简单电力系统潮流分析计算及调控（子课题2）开题报告

1. 研究目的与意义

电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、各支路电流与功率及网损。

对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式；对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据，进行潮流分析验证规划方案的合理性；潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据；在运行方式管理中，潮流是确定电网运行方式的基本出发点；在实时运行环境，调度员潮流提供了多个在预想操作情况下电网的潮流分布以校验运行可靠性，在电力系统调度运行的多个领域都涉及到电网潮流计算。潮流是确定电力网络运行状态的基本因素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。

2. 课题关键问题和重难点

电力系统潮流计算包括：网络中的功率分布和节点电压计算两部分。其中功率有损耗，电压有降落，必须计及网络中各段电压损耗和功率损耗，才能获得环形网络的潮流计算的最终结果。复杂的电力网络潮流计算必须借助电子计算机。运用电子计算机，一般要完成以下步骤：建立电力网络的数学模型，确定解算方法，制定计算流程和编制计算程序。

潮流计算编制程序是本次设计的一个难点。在进行潮流计算编程，P-Q分解法实际操作时经常会遇到各种问题，尤其是迭代不收敛，迭代次数过多这类问题。P-Q分解法计算时用极坐标形式，会用到三角函数，因此在计算中有个隐含问题，相角显示用角度表示，而在计算时要用弧度单位表示。前者会导致迭代次数过多，而后者可以很好的解决这个问题。

3. 国内外研究现状（文献综述）

潮流计算是电力系统中最基本的，应用最为广泛的一种电气计算。它的任务是对给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值和相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础^[1]。在电力系统运行状态的实时监控和电网规划设计中，都需要进行大量而快速的潮流计算。以计算机为工具的电力系统稳态潮流计算要求主要有：算法的可靠性和收敛性；计算速度和内存占用量；计算的方便性和灵活性等计算方法有很多，经典的有牛顿-拉夫逊法和p-q分解法。

20世纪60年代以来nr法曾经是潮流计算中应用比较普遍的方法，但随着网络规模的扩大以及计算机从离线计算向在线计算的发展，nr法是在内存需要量及计算速度方面越来越不适应要求。20世纪70年代中期出现的快速分解法(又称p-q分解法)比较成功的解决了上述问题，使潮流计算在nr法的基础上向前迈进了一大步，成为取代nr法的算法之一。

在交流高压电网中，输电线路的电抗要比电阻大得多，系统中母线有功功率的变化主要受电压相位的影响，无功功率的变化主要受母线电压幅值的变化影响，这样节点有功功率的不平衡只需要修正电压的相位，无功功率的不平衡只要修正电压的幅值。由此即为无-有功率分解法（p-q分解法）^[2]。

4. 研究方案

应用p-q分解法，基于matlab软件编写程序，完成潮流计算。计算出网络功率分布和节点电压，并通过串联电容器来进行潮流调控。

1．根据任务书所给系统接线图编制形成电力网节点导纳矩阵。

2. 编写p-q分解法潮流分析程序。在掌握p-q分解法则的基本概念及数学原理的基础上，编制应用程序处理一般电力系统潮流计算。程序结果输出包括：各节点电压、节点功率、线路功率、网络损耗、迭代次数等。

5. 工作计划

第1周 论文前期调研，借阅或下载与论文相关的资料，复习电力系统分析潮流计算部分基础知识，复习matlab软件编程，完成英文翻译。

第2周完成英文翻译word文档，及开题报告初稿。

第3周完成开题报告word文档。