电力系统分析潮流计算讲解Word文档下载推荐.docx
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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：
（I）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
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
首先要搜索节点矢系，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矢系，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矣系，从而可以形成整体的树状的矢系结构。
为了形成层次矢系，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，形成层次尖系，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
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，形成真正的层次尖系，
确定潮流计算的节点顺序0
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：
li厂Sj/Uj二Pj-jQj/Uj¥
2-丄）
su
式中」是节点j的功率，w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：
m•
Iij（k）二Sj/Uj（k）+?
Ijk（k）
-（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
其中i为父节点'
为子节点，乙为i、j间支刪脾抗。
Uj⑴二Ui（i）-1“（0）
Zij
4）计算各节点的电压幅值修正量：
DUj⑴二uj（i）-u
2-4）
5）计算节点电压修正量的最大
max（dUj
（k））
（S-3）
ra\/习、n仃、xrui
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
7）在得到各个节点的电压电流后，就可以计算线路潮流S:
5u」丄a2-6）
总之，（2-1）~（2-3）式为一组递归方程，对树进行前向遍历，从树
的末梢节点岀发，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。
1
62
101112
13
图2-2节点配电网结构图
表1系统支路参数
支路
R（Q.）
X（Q.）
B/2（TK）（S）
「2
3.367
3.685
0.0
23
2.356
2.541
3〜4
1.145
1.28
4.524
5.04
2R
0.856
1.14
67
2.745
2.965
28
3.743
4.251
«
Q
2.237
2.756
qm
4.14
4.696
211
1.328
1.763
1T12
2.436
2.866
413
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
Pi（MVA）
Qi（MVA）
（kV）
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
5
叶节点
0.0295
0.0261
6
0.0474
0.0409
7
0.1176
0.0957
8
0.0946
0.0857
9
0.0916
0.0859
10
0.0271
0.0229
11
0.0696
0.0643
12
0.0676
0.0579
0.0298
0.0242
[PQ,FT,RX]二easel13（）；
%调用数据文件
NN二size（PQ,1）；
%节点数
NB二size（FT,1）；
%支路数数
V二PQ（：
1）；
%v初始电压相量
maxd=l
k=l
whilemaxd>
0.0001
PQ2二PQ；
%每一次迭代各节点的注入有功和无功相同
PL二0.0：
fori=l：
NB
kf二FT（i,1）；
%前推始节点号
kt二FT（i,2）；
%前推终节点号
x二（PQ2（kf,2厂2+PQ2（kf,3厂2）/V（kf）/V（kf）；
%计算沿线电流平方A
PQl（i,l）Z2PQ2（kf,2）+RX（i,l）*x；
%计算支路首端有功/MW
RX（i,1厂R
%计算沿支路的无功损耗/Mvh
PQ1（i,2）=PQ2（kf,3）+RX（i,2）*x；
RX（i,2）~X
PQ2（kt,2）=PQ2（kt,2）+PQl（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）+PQl（i,2）；
%用PQ1去修正支路末端节点的有功Q单位
Mvar
PL二PL+RX（i,l）*x；
end
angle
（1）=0.0；
fori二NB:
-1：
kf二FT（i,2）；
%回代始节点号
毗二FT（i,1）；
%回代终节点号
%计算支路电压损耗的纵
%计算支路电压损耗的横
0/二丄咎*Ttr口々士占草r±
3mdv>
（PQ1（i,1）*RX（i,1）+PQ1（i,2）*RX（i,2））/V（kf）；
分量dvl
dv2二（PQl（i,l）*RX（i,2）-PQl（i,2）*RX（i,1））/V（kf）；
分量dv2
V2（kt）=sqrt（（V（kf）-dvl）2+dv22）；
angle（kt）=angle（kf）+atand（dv2/（V（kf）-dvl））；
endmaxd=abs（V2
（2）-V
（2））；
V2（l）二V（l）；
fori二3：
1：
NN
ifabs（V2（i）-V（i））>
maxd；
maxd=abs（V2（i）-V（i））；
maxdk=k+l
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
PL
%网损单位MW
clear
2•4输入文件j青单：
function[PQ,FT,RX]=casell3（）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
1211
];
RX=[
X
%R
4.696
5.04
1.28
2.436
1.763
1.328
2.237
〕；
2.5计算结果清单
maxd=1
k二1
maxd=0.1780
k=2
maxd=0.1787
k=3
maxd=0.1793
k=4
maxd=0.1226
k=5
maxd=0.0010
k=6
maxd=2.602le-004k=7
maxd=6.1046e-005
k=8
PQ1=0.0272
0.0230
0.0296
0.0262
0.0299
0.0243
0.1444
0.1273
0.0678
0.0581
0.1379
0.1231
0.1183
0.0964
0.1661
0.1379
0.0920
0.0864
0.1891
0.1750
0.3852
0.3445
0.8116
0.7278
V=10・4000
9.87959.69919.66529.63779.84929.78729.7326
9.68709.67649.65789.62359.6444
angle=00.30110.40110.42500.44380.34310.39420.3899
0.42660.42090.44980.48230.4452
PL=0.0488
三•前推回代法计算流程图
经过之前的理论知识，我们对MATLAE的基本指令有了初步的了解，我们就可以画出程序编程框图，按照程序编程框图，我们可以通过MATLAE软件进行编程，实现我们所求的前推回代法计算。
程序编程框图如下：
播內堵给构•附RBZ（的氏次
共風水檢0点4咄狀普点金£
幣鼻节点电匡.IT岀會窝
庄处拐制加电他液的数儘
田公戍UZMW出孑回廉电紀算与珂应的各支陀电渝用•形成鞫堵々终的事支鬲电渝
再當从權节点开的•由己如的隈常贞电区和
阿烙园埒的需支说电屯向后ifIt*D4电压
讣阿线務简扳分布及戋员
图3"
程序流程框图
[1]何仰赞温增银《电力系统分析》•华中科技大学岀版社.
[2]李维波・《MATLAB在电气工程中应用》•中国电力出版社•2007
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