1、1目 录1摘要32题目原始资料 43题目分析64.题目求解71）根据题意要求画出等值电路72）读程序画出拉夫逊法的流程图83）变电所负荷为题目所给数据进行求解84)编写程序并运行105）具体调压调损耗过程101.改变变压器变比调压102.改变发电机机端电压调压123.负荷按照一定比例变化的潮流计算分析154.轮流断开支路双回线中的一条的潮流计算195.仿真并比较286.设计心得 307.参考文献312摘 要本文运用 MATLAB 软件进行潮流计算，对给定题目进行分析计算，再应用DDRTS 软件，构建系统图进行仿真，最终得到合理的系统潮流。潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行
2、条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。首先，画出系统的等效电路图，在计算出各元件参数的基础上，应用牛顿拉夫逊 Newton-Raphson 法以及 MATLAB 软件进行计算对给定系统图进行了四种不同负荷下的潮流计算，经过调节均得到符合电压限制及功率限制的潮流分布。其次，牛顿拉夫逊 Newton-Raphson 法具有较好的收敛性，上述计算过程经过四到五次迭代后均能收敛。根据运算结
3、果，分析各支路损耗和系统总损耗。最后，应用 DDRTS 软件，构建系统图，对给定负荷重新进行分析，潮流计算后的结果也能满足相应的参数要求。关键词：牛顿-拉夫逊法 MATLAB DDRTS 潮流计算3一、 题目原始资料：1系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。2、发电厂资料：母线 1 和 2 为发电厂发高压母线，发电厂一总装机容量为（300MW） ，母线 3为机压母线上装机容量为（100MW） ，最大负荷和最小负荷分别为 50MW 和20MW，发电厂二总装机容量为（200MW）3、变电所资料：(一)变电所 1、2、3、4 低压母线的电压等级分别为：35KV 10KV 35K
4、V 10KV（二）变电所的负荷分别为：50MW 50MW 40MW 70MW变电所 1 变电所 2 变电所 3变电所 435kV 母线 10kV 母线 35kV 母线 10kV 母线一次侧电压 220kV 一次侧电压 220kV母线 1母线 3母线 2线路长为 100km 线路长为 50km 线路长为 90km 线路长为 100km2*QFQ-50-2 2*QFS-50-2 TQN-100-22*TQN-100-2。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。线路长为 80km。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。电厂一 电厂二4（三）每个变电所的功率因数均为 cos=0.85；（四）
5、变电所 1 和变电所 3 分别配有两台容量为 75MVA 的变压器，短路损耗414KW，短路电压（%）=16.7；变电所 2 和变电所 4 分别配有两台容量为 63MVA的变压器，短路损耗为 245KW，短路电压（%）=10.5；4、输电线路资料：发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为 ，单位长度的电抗为 ，单位长度的电纳为 。17.00.42S-610*2.78二、 课程设计内容及要求(一) 课设内容：1.对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。2.输入各支路数据，各节点数据利用给定的程序进行在变电所在某一负荷情况下的潮流计算，并对计算结
6、果进行分析。3.跟随变电所负荷按一定比例发生变化，进行潮流计算分析。1）4 个变电所的负荷同时以 2%的比例增大；2）4 个变电所的负荷同时以 2%的比例下降3）1 和 4 号变电所的负荷同时以 2%的比例下降，而 2 和 3 号变电所的负荷同时以 2%的比例上升；4.在不同的负荷情况下，分析潮流计算的结果，如果各母线电压不满足要求，进行电压的调整。 （变电所低压母线电压 10KV 要求调整范围在 9.5-10.5 之间；电压 35KV 要求调整范围在 35-36 之间）5.轮流断开支路双回线中的一条，分析潮流的分布。 （几条支路断几次）6.利用 DDRTS 软件，进行绘制系统图进行上述各种情
7、况潮流的分析，并进行结果的比较。 7.最终形成课程设计成品说明书。(二) 课设要求：1.在读懂程序的基础上画出潮流计算基本流程图2.通过输入数据，进行潮流计算输出结果3.对不同的负荷变化，分析潮流分布，写出分析说明。4.对不同的负荷变化，进行潮流的调节控制，并说明调节控制的方法，并5列表表示调节控制的参数变化。5.打印利用 DDRTS 进行潮流分析绘制的系统图，以及潮流分布图。三、 题目分析1.节点设置及分类 根据系统图可知此系统为两端供电网路，将母线 1，2 设为节点 1，2，将变电所 1、2、3、4 的高低压侧分别设为节点 3、4、5、6、7、8、9、10。并且，将节点 1 设为平衡节点，
8、将节点 2 设为 PV 节点，其余节点设为 PQ 节点。2.参数求取：根据题目原始资料，计算发电厂、变压器及线路的参数。（1）运用下列公式计算变压器参数：采用变压器参数为折算至高压侧的数值，其变比 Kn求得雅克比矩阵各元素 )(kijH)(kijN)(ijJ)(kijL)(ijR)(ijS增大节点号 i=i+1 把雅克比矩阵单位化求解修正方程，得 ，)(kie)(kif求解最大修正量 ，max)(|ki max)(|kif是否收敛回带各电压新值，K=K+1计算输出电压大小及相角，节电功率及支路损耗停止否是否是(三) 变电所负荷为题目所给数据进行求解B1 矩阵：81、支路首端号； 2、末端号；
9、3、支路阻抗； 4、线路对地电纳 (或变压器导纳)； 5、支路的变比； 6、支路首端处于 K 侧为 1，1 侧为 0；7、线路/变压器标识（0/1）变压器参数当支路首端处于 K 侧标识为 1 时归算至末端侧，0 归算至首端侧B2 矩阵：1、该节点发电机功率； 2、该节点负荷功率；3、PQ 节点电压初始值，或平衡节点及 PV 节点电压的给定值4、节点所接无功补偿并联电容（感）的电纳5、节点分类标号：1 为平衡节点（应为 1 号节点） ；2 为 PQ 节点；3 为 PV节点；B1= 1 3 8.5+j20.1 j0.000556 1 01 5 4.25+j10.05 j0.000278 1 01
