电力系统计算报告院(系)电气工程及自动化授课教师胡林献姓名张远实学号 13S******P-Q 分解潮流法简述P-Q 分解潮流法的基本原理、计算过程、计算框图。
用C 语言编制P-Q 分解法潮流程序,并用电科院6机22节点系统加以验证。
要求采用稀疏技术、因子表技术和节点优化技术,并考虑负荷静态特性。
P-Q 分解潮流法的基本原理:P-Q 分解法即是基于采用极坐标形式表示的牛顿法,其根据电力系统实际运行状态的线路参数R/X 通常很小的情况,对求解修正量的修正方程系数矩阵加以简化,使其变为常数阵(即所谓的等斜率),且 P 、Q 迭代解耦。
这样可减少每次迭代的计算时间,提高计算速度,又不影响最终结果,因此是通常选用的一种方法。
但在低电压配电网中,当线路 R/X 比值很大时,可能出现不收敛情况,此时应考虑更换其它方法。
计算过程:1、 形成有功迭代和无功迭代的简化雅克比矩阵'B 和''B 2、 给定PQ 节点的初值和各节点电压相角初值3、 作有功迭代1V (G cos B sin )ni is i is i j ij ij ij ij j P P P P V δδ=∆=-=-∑+,计算(k)(k)/i i PV ∆,解修正方程(k 1)(k)(k)ii i δδδ+=+∆,得各节点电压相角的修正值。
4、 作无功迭代1V (G sin B cos )ni is i is i j ij ij ij ij j Q Q Q Q V δδ=∆=-=-∑-,计算(k)(k)/ii Q V ∆,解修正方程(k 1)(k)(k)ii i V V V +=+∆,得各节点电压幅值的修正量。
5、 返回第三步,继续迭代到满足要求为止。
计算框图流程:算例描述用电科院6机22节点算例进行验证,详细参数和网络拓扑图如下所示表1 线路参数支路号首末端节点号支路电阻支路电抗对地电纳/21 7-8 0.0106 0.0740 0.02 7-9 0.0147 0.1040 0.03 8-9 0.0034 0.0131 0.04 9-22 0.0559 0.2180 0.19545 12-13 0.00245 0.0255 1.3956 14-19 0.0034 0.0200 0.07 16-19 0.0578 0.2180 0.18878 16-20 0.0163 0.0662 0.23539 16-21 0.0374 0.1780 0.16410 16-18 0.0033 0.0333 0.011 19-21 0.0114 0.0370 0.012 20-22 0.0214 0.0859 0.300813 21-22 0.0150 0.0607 0.219814 8-22 0.0537 0.1900 0.165315 11-12 0.0033 0.0343 1.08797表2 变压器支路数据支路号首末端节点号电阻电抗变比1 7-1 0.0 0.0150 1.0502 9-2 0.0 0.0217 1.0753 22-3 0.0 0.0124 1.1004 19-4 0.0 0.0640 1.0255 18-5 0.0 0.0375 1.0506 17-6 0.0 0.0337 1.0007 10-9 0.0 -0.002 1.0008 11-10 0.0 0.0180 1.0009 15-12 0.0 0.0180 1.00010 17-13 0.0 0.0100 1.00011 15-14 0.0 -0.002 1.00012 16-17 0.0 0.0010 1.027表3 并联电容器数据节点号电纳12 -1.366516 0.5017611 -1.366512 -1.3665表4 母线功率数据母线号发电机输出有功发电机输出无功负荷有功负荷无功1 5.9631 1.7355 0.00 0.002 6 3.2 0.00 0.003 3.1 4.6 0.00 0.004 1.6 0.7 0.00 0.005 4.3 3.34 0.00 0.006 -0.01 1.0 0.00 0.007 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 2.87 1.449 0.00 0.00 3.76 2.2110 0.00 0.00 0.00 0.0011 0.00 0.00 0.00 0.0012 0.00 0.00 0.00 0.0013 0.00 0.00 0.00 0.0014 0.00 0.00 0.00 0.0015 0.00 0.00 0.00 0.0016 0.00 0.00 5.0 2.917 0.00 0.00 0.00 0.0018 0.00 0.00 4.3 2.619 0.00 0.00 0.864 0.66220 0.00 0.00 0.719 0.47421 0.00 0.00 0.7 0.522 0.00 0.00 2.265 1.69表5 无功可调母线数据母线号电压幅值(标幺值)无功下限值无功上限制1 1.0 -5 103 1.0 -5 56 1.0 -5 6表6 发电机参数母线号暂态电抗转子惯性时间常数阻尼系数发电机有功出力下限发电机有功出力上限1 0.0150 140.82 0.003 16.52 0.0382 30.00 0.00 1.2 6.63 0.0396 79.50 0.00 1.5 8.254 0.1210 15.68 0.00 0.4 2.25 0.0480 39.20 0.00 1.02 5.616 0.1976 2.62 0.00 0.2 1.1图1 电科院6机22节点系统图计算结果I V CA PL QL PG QG1 1.00000 0.00000 0.00000 0.00000 5.96312 1.735492 0.97384 -11.311893 