电力系统分析潮流计算文档格式.docx
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配电网是指35KV及其以下电压等级的电网,作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。
从投资角度看，我国与国外先进国家的发电、输电、配电投资比率差异很大，国外基本上是电网投资大于电厂投资，输电投资小于配电投资。
我国刚从重发电轻供电状态中转变过来,而在供电投资中，输电投资大于配电投资.从我国城网改造之后，将逐渐从输电投资转入配电建设为主。
本文是基于前推回代法的配电网潮流分析计算的研究，研究是是以根节点为１0kV的电压等级的配电网.
1.２配电网运行的特点及要求
配电系统相对于输电系统来说,由于电压等级低、供电范围小，但与用户直接相连,是供电部门对用户服务的窗口,因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求：
（１）1０kV中压配电网在运行中,负荷节点数多,一般无表计实时记录负荷，无法应用现在传统潮流程序进行配电网的计算分析，要求建立新的数学模型和计算方法.
（2） 随着铁道电气化和用户电子设备的大量使用，配电网运行中有大量的谐波源、三相电压不平衡、电压闪变等污染，要求准确测量与计算配电网中的谐波分布，从而采取有效措施抑制配电网运行中的谐波危害。
（3）由于环保条件日趋严格的制约，要求配电网运行能制定不影响城市绿化、防火、防爆、防噪音等技术和组织措施,以便减少配电网运行对环境的污染。
（4）随着用户对供电可靠性和电压质量指标的提高，还靠人工操作已无法适应,要求现代配电网运行不断提高自动化、智能水平。
由于“电能"
作为商品将进入市场竞争，要求各电力公司采用需求侧管理和用户电力技术，以降低配电网运行的线损和年运行费用，提高运行的经济性，从而降低配电成本，并积极协助用户搞好优化用电计划、节约用电，推行战略节电和战略负荷开拓等积极措施，进一步提高对用户的服务质量和降低供电企业的成本，达到双方受益的目的.
1．3配电网潮流计算的意义
配电网潮流计算是配电网网络分析的基础，配电网的网络重构、故障处理、无功优化和状态估计等都需要用到配电网的潮流数据。
由于配电网结构特点都是开环运行的,配电网呈辐射状,配电线路的电阻电抗比（R/Ｘ）较大,利用常规方法进行潮流计算会导致算法不收敛,而前推回代法是线性收敛的，解决了潮流计算收敛难的问题。
近年来，开发配电管理系统（DMＳ）成为人们研究的热点。
而配电网潮流计算作为DMS的高级应用软件之一，更是整个问题研究和分析的基础。
二.计算原理及计算流程
２.1前推回代法计算原理
前推回代法已知配电网的始端电压和末端负荷,以馈线为基本计算单位。
最初假设全网电压都为额定电压，根据负荷功率由末端向始端逐段推算，仅计算各元件中的功率损耗而不计算节点电压，求得各支路上的电流和功率损耗，并据此获得始端功率，这是回代过程；
再根据给定的始端电压和求得的始端功率，由始端向末端逐段推算电压降落，求得各节点电压,这是前推过程。
如此重复上述过程，直至各个节点的功率偏差满足允许条件为止。
图２-1所示的网络结构即为典型的辐射状配电网结构。
图2-1辐射状配电系统
首先要搜索节点关系，确定拓扑结构表.为了配合算法和避免复杂的网络编号,采用以下原始数据输入结构，不用形成节点导纳矩阵，就可以自动搜索节点关系,确定网络的拓扑结构。
节点结构体:
｛节点号 节点有功 节点无功｝
支路结构体：
｛支路首端节点号 支路末端节点号 支路电阻 支路电抗｝
根据线路首末节点，就可以确定每个节点连接的节点及其关系，从而可以形成整体的树状的关系结构。
为了形成层次关系，确定节点计算顺序,要利用网络拓扑结构，经过多次按层遍历的广度优先搜索,形成层次关系,确定前推后代潮流算法的节点计算顺序。
具体方法如下：
搜索末梢节点作为第一层节点;
搜索末梢节点的父节点作为第二层节点;
继续搜索第二层节点的父节点作为第三层节点,这样反的搜索下去,直到搜索到某层节点的父节点全部是根节点时停止搜索；
删除在后面层次中有重复的前面层次中的节点，形成真正的层次关系，确定潮流计算的节点顺序。
前推回代法基于支路电流进行，首先假定各节点的电压幅值为1，幅角为0,具体计算步骤为:
1）从第一层节点开始，根据基尔霍夫电流定律，求支路上的电流：
（2－1）
式中,是节点j 的功率，是节点 j的电压。
2）从第二层开始逐层计算非末梢节点的注入电流，根据基尔霍夫电流定律应等于（３－1）式与该节点流出电流之和:
（2－２）
3）由步骤1）和2）可求出所有支路的支电流,再利用已知的根节点电压，从根节点向后顺次求得各个负荷节点的电压
（２-3）
其中ｉ为父节点,j为子节点,Z为i、ｊ间支路的阻抗。
4）计算各节点的电压幅值修正量：
（2-4）
5）计算节点电压修正量的最大值；
６）判别收敛条件：
（2—5）
其中ｋ为迭代次数，若最大电压修正量小于阈值,则跳出循环,输出电压计算结果；
否则重复步骤（１）～（６）,直到满足（3－5）式的条件为止。
7）在得到各个节点的电压电流后，就可以计算线路潮流Ｓ:
（2－6）
总之,（2—1）～（2—３）式为一组递归方程，对树进行前向遍历，从树的末梢节点出发,利用已知的负荷功率,逐一计算（2-1）～（2－２）式，即可求得根节点处的电流，再从根节点出发,对树进行后向遍历，用（2—3）式可求各节点电压。
这样就完成一次前推后代的计算,迭代重复进行，直至满足收敛标准为止。
2 前推回代法计算流程
要看懂前推回代法计算程序,报告叙述计算原理及计算流程。
绘制计算流程框图.确定前推回代支路次序（广度优先，或深度优先），编写前推回代计算输入文件。
进行潮流计算.