10、7 7.65+j18.09 j0.0005004 1 02 9 8.5+j20.1 j0.000556 1 0 3 4 0.05455+j1.65024 0 220/38.5 15 6 0.0037345+j0.10083 0 220/11 17 8 0.05455+j1.65024 0 220/38.5 17 9 6.8+j16.08 j0.0004448 1 09 10 0.0037345+j0.10083 0 220/11 1B2= 0 0 231 0 1150 0 231 0 30 0 220 0 20 50+j30.98722 35 0 20 0 220 0 20 50+j30.98
11、722 10 0 20 0 220 0 20 40+j24.78977 35 0 20 0 220 0 290 70+j43.38210 10 0 2(考虑实际情况，由于发电厂二距离负荷 1、2、3 较远，而距离负荷 4 近，所以将其负荷定为 80MW)由于各节点电压不应超过各自的允许范围，由题目要求知，变压器低压侧电压有名值变化范围如下表：节点 4 6 10 8电压下限（KV）35 9.5 9.5 35电压上限(KV) 36 10.5 10.5 36同时保证发电厂发出的有功功率要大于变电所有功功率，并且两者差值越小表明线路有功功率损耗越小，越满足实际要求。(四) 编写程序并运行由于程序较复杂
12、，故将其放入附录中，具体程序和结果见附录一由附录一的结果可以观察到各个节点电压有名值分别为:节点 1 2 3 4 5电压 230 230 226.2496 38.124 227.8858节点 6 7 8 9 10电压 11.087 227.335 38.5870 226.0295 10.8566由此观察到节点 4、6、8、10 的电压都较正常范围偏高，因此调节变压器分接头和发电厂电压，此系统进行多次调整，最终得到合理结果。（五）具体调压调损耗过程1.改变变压器变比调压由于调节的次数很多，过程较为复杂，只选取其中有代表性的两组数据如下所述。调节方法：调节方法 电厂 1 电压 电厂 2 电压 分接
13、头 1 分接头 2 分接头 3 分接头 4未调整 230 230 38.5/220 11/220 38.5/220 11/220第一次 230 230 38.5/225.5 11/225.5 38.5/225.5 11/225.5第二次 230 230 38.5/231 11/231 38.5/231 11/231调节结果： 节点电压 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10未调整 230 230 226.25 38.124 227.89 11.087 227.34 38.587 226.03 10.85710第一次 230 230 226.23 37.112 227.88 10.800 22
14、7.10 37.582 226.01 10.567第二次 230 230 226.21 36.145 227.87 10.526 227.05 36.623 226.98 10.290功率损耗 未调整 第一次 第二次(1,3)支路 0.48834-27.7819i 0.490064-27.7753i 0.491865-27.7685i(1,5)支路 0.263394-13.9488i 0.264126-13.9466i 0.264885-13.9444i(1,7)支路 0.566218-24.7984i 0.569288-24.7891i 0.572477-24.7795i(2,9)支路 3.
15、64379-20.2925i 3.6427-20.2922i 3.6416-20.2919i(3,4)支路 0.12987+3.9287i 0.13705+4.146i 0.14448+4.3707i(5,6)支路 0.10514+2.8384i 0.1108+2.9912i 0.11664+3.1488i(7,8)支路 0.081132+2.4544i 0.085529+2.5874i 0.090068+2.7247i(7,9)支路 1.04778-20.3528i 1.04861-20.3467i 1.04948-20.3405i(9,10)支路 0.21491+5.8017i 0.226
16、87+6.1245i 0.23925+6.4587i总损耗 6.54057-92.1511i 6.57504-91.3009i 6.61074-90.4218i由电压和功率损耗的有名值可以观察到，最后一次的电压和有功损耗与题目要求较接近，但仍超出要求的范围。第二次调变比的具体的潮流分布如下：各条支路的首端功率 Si 各条支路的末端功率 SjS(1,3)= 50.6363+7.58949i S(3,1)= -50.1445-35.358iS(1,5)= 50.3815+20.1921i S(5,1)= -50.1166-34.1365iS(1,7)=- 34.4071+39.4412i S(7,
17、1)= 34.9796-64.2208iS(2,9)= 150-27.49782i S(9,2)= -146.3584+7.205967iS(3,4)= 50.1445+35.358i S(4,3)= -50-30.9872iS(5,6)= 50.1166+34.1365i S(6,5)= -50-30.9877iS(7,8)= 40.0901+27.5145i S(8,7)= -40-24.7898iS(7,9)= -75.0697+36.7063i S(9,7)= 76.1192-57.0467iS(9,10)= 70.2392+49.8408i S(10,9)= -70-43.3821i各节点的功率 S 为(节点号从小到大排列)：1.0e+002 *Columns 1 through 5 0.6661 + 0.6722i 1.5000 - 0.2750i 0.0000 - 0.0000i -0.5000 - 0.3099i 0.0000 + 0.0000iColumns 6 through 10 -0.5000 - 0.3099i 0.0000 + 0.0000i -0.4000 - 0.2479i -0.0000 + 0.0000i -0.7000 - 0.4338i