0.00000 0.00000 6.00000 3.200003 1.00000 -27.459057 0.00000 0.00000 3.10000 3.147314 1.02190 -25.168610 0.00000 0.00000 1.60000 0.700005 1.04392 -28.205656 0.00000 0.00000 4.30000 3.340006 1.00000 -37.566566 0.00000 0.00000 -0.01000 0.916647 1.02697 -5.247170 0.00000 0.00000 0.00000 0.000008 0.96847 -19.788813 -2.87000 -1.44000 0.00000 0.000009 0.98081 -19.738201 -3.76000 -2.21000 0.00000 0.0000010 0.97985 -19.304344 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000011 0.99050 -23.173771 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000012 0.99359 -30.499034 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000013 0.98198 -35.528090 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000014 1.00020 -30.695861 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000015 1.00103 -30.720282 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000016 0.99308 -27.750976 -5.00000 -2.90000 0.00000 0.0000017 0.96911 -37.546641 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000018 0.98360 -37.696751 -4.30000 -2.60000 0.00000 0.0000019 1.00776 -31.018334 -0.86400 -0.66200 0.00000 0.0000020 1.01475 -35.674534 -0.71900 -0.47400 0.00000 0.0000021 1.101546 -32.104404 -0.70000 -0.50000 0.00000 0.0000022 1.05792 -29.749725 -2.26500 -1.69000 0.00000 0.00000I J PIJ QIJ PJI QJI1 7 5.96312 1.73549 -5.96312 -1.156932 9 6.00000 3.20000 -6.00000 -2.141953 22 3.10000 3.14731 -3.10000 -2.905314 19 1.60000 0.70000 -1.60000 -0.513085 18 4.30000 3.34000 -4.30000 -2.319866 17 -0.01000 0.91664 0.01000 -0.888337 8 3.48120 0.74380 -3.35384 0.145337 9 2.48191 0.41314 -2.39368 0.211128 9 -0.28186 -0.83922 0.28470 0.850168 22 0.76571 -0.74611 -0.71214 0.595619 10 3.63860 -0.48476 -3.63860 0.456749 22 0.71038 -0.64457 -0.66894 0.3995110 11 3.63860 -0.45674 -3.63860 0.7088611 12 3.38055 -2.04951 -3.59392 -1.1859912 13 3.38055 -1.10216 -3.35200 -1.3230612 15 0.21337 -0.40993 -0.21337 0.4138313 17 3.35200 1.32306 -3.35200 -1.1883914 15 -0.21337 0.41339 0.21337 -0.4138314 19 0.21337 -0.41339 -0.21264 0.4177216 17 -3.34200 -2.06023 3.34200 2.0767116 18 0.00027 0.28284 -0.00000 -0.2801416 19 -0.51158 -0.08567 0.52751 -0.2319916 20 -0.59323 -0.39926 0.59959 -0.0495816 21 -0.55346 -0.14284 0.56509 -0.1326619 21 0.42113 -0.33465 -0.41788 0.3451920 22 -1.31859 -0.42442 1.35499 -0.0758421 22 -0.84721 -0.71254 0.86108 0.29604源程序#include "math.h"#include "stdio.h"#define NS 2000 //最大节点数#define NS2 NS * 2#define NS4 1000 //NS4、NS必须大于2*zls。