配電網潮流計算方法分析與實現

2023-02-10 05:24:02 字數 4291 閱讀 4995

摘要配電網潮流計算是配電管理系統高階應用軟體功能組成之一。本課題在分析配電網元件模型的基礎上,建立了配電網潮流計算的數學模型。由於配電網的結構和引數與輸電網有很大的區別,因此配電網的潮流計算必須採用相適應的演算法。

配電網的結構特點呈輻射狀,在正常執行時是開環的;配電網的另乙個特點是配電線路的總長度較輸電線路要長且分支較多,配電線路的線徑比輸電網細導致配電網的r/x較大,且線路的充電電容可以忽略。配電網的潮流計算採用的方法是前推回代法,文中對前推回代法的基本原理、收斂性及計算速度等進行了理論分析比較。**算例表明,前推回代法具有程式設計簡單、計算速度快、收斂性好的特點,此方法是配電網潮流計算的有效演算法,具有很強的實用性。

關鍵詞配電網,潮流計算,前推回代法

abstract

flow solution of distribution networks is one of software in dms. because of the different structures between transmission networks and distribution networks, the corresponding methods in flow solution of distribution networks must be applied. distributions network is radial shape and in the condition of regular is annular.

another characteristic of distribution networks is cabinet minister of distribution long than transmission networks. the line diameter of distribution networks is thin than transmission networks, it cause r/x is large of distribution networks and the line』s capacitance can neglect. load flow calculation of distributions network use back/ forward sweep.

it has some peculiarities such as ****** procedures and good restrain and so on. this method of distribution network is an effective method of calculating the trend, with some practicality

key words :distribution network,load flow calculation,back/ forward sweep

目錄摘要iii

abstractiv

1緒論1

1.1配電網的分類1

1.2配電網執行的特點及要求1

1.3配電網潮流計算的意義1

1.4配電網潮流計算的研究現狀2

1.5matlab運用簡介2

1.6本課題要完成的工作4

2電力網基本元件模型5

2.1線路模型5

2.2變壓器的模型8

2.3負荷的模型13

2.4電力系統節點分類14

2.5小結15

3配電網潮流計算的介紹與分析16

3.1配電網潮流計算的概述16

3.2配電網潮流計算的基本要求16

3.3配電網潮流計算的特點17

3.4配電網潮流計算的方法17

3.5輻射狀配電網潮流計算方法比較21

3.6小結26

4 基於前推回代法的配電網潮流計算例項分析27

4.1配電網前推回代的基本演算法27

4.2基於支路電流的前推回代法30

4.3基於支路電流的前推回代法求解步驟31

4.4基於支路電流的前推回代法德流程圖34

4.5算例分析35

4.6小結42

5結論43

致謝44

參考文獻(referevces45

附錄1:外文資料翻譯

附錄2:源程式

1 緒論

1.1 配電網的分類

在電力網中重要起分配電能作用的網路就稱為配電網;

配電網按電壓等級來分類,可分為高壓配電網(35—110kv),中壓配電網(6—10kv,蘇州有20kv的),低壓配電網(220/380v);

在負載率較大的特大型城市,220kv電網也有配電功能。

按供電區的功能來分類,可分為城市配電網,農村配電網和工廠配電網等。

在城市電網系統中,主網是指110kv及其以上電壓等級的電網,主要起連線區域高壓(220kv及以上)電網的作用

配電網是指35kv及其以下電壓等級的電網,作用是給城市裡各個配電站和各類用電負荷供給電源

從投資角度看,我國與國外先進國家的發電、輸電、配電投資比率差異很大,國外基本上是電網投資大於電廠投資,輸電投資小於配電投資。我國剛從重發電輕供電狀態中轉變過來,而在供電投資中,輸電投資大於配電投資。從我國城網改造之後,將逐漸從輸電投資轉入配電建設為主。

本文是基於前推回代法的配電網潮流分析計算的研究,研究是是以根節點為10kv的電壓等級的配電網。

1.2 配電網執行的特點及要求

配電系統相對於輸電系統來說,由於電壓等級低、供電範圍小,但與使用者直接相連,是供電部門對使用者服務的視窗,因而決定了配電網執行有如下特點和基本要求:

