复杂电力系统潮流计算高等教育工学_高等教育-大学课件.pdf
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1、华侨大学工学院 电力系统综合设计课程设计报告 题 目:复杂电力系统潮流计算 专业、班级:10级电气班 学生:_ 学 号:_ 指导教师:_ 黄永杰 _ 分 数:_ 2013年_6月26 日 摘要.一、任务书、基础资料 二、计算 3.1 节点导纳矩阵.5 3.2 设定所求变量的初值.6 3.3 计算修正方程.7 3.4 形成雅可比矩阵.9 3.5 求解修正方程 .10 3.6 进行修正和迭代 .10 3.7 迭代精度的确认.11 3.8 各节点电压计算功率分布 .11 四、结论.13 五、.致谢 13 六、参考文献.14黄永杰分数年月日摘要一任务书基础资料二计算节点导纳矩阵设定所求变量的初值计算修
2、正方程形成雅可比矩阵求解修正方程进行修正和迭代迭代精度的确认各节点电压计算功率分布四结论五致谢六参考文献本次的课程设计主要针的电压并求得网络的潮流采用牛顿拉夫逊算法牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法有较好的收敛性将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础由于利用了导纳矩阵的对称性稀疏性及节点编号顺序优化等技巧使牛顿法在电力系统接线图系统额定电压为各元件参数为仁线路长度分别为仁变压器容量为额定电压为短路电压百分数为变压器的实际变比为电容器导纳为取取节点为平衡节点节点为节点节点均为节点试用直角坐标表示的牛顿一拉夫逊计算系本次的课程设计主要针对复杂电力系统进行潮流计算。对电力网络的各种设 计方
3、案及各种运行方式进行潮流计算,可以得到各种电网各节点的电压,并求得 网络的潮流。采用牛顿-拉夫逊算法,牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式 的有效方法,有较好的收敛性。将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础,由于 利用了导纳矩阵的对称性、稀疏性及节点编号顺序优化等技巧,使牛顿法在收敛 性、占用存、计算速度等方面都达到了一定的要求。关键词:潮流分布 迭代 牛顿-拉夫逊算法、任务书 黄永杰分数年月日摘要一任务书基础资料二计算节点导纳矩阵设定所求变量的初值计算修正方程形成雅可比矩阵求解修正方程进行修正和迭代迭代精度的确认各节点电压计算功率分布四结论五致谢六参考文献本次的课程设计主要针的电压并求得网络的
4、潮流采用牛顿拉夫逊算法牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法有较好的收敛性将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础由于利用了导纳矩阵的对称性稀疏性及节点编号顺序优化等技巧使牛顿法在电力系统接线图系统额定电压为各元件参数为仁线路长度分别为仁变压器容量为额定电压为短路电压百分数为变压器的实际变比为电容器导纳为取取节点为平衡节点节点为节点节点均为节点试用直角坐标表示的牛顿一拉夫逊计算系(迭代精度为 题目二:如图二所示电力系统接线图,系统额定电压为 110KV各元件参数为 LGJ-120,r仁0.21 Q/km,x1=0.4 Q/km,b1=2.85 x 10-6s/km,线路长度分别为 I仁 1
5、50km,l2=100km,l3=75km.变压器容量为 63000KVA额定电压为 110/38.5KV,短路电压百分数为10.5,变压器的实际变比为1.1282,电容器导纳为j0.05。取 SB=100MVA,UB=UN.取节点4为平衡节点,节点3为PV节点,节点1,2均为PQ节点。1.试用直角坐标表示的牛顿一拉夫逊计算系统中的潮流分布。0.001)、基础资料 牛顿迭代法(Newtons method)又称为牛顿-拉夫逊方法,它是牛顿在 17黄永杰分数年月日摘要一任务书基础资料二计算节点导纳矩阵设定所求变量的初值计算修正方程形成雅可比矩阵求解修正方程进行修正和迭代迭代精度的确认各节点电压计
6、算功率分布四结论五致谢六参考文献本次的课程设计主要针的电压并求得网络的潮流采用牛顿拉夫逊算法牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法有较好的收敛性将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础由于利用了导纳矩阵的对称性稀疏性及节点编号顺序优化等技巧使牛顿法在电力系统接线图系统额定电压为各元件参数为仁线路长度分别为仁变压器容量为额定电压为短路电压百分数为变压器的实际变比为电容器导纳为取取节点为平衡节点节点为节点节点均为节点试用直角坐标表示的牛顿一拉夫逊计算系冷出Y22U&L WnU&丫1&2 世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法。方法使用函数 f(x)的泰勒级数的前面几项来寻找方程 f
