Intro
发电机、变压器、线路、负荷模型大组装:


接下来,需要进行电力系统潮流计算!
什么是电力系统潮流?
电力系统潮流主要包含:
- 节点电压(幅值、相角)
 
- 支路功率(有功、无功)
 
潮流计算的目标
潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布,包括:
- ✓ 检查系统各元件是否过负荷
 
- ✓ 检查各点电压是否满足要求
 
- ✓ 检查功率分布和分配是否合理
 
- ✓ 计算功率损耗
 
稳态计算 → 不考虑发电机的参数 → 电力网计算(潮流计算)
潮流计算需要给定负荷(P, Q)和发电机(P, V),然后求取各母线电压和各条线路中的功率及损耗
应用场景:
- 用于电网规划——选择线方式、电气设备、导线载面
 
- 用于运行指导——确定运行方式、供电方案、调压措施
 
- 用于继电保护——整定、设计
 
无功概念区分
感性无功(+)= 滞后无功(+)
通过电感后,电流的相位落后电感两端电压相位
容性无功(-)= 超前无功(-)
通过电容后,电流的相位超前电容两端电压相位
关键关系:
- 发出容性(超前)无功 = 吸收感性无功 = 吸收无功(电感)
 
- 吸收容性(超前)无功 = 提供感性无功 = 发出无功(电容)
 
结论:不做特殊说明,“无功”均指感性无功
3.1 简单电力系统正常运行分析
复杂电力系统的建模:
3.2 复杂电力系统潮流计算基础建模之后,复杂电力系统的潮流计算
- 所有迭代方法的根源都是功率方程
 
- 所有迭代方法的迭代对象都是节点电压相量
 
复杂电力系统潮流求解方法总结
Step1:建模
节点电压方程
求出节点导纳矩阵 ,其变体在后面的迭代方法会用到
Step2:求解
1. 高斯-赛德尔法(电压平衡方程)
- 迭代格式简单
 
- 收敛速度较慢
 
2. 牛顿-拉夫逊法(功率平衡方程)
通用迭代形式:
其中, 为误差向量; 为雅可比矩阵; 为修正量。
基本计算流程是:
- 假设一个初始值
 
- 根据假设的 求雅可比矩阵 和误差向量
 
- 根据以下公式求出修正量 :
 
- 根据修正量 对之前假设的 进行修正,开始下一轮的迭代
 
在电力系统分析中具体而言:
极坐标:
直角坐标:
- 收敛速度快(二次收敛)
 
- 每次迭代计算量大
 
- 对初始值要求严格
 
3. PQ分解法(简化的极坐标牛顿-拉夫逊法)
- B' 矩阵——除平衡节点外的所有节点
 
- B'' 矩阵——阶数只涉及PQ节点
 
- 迭代次数增加,但是计算速度加快
 
4. 直流法
- 最简化的方法
 
- 只能计算有功功率分布
 
- 适用于快速估算和规划研究
 