(1) 10kv中壓配電網在執行中,負荷節點數多,一般無表計實時記錄負荷,無法應用現在傳統潮流程式進行配電網的計算分析,要求建立新的數學模型和計算方法。

(2) 隨著鐵道電氣化和使用者電子裝置的大量使用,配電網執行中有大量的諧波源、三相電壓不平衡、電壓閃變等汙染,要求準確測量與計算配電網中的諧波分布,從而採取有效措施抑制配電網執行中的諧波危害。

(3) 由於環保條件日趨嚴格的制約,要求配電網執行能制定不影響城市綠化、防火、防爆、防噪音等技術和組織措施,以便減少配電網執行對環境的汙染。

(4) 隨著使用者對供電可靠性和電壓質量指標的提高,還靠人工操作已無法適應,要求現代配電網執行不斷提高自動化、智慧型水平。

由於「電能」作為商品將進入市場競爭,要求各電力公司採用需求側管理和使用者電力技術,以降低配電網執行的線損和年執行費用,提高執行的經濟性,從而降低配電成本,並積極協助使用者搞好優化用電計畫、節約用電,推行戰略節電和戰略負荷開拓等積極措施,進一步提高對使用者的服務質量和降低供電企業的成本,達到雙方受益的目的。

1.3 配電網潮流計算的意義

配電網潮流計算是配電網網路分析的基礎,配電網的網路重構、故障處理、無功優化和狀態估計等都需要用到配電網的潮流資料。由於配電網結構特點都是開環執行的,配電網呈輻射狀,配電線路的電阻電抗比(r/x)較大,利用常規方法進行潮流計算會導致演算法不收斂,而前推回代法是線性收斂的,解決了潮流計算收斂難的問題。近年來,開發配電管理系統(dms)成為人們研究的熱點。

而配電網潮流計算作為 dms的高階應用軟體之一,更是整個問題研究和分析的基礎。

1.4 配電網潮流計算的研究現狀

配電網潮流計算是電網經濟執行、系統分析的重要基礎。配電網不僅呈輻射狀執行結構, 而且分支多,各饋線之間基本沒有聯絡,與輸電網路結構有明顯差異,正常執行的配電網具有輻射狀網路結構、負荷節點數量很多、線路r/x較大等特點,所以傳統的潮流計算方法如:牛頓法、pq 分解法等在配電網潮流計算中不再適用。

近年來,許多學者對配電網潮流計算展開大量的研究,並出現了許多計算配電網潮流的演算法,主要有:迴路阻抗法,改進牛頓法,快速解耦法,前推回代法等。雖然有些學者為使快速解偶法能在配電網得以繼續應用而做了一些有益的嘗試,如應用補償技術處理r/x較大的線路,但這些方法都使演算法複雜化,喪失了快速解偶演算法原有的計算量小,收斂可靠的特點。

潮流演算法多種多樣,但一般要滿足四個基本要求:i.可靠收斂,ii.

計算速度快,iii.使用方便靈活,iv.記憶體佔用量少。

他們也是對潮流演算法進行評價的主要依據。前推回代法在配電網潮流計算中簡單實用,所有的資料都是以向量形式儲存,因此節省了大量的計算機記憶體,對於任何種類的配電網只要有合理的r/x值,此方法均可保證收斂。演算法的穩定性也是評價配電網潮流演算法的重要指標。

一般情況下,演算法的收斂階數越高,演算法的穩定性越差,前推回代法的收斂階數為一階,因此它也具有較好的穩定性。比較而言,前推回代法充分利用了網路呈輻射狀的結構特點,資料處理簡單,計算效率高,具有較好的收斂性,被公認是求解輻射狀配電網潮流問題的最佳演算法之一。

1.5 matlab運用的簡介

1.5.1matlab簡介

目前電子計算機已廣泛應用於電力系統的分析計算,潮流計算是其基本應用軟體之一。現有很多潮流計算方法。對潮流計算方法有五方面的要求:

(1)計算速度快(2)記憶體需要少(3)計算結果有良好的可靠性和可信性(4)適應性好,亦即能處理變壓器變比調整、系統元件的不同描述和與其它程式配合的能力強(5)簡單。

配電網潮流計算方法分析與實現小毅毅哈哈

畢業設計報告 所屬系專業電氣工程及其自動化 學號姓名 指導教師 起訖日期 設計地點東南大學成賢學院 畢業設計報告 誠信承諾 本人承諾所呈交的畢業設計報告 及取得的成果是在導師指導下完成,引用他人成果的部分均已列出參考文獻。如 涉及任何智財權糾紛,本人將承擔一切責任。學生簽名 日期 摘要 配電網潮流計...

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