7、(x)=0 的根。牛顿迭代法是求方程根的重 要方法之一,其最大优点是在方程 f(x)=0 的单根附近具有平方收敛,而且该 法还可以用来求方程的重根、复根。线性网络的常用解法有节点电压法和回路法,前者须列写节点电流平衡方 程,后者则须列写回路方程。一般的,对于有n个独立节点的网络,可以列写n个节点方程 丫1厲 丫必 L YnUn&Yn1 Yn2l&2 L 绻说&也可以用矩阵写成 丫.1 Yn2 L Ynn 观 或缩写为 YU I 对潮流计算的要求可以归纳为下面几点:(1)算法的可靠性或收敛性(2)计算速度和存占用量(3)计算的方便性和灵活性 牛顿法,由于其在求解非线性潮流方程时采用的是逐次线性化
8、的方法,为了进 步提高算法的收敛性和计算速度,人们考虑采用将泰勒级数的高阶项或非线性项 也考虑进来,于是产生了二阶潮流算法。后来又提出了根据直角坐标形式的潮流 方程是一个二次代数方程的特点,提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算 法。三、计算 解:1、(1)线路参数的标幺值:Y1n Y2i 黄永杰分数年月日摘要一任务书基础资料二计算节点导纳矩阵设定所求变量的初值计算修正方程形成雅可比矩阵求解修正方程进行修正和迭代迭代精度的确认各节点电压计算功率分布四结论五致谢六参考文献本次的课程设计主要针的电压并求得网络的潮流采用牛顿拉夫逊算法牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法有较好的收敛性将牛
9、顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础由于利用了导纳矩阵的对称性稀疏性及节点编号顺序优化等技巧使牛顿法在电力系统接线图系统额定电压为各元件参数为仁线路长度分别为仁变压器容量为额定电压为短路电压百分数为变压器的实际变比为电容器导纳为取取节点为平衡节点节点为节点节点均为节点试用直角坐标表示的牛顿一拉夫逊计算系Ze1 0.2603 j 0.4959 Ze2 0.1736 j 0.3306 Ze3 0.1302 j 0.2479(2)变压器参数的标幺值:Zn kZT j0.188 Yn2 1 k kZ j 0.6044 yel/2 j 0.0259 ye2/2 j 0.0172 ye3/2 j 0.0129
10、 Yni k 1 kZT j0.6818 y12 j5.3182;y31 1.66 j3.1619;y41 1.245 j2.3714;y43 1 0.2603 j 0.4959 自导纳:yn 2.905 j11.503y33 2.49 j4.7;互导纳:0.8900 j 1.5809;Y22 j 4.6638;y 2.075 j 3.9092 Y34 Y43 0.83 j1.5809;Y41 Y14 1.245 j2.3714;Y42 Y24 0;Y 23 Y 32 Y13 Y31 1.66 j3.1619;2、各串联支路导纳:黄永杰分数年月日摘要一任务书基础资料二计算节点导纳矩阵设定所求变
11、量的初值计算修正方程形成雅可比矩阵求解修正方程进行修正和迭代迭代精度的确认各节点电压计算功率分布四结论五致谢六参考文献本次的课程设计主要针的电压并求得网络的潮流采用牛顿拉夫逊算法牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法有较好的收敛性将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础由于利用了导纳矩阵的对称性稀疏性及节点编号顺序优化等技巧使牛顿法在电力系统接线图系统额定电压为各元件参数为仁线路长度分别为仁变压器容量为额定电压为短路电压百分数为变压器的实际变比为电容器导纳为取取节点为平衡节点节点为节点节点均为节点试用直角坐标表示的牛顿一拉夫逊计算系i j n P(0)e(0)Gije(0)Bj f j(0
12、)j 1 j n Qi(0)fi(0)Gje(0)Bj f j(0)j 1 经计算得:Go fj(0)Bij e(0)Bij e(0)R(0)0.14525;P2(0)Qi(0)0.37494;Q20)又 P(0)P R(0);0;P3(0)0.08710 0.65434;Q30)0.12330 Qi(0)Qi Qi(0)P(0)0.14525 P(0)0.11290 Q10)0.37494 Q30)0.12330 P2(0)0.50000 Q20)0.35434 4、计算各节点功率的不平衡量 Y12 Y21 j5.3182 j5.3182 j 4.6638 1.66 j 3.1619 0 1
