电力系统分析潮流计算讲解Word格式.docx
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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。
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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。
2.2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
2.356
2.541
3~4
1.145
1.28
4~5
4.524
5.04
2~6
0.856
1.14
6~7
2.745
2.965
2~8
3.743
4.251
8~9
2.237
2.756
3~10
4.14
4.696
3~11
1.328
1.763
11~12
2.436
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
0.0342
0.0301
3
0.0693
0.0642
4
0.0845
0.0763
叶节点
0.0295
0.0261
6
0.0474
0.0409
0.1176
0.0957
8
0.0946
0.0857
0.0916
0.0859
0.0271
0.0229
11
0.0696
0.0643
12
0.0676
0.0579
13
0.0298
0.0242
2.3主程序清单：
[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/MWRX（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:
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
maxd=abs（V2
（2）-V
（2））;
V2
（1）=V
（1）;
fori=3:
1:
NN
ifabs（V2（i）-V（i））>
maxd;
maxd=abs（V2（i）-V（i））;
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
clear
2.4输入文件清单：
function[PQ,FT,RX]=case113（）
PQ=[
%节点电压有功无功
10.400
10.00.03420.0301
10.00.06930.0642
10.00.08450.0763
10.00.02950.0261
10.00.04740.0409
10.00.11760.0957
10.00.09460.0857
10.00.09160.0859
10.00.02710.0229
10.00.06960.0643
10.00.06760.0579
10.00.02980.0242
];
FT=[
%首端末端
103
54
134
43
1211
113
76
62
98
82
32
21
RX=[
%RX
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