j1.58092.075 j3.9092取U1 1 j01(0)；U2(0)1 j0 ；u30)1
8、.05 j0 ；U4(0)J ，U4(0)1.05 j0jnp(0)Je Gi(0)i(0)ejBfij j(0) ij jfGei(0) iji(0)e (0)1(0) i3、初值：ei1 ；4计算各节点功率的不平衡量j1经计算得Qf G f B ei(0) ij j(0) ij (j0)B f e G f Be(j0) ij j(0) i(0) ij j(0) ij (j0)P1(0)0.14525； PQ1 0.37494； Q1(0)(0)2(0)Pi Pi Pi(0) (0).P1 0.145251 (0)P3 0.112903(0)Q10.37494(0)Q30.123303(0)
9、5、计算雅克比矩阵中各元素：0；P3 0.087103(0)0.65434；Q3 0.123303(0)Qi. Qi Qi.P2(0)Q2(0)0.500000.35434先计算各节点注入电流(0)PJQiIiai(i0)jbi(i0)(0)1P1(0)* (0) Ui i jQ1(0)U*i(0)i0.1453 j0.37491.0 j00.1453 j0-3749 AiJBij 相似地可得：a0a2(20)0；3(30) ；b22 0.65 4 ；4 b33 0.1 1 7 4( 0) ( 0)计算雅克比矩阵各元素H11B11e1 G11 f1 b11 11.5031 1 2.905 0
10、( 0.3749) 11.12821(10)11 1(0) 11 1(0) 1(10)N11 G11e1 B11 f1 a11 2.905 1 ( 11.5031) 0 ( 0.1453) 2.7597 1(10) 11 1(0) 11 1(0) 1(10)J11 G11e1 B11f1 a11 2.905 1 ( 11.5031) 0 ( 0.1453) 3.0503 1(10) 11 1(0) 11 1(0) 1(10)L1(10)B11e1 G11 f1 b11 11.5031 1 2.905 0 ( 0.3749) 11.87811 1(0) 11 1(0) 1(10)H2(20)B2
11、2e2(0) G22f2(0) b2(20)4.6638 1.0 0 0.6544 5.3182N2(20)G22e2(20)B22f2(0)a22 0 1.0 ( 4.6638) 002(20)0J2(20)G22e2(0)B22f2(20)a220 1.0 0 0 02(20)L(202)B22e2(0)G22f2(0)b22 4.6638 1.0 0 0.6544 2(20)4.0094H3(30)B33e3G33 f3b33333(0)333(0)3(30)4.704 1.05 2.49 0 0.1174 5.0566N3(30)G33e3(30) B33 f3(0)a33 2.49
12、1.05 ( 4.704)03(30)0.083 2.6975R332f3 0；3(0)S33 2e3(0) 2.1H1(20)B12e1(0) G12 f1(0)(0) (0)5.3182 1 0 0 5.31821(30)B13e1(0) G13 f1(0)(0) (0)3.1619 1 ( 1.66) 0 3.1619N12 G12e1 B12 f1 0 1 5.3182 0 01(20) 12 1(0) 12 1(0)N13 G13e1 B13f11.66 1 3.1619 0 1.661(30) 13 1(0) 13 1(0)J12B12f1 G12e15.3182 0 0 1 01
13、(20)12 1(0) 12 1(0)J13B13f1 G13e1 3.1619 0 ( 1.66) 1 1.661(30)13 1(0) 13 1(0)L12 G12 f1 B12e1 0 0 5.3182 1 5.31821(20) 12 1(0) 12 1(0)L13 G13 f1 B13e11.66 0 3.1619 1 3.16191(30) 13 1(0) 13 1(0)H21B21e2 G21 f25.3182 1.0 0 0 5.3182H23B23e2 G23 f20 1.0 0 0 02(30)232(0)232(0)N21 G21e2 B21 f2 0 1.0 5.3182 0 0N23 G23e2B23 f20 0 0 0 02(30)232(0)232(0)J2(10)B21f2(0)G21e2(0)5.3182 0 0 1 0(0)B23f2(0) G23e2(0)J236芯耳息0 53应1 5.3低H3(10)B31e3(0)G31 f3(0)
