现代电力系统分析-潮流计算3.pdf

HuazhongUniversityofScienceandTechnology现代电力系统分析----潮流计算陈金富E-mail：[e-mail]电力系统潮流计算潮流计算概述潮流计算模型常规潮流计算方法潮流计算算法技术其他潮流计算问题潮流软件介绍电力系统潮流计算其他潮流计算问题—直流法潮流其他潮流计算问题-直流法潮流问题引出直流潮流属于非精确潮流某些场合，不需要精确计算系统规划实时安全分析，进行大量的预想事故筛选。其他潮流计算问题-直流法潮流算法概述交流网络中某条支路i－j中所通过功率的表达式为：2PijUigijUiUjgijcosijbijsinij2QijUibijbioUiUjbijcosijgijsinij..g+jbUiijijUjPij+jQijjbiojbio一条交流支路的等值电路图其他潮流计算问题-直流法潮流算法概述假定|gij|<<|bij|，θij数值很小，Ui≈Uj，其数值接近1.0，并略去线路电阻及所有对地支路，得Pbijijijijxij在可以不计支路的无功潮流后，一条交流网络中的支路就可以看成是一条直流支路。ixijjij直流支路等值电路图其他潮流计算问题-直流法潮流算法概述PiPij利用的关系，并设定平衡节点s的相角s0ji可得：PPbBBiijijijiiiijjjijijijs1BbBiiijijjijixijji1Bbijijxij其他潮流计算问题-直流法潮流算法概述除了平衡节点s外，其余n-1个节点都可以列出上式那样的方程式。写成矩阵式，即得到n个节点系统的直流潮流数学模型：P＝B’0θ1BbBiiijijjijixijji1Bbijijxij其他潮流计算问题-直流法潮流算例其他潮流计算问题-直流法潮流算例其他潮流计算问题-直流法潮流算法评价因为忽略了接地的并联支路，同时忽略了支路电阻，所以没有有功功率损耗，故平衡节点的有功功率可由其它节点注入功率唯一确定，其本身不独立。直流潮流的解算没有收敛性问题，而且对于超高压电网有r《x，直流潮流的计算精度通常误差在3％一10％，可以满足许多对精度要求不甚高的场合使用。但这种方法不能计算电压幅值，限制了直流潮流的应用范围。电力系统潮流计算其他潮流计算问题—最优潮流其他潮流计算问题-最优潮流问题引出常规潮流计算存在以下两种问题:1.常规潮流计算决定的运行状态可能由于某些状态超出了它们的运行限值，即某些约束条件不能满足，因而在技术上是不可行的。对此实际上常用的方法是调整某些控制变量的给定值，重新进行基本潮流计算，这样反复进行，直到所有的约束条件都满足为止。这样便得到了一个技术上可行的潮流解。2.对某一种负荷情况，理论上存在众多的、技术上都能满足要求的可行潮流解。这里每一个可行潮流解对应于系统的一个特定的运行方式，具有相应总体的经济上或技术上的性能指标（如系统总的燃料消耗量、系统总的网损等）。其他潮流计算问题-最优潮流问题引出为了优化系统的运行，需要从所有可行潮流解中挑选出上述性能指标最佳的一个方案。这就是最优潮流问题。所谓最优潮流，就是当系统的结构参数及负荷情况给定时，通过控制变量的优选，找到的能满足所有指定的约束条件，并使系统的性能指标或目标函数达到最优的潮流分布。其他潮流计算问题-最优潮流问题引出最优潮流和常规潮流比较，有以下不同点：（1）基本潮流计算时控制变量u事先给定；而最优潮流中则是待优选的变量，因此在最优潮流模型中必然有一个作为优选准则的目标函数。（2）最优潮流计算除了满足潮流方程这一等式约束条件之外，还必须满足与运行限制有关的大量不等式约束条件。（3）常规潮流计算是求解非线性代数方程组；而最优潮流计算从数学上讲是一个非线性规划问题，因此需要采用最优化方法来求解。（4）基本潮流计算完成的只是一种计算功能，即从给定的求出相应的x；而最优潮流计算是根据特定目标函数并满足相应约束条件的情况下，自动优选控制变量，具有指导系统进行优化调整的决策功能。其他潮流计算问题-最优潮流最优潮流模型在网络结构和参数以及系统负荷给定的条件下，确定系统的控制变量u，使得描述系统运行效率的某一给定的目标函数取极小值（或极大值），即最小化费用函数：minf(x,u)u同时满足潮流方程这一等值约束minf(x,u)ug()x,u0st..g(x,u)=0和运行限值不等式约束h(x,u)0h()x,u0minf(x,u)最优潮流u其他潮流计算问题-st..g(x,u)