下列为节点配电网结构图及系统支路参数和系统负荷参数表。
图2—2节点配电网结构图
表１ 系统支路参数
支路
R（Ω.）
X（Ω.）
B/2（TＫ）（Ｓ）
1~2
３．３67
3.6８5
0.0
2~３
３56
２．5４1
0。
3~4
1.１45
１.２８
４～５
４。
５24
５.0４
2~６
0．856
1.14
０。
6~7
７４5
２．９65
0．0
2～8
3。
7４3
４.25１
8~９
２3７
2．756
3~1０
4.14
4.696
０
3~11
1.３２8
１.763
0．０
1１～１２
436
2.866
4~１3
３。
５21
３．９66
表2 系统负荷参数
节点编号
节点类型
节点初始电压（kV）
Pｉ（MVA）
Qi（ＭVA）
1
根节点
10．4
2
中间节点
10。
0．０342
０3０１
３
１０。
0．069３
０．06４2
4
10.0
0.0８４５
０76３
5
叶节点
1０.0
0．0295
0．0261
6
0474
０.0４09
7
1０。
0.１17６
0.０957
8
１０.０
0．０946
0.08５7
9
0.0916
0．０8５9
10
１0.0
０.02７1
022９
１1
10．0
０.0６96
0.0６43
１2
0６76
0.0579
13
10.０
0２98
0.0２42
２。
［PQ，ＦT,ＲX]=case113（）；
％调用数据文件
NN=size（ＰＱ，１）；
%节点数
NB=ｓize（ＦＴ，１）；
%支路数数
V=PＱ（:
，1）;
%Ｖ初始电压相量
ｍaxｄ＝1
k=1
whiｌｅmａxd＞0.0０01
PQ2=PQ;
%每一次迭代各节点的注入有功和无功相同
ＰL=0。
0；
foｒi=1:
NB
kf=FT（ｉ，1）；
%前推始节点号
ｋt＝FT（i，２）;
%前推终节点号
ｘ=（ＰQ２（kｆ，2）^2＋PQ2（kｆ,3）^２）/V（ｋf）／V（ｋf）；
％计算沿线电流平方A
PQ１（i,1）=ＰＱ2（ｋf，2）+RX（ｉ,1）＊x；
％计算支路首端有功/MW RX（i,１）~R
PQ1（i,2）＝ＰQ2（ｋf，３）+RX（i，2）＊x；
％计算沿支路的无功损耗/MvarRX（i，2）~Ｘ
PQ2（kt，2）=PQ2（kt，２）+PQ1（i,１）;
％用PQ1去修正支路末端节点的有功P单位ＭW
PＱ2（ｋt,３）=ＰQ2（ｋt,3）+PQ１（i,2）；
％用PQ1去修正支路末端节点的有功Q 单位Mｖaｒ
PL=PL+RＸ（i，1）＊x;
eｎd
anｇｌe
（1）＝0。
０；
fori＝NＢ:
-1：
１
kｆ=FT（i，2）；
％回代始节点号
kt=FT（i,1）;
%回代终节点号
ｄv1=（PＱ１（i,1）＊RX（i，1）+PQ1（i，2）＊RX（i,2））/V（kｆ）；
%计算支路电压损耗的纵分量dｖ1
ｄｖ2=（PＱ１（i，1）*ＲX（i，2）—ＰQ1（ｉ,２）*RＸ（i,1））/V（ｋｆ）；
%计算支路电压损耗的横分量dv2
Ｖ２（kt）=ｓqrt（（V（kf）－dv1）^2+dv2^2）；
%计算支路末端电压/ｋV
aｎgle（kｔ）＝aｎgle（kf）+ataｎd（ｄv2／（V（kｆ）—ｄv1））;
%计算支路
ｅnd
ｍaxｄ=ａbs（V2
（2）－V（２））;
V2
（1）=V
（1）；
foｒi＝3:
1：
ＮN
if abs（V２（i）—V（ｉ））＞ｍaｘｄ；
maxｄ＝aｂs（V2（i）—V（i））；
eｎｄ
ｅnｄ
maxd
k=ｋ+1
PQ1 ％潮流分布即支路首端潮流ＭVA
V=V2 %节点电压模计算结果ｋV
anglｅ %节点电压角度计算结果单位度
PL %网损单位MＷ
end
clｅar
2.4输入文件清单：
funcｔiｏn [PQ,ＦT，RＸ］＝case113（）
PＱ=［
％节点电压有功 无功
１0。
4ﻩ00
10.0ﻩ0.03４2ﻩ０。
03０1
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