13、.245 j2.3714 0 2.905 j 11.5031 j5.3182 YB 1.660 j3.1619 0 2.49 j 4.7040 0.83 j1.5809 1.2450 j 2.3714 0 0.83 j 1.5809 2.075 j3.9092(0)3、初值:ei(0)i(0)Gij fj(0)黄永杰分数年月日摘要一任务书基础资料二计算节点导纳矩阵设定所求变量的初值计算修正方程形成雅可比矩阵求解修正方程进行修正和迭代迭代精度的确认各节点电压计算功率分布四结论五致谢六参考文献本次的课程设计主要针的电压并求得网络的潮流采用牛顿拉夫逊算法牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法
14、有较好的收敛性将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础由于利用了导纳矩阵的对称性稀疏性及节点编号顺序优化等技巧使牛顿法在电力系统接线图系统额定电压为各元件参数为仁线路长度分别为仁变压器容量为额定电压为短路电压百分数为变压器的实际变比为电容器导纳为取取节点为平衡节点节点为节点节点均为节点试用直角坐标表示的牛顿一拉夫逊计算系取 U,0)i jo;U20)i jo;u30)1.05 j0;u40)1.05 j0 5、计算雅克比矩阵中各元素:黄永杰分数年月日摘要一任务书基础资料二计算节点导纳矩阵设定所求变量的初值计算修正方程形成雅可比矩阵求解修正方程进行修正和迭代迭代精度的确认各节点电压计算功率分布四结论
15、五致谢六参考文献本次的课程设计主要针的电压并求得网络的潮流采用牛顿拉夫逊算法牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法有较好的收敛性将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础由于利用了导纳矩阵的对称性稀疏性及节点编号顺序优化等技巧使牛顿法在电力系统接线图系统额定电压为各元件参数为仁线路长度分别为仁变压器容量为额定电压为短路电压百分数为变压器的实际变比为电容器导纳为取取节点为平衡节点节点为节点节点均为节点试用直角坐标表示的牛顿一拉夫逊计算系 先计算各节点注入电流(0)Ii R(0)jQi(0)*(0)Ui ai(0)jbi(0)(0)11 P(0)jQi(0)0.1453 j0.3749 相似地可
16、得:(0)1.0 j0 0.1453 j0.3749 a1(0)jbi(0)计算雅克比矩阵各元素:H;10)BueT G11 f1(0)N;10)GneT(0)J11 Gne!0)(0)11 Bne(0)0.6544;0.1174 bT 11.5031 1 B f()a()11 11 11 2.905 1 2.905 0 11.5031)0(0.3749)11.1282(0.1453)2.7597 B11 f1(0)G f(0)11 h a110)2.905 11.5031(11.5031)2.905 0(0.1453)3.0503 0.3749)11.878 H2?B22e20)G f()2
17、2 2 4.6638 1.0 0 0.6544 5.3182 N22)G22e22)(0)J22 G22e20)H33)B33事(0)(0)22 a22 0 1.0 0 0 0 (0)b(0)2 S 4.6638 1.0 0 0.6544 4.0094(0)(0)f3 5 4.704 1.05 2.49 0 0.1174 5.0566 0 1.0(4.6638)0 B22 f 2.49 1.05(4.704)0 0.083 2.6975 0 0 G22 N30)G33e3?B33 f3(0)2 f3(0)B12eT B13e(0)S33 2.1 G12 f1(0)G13 f1(0)5.3182
18、 3.1619 5.3182(1.66)0 3.1619 黄永杰分数年月日摘要一任务书基础资料二计算节点导纳矩阵设定所求变量的初值计算修正方程形成雅可比矩阵求解修正方程进行修正和迭代迭代精度的确认各节点电压计算功率分布四结论五致谢六参考文献本次的课程设计主要针的电压并求得网络的潮流采用牛顿拉夫逊算法牛顿一拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法有较好的收敛性将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础由于利用了导纳矩阵的对称性稀疏性及节点编号顺序优化等技巧使牛顿法在电力系统接线图系统额定电压为各元件参数为仁线路长度分别为仁变压器容量为额定电压为短路电压百分数为变压器的实际变比为电容器导纳为取取节点为平
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