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1、电力系统潮流计算课程设计任务书一、 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。变电所4变电所3变电所2变电所110kV母线35kV母线35kV母线35kV母线一次侧电压220kV一次侧电压220kV线路长为70km线路长为80km线路长为70km线路长为80km线路长为100km线路长为90km线路长为100km母线2母线1。母线32*QFQ-50-22*TQN-100-2TQN-100-23*QFs-50-2电厂二电厂一2、发电厂资料：母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为350MW，母线3为机压母线，机压母线上装机容量为100MW，最大负荷和最小
2、负荷分别为40MW和25MW；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 35KV 35KV 10KV(二) 变电所的负荷分别为：（1）50MW 50MW 70MW 60MW （2）60MW 70MW 50MW 45MW （3）50MW 40MW 50MW 70MW （4）70MW 50MW 60MW 60MW （5）70MW 60MW 50MW 50MW（6）45MW 55MW 60MW 70MW（7）70MW 45MW 50MW 60MW（8）50MW 40MW 50MW 60MW（9）40MW 40MW 50MW 60M
3、W（10）50MW 40MW 40MW 60MW(三) 每个变电所的功率因数均为cos=0.85；(四) 变电所1和变电所2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3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。二、 课程设计基本内容：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
4、下的潮流计算，并对计算结果进行分析。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. 轮流断开环网一回线，分析潮流的分布。6. 利用DDRTS软件，进行绘制系统图进行上述各种情况潮流的分析，并进行结果的比较。7.
5、最终形成课程设计成品说明书。三、课程设计成品基本要求：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。 摘要 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，包括电压的幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗等一系列数据。 牛顿拉夫逊Newton-Raphson法是数学上
6、解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。将N-R法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础的，由于利用了导纳矩阵的对称性，稀疏性及节点编号顺序优划等技巧，使N-R法在收敛性，占用内存，计算速度等方面的优点都超过了阻抗法。本文运用MATLAB软件进行潮流计算，对给定题目进行分析计算，并应用了电力系统潮流计算仿真软件DDTR与利用程序计算的结果进行比较，使计算的结果更加准确。利用成形的程序对系统中出现的各种情况，例如负荷的变化以及线路上所发生的变化进行计算，并对母线上不满足范围的数据进行调控，最终进行合理的系统潮流。关键词 牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson） 潮流计算与S仿真 潮流计算结果分析
7、与调控利用MATLAB程序运行的结果1、未调整时各节点电压的标么值如下： 节点12345678910电压1.05001.05001.01931.02311.02041.01331.08661.09821.09701.0780图像如下： 由调压范围可知，变电所1、2、3、4的节点电压均不满足电压范围。电压调节方法：通过改变发电机极端电压、变压器变比或增加无功功率补偿来调整电压。调节方法发电厂1机端电压发电厂2机端电压变电所1变比变电所2变比变电所3变比变电所4变比未调整 1.05 1.05 1 1 1 1调整后 1.03 1.03 1.05 1.05 1.05 1.025调整后的输出结果：B1=
8、1 3 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 1 4 0.0316+0.0748i 0.121i 1 0; 2 5 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 2 6 0.0281+0.0664i 0.108i 1 0; 3 4 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 3 7 0.00368+0.112i 0 0.955 1; 4 5 0.0140+0.0332i 0.216i 1 0; 4 8 0.00368+0.112i 0 0.955 1; 5 6 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 5 9 0.00309+0.0833i 0
9、 0.955 1;6 10 0.00309+0.0833i 0 0.932 1;B2=0 0 1.03 1.05 0 1; 1.1 0 1.05 1.03 0 3 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.5+0.310i 1 0 0 2; 0 0.4+0.248i 1 0 0 2; 0 0.5+0.310i 1 0 0 2;0 0.7+0.434i 1 0 0 2;各节点电压的标么值如下： 节点12345678910电压1.03001.03000.99771.00160.99880.99171.00791.01921.01
10、831.0252 图像如下： 各支路的功率损耗如下表：功率损耗未调整调整后（1,3）支路 0.898398-12.3282i0.952498-11.6255i（1,4）支路0.923107-10.8175i0.977769-10.1728i（2,5）支路0.78193-12.6193i0.827695-11.936i(2,6) 支路1.3011-8.4238i1.377-7.786i(3,4) 支路0.0091292-9.8021i0.0094404-9.3911i(3,7) 支路0.10788+3.2832i0.12559+3.8224i(4,5) 支路0.0217488-22.4985i0
11、.0231945-21.5538i(4,8) 支路0.067593+2.0572i0.078476+2.3884i(5,6) 支路0.033802-9.6609i0.034362-9.2503i(5,9) 支路0.088864+2.3956i0.10314+2.7805i(6,10) 支路0.18039+4.8629i0.19942+5.3758i各节点的功率S为(节点号从小到大排列)： 1.0471 + 0.2287i 1.1000 + 0.3998i 0.0000 + 0.0000i -0.0000 - 0.0000i 0.0000 - 0.0000i 0.0000 + 0.0000i -
12、0.5000 - 0.3100i -0.4000 - 0.2480i -0.5000 - 0.3100i调整后的具体潮流分布各条支路的首端功率Si各条支路的末端功率Sj S(1,3)=49.9508+12.4311i S(3,1)=-48.9983-24.0566iS(1,4)=54.7578+10.4406i S(4,1)=-53.78-20.6134iS(2,5)=45.9417+12.6146i S(5,2)=-45.114-24.5506iS(2,6)=64.0583+27.3655i S(6,2)=-62.6813-35.1514iS(3,4)=-1.12732-10.7658i S
13、(4,3)=1.1368+1.3747iS(3,7)=50.1256+34.8224i S(7,3)=-50-31iS(4,5)=12.5648-7.94979i S(5,4)=-12.5416-13.604iS(4,8)=40.0785+27.1884i S(8,4)=-40-24.8i S(5,6)=7.5524+4.3741i S(6,5)=-7.51807-13.6244iS(5,9)=50.1031+33.7805i S(9,5)=-50-31iS(6,10)=70.1994+48.7758i S(10,6)=-70-43.4i2、4个变电所的负荷同时以2%的比例增大各变电负荷所变化
14、后的标幺值：变电所1: 0.510+0.316i变电所2: 0.408+0.253i变电所3: 0.510+0.316i变电所4: 0.714+0.442iB1矩阵不变，B2矩阵变为：B2=0 0 1.05 1.05 0 1; 1.1 0 1.05 1.05 0 3 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.51+0.316i 1 0 0 2; 0 0.408+0.253i 1 0 0 2; 0 0.51+0.316i 1 0 0 2;0 0.714+0.442i 1 0 0 2电压调节方法：通过改变发电机极端电压、变压器变
15、比或增加无功功率补偿来调整电压。调节方法发电厂1机端电压发电厂2机端电压变电所1变比变电所2变比变电所3变比变电所4变比未调整 1.05 1.05 1 1 1 1调整后 1.03 1.03 1.05 1.05 1.05 1.025调整后的输出结果：B1=1 3 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 1 4 0.0316+0.0748i 0.121i 1 0; 2 5 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 2 6 0.0281+0.0664i 0.108i 1 0; 3 4 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 3 7 0.00368+0.112
16、i 0 0.955 1; 4 5 0.0140+0.0332i 0.216i 1 0; 4 8 0.00368+0.112i 0 0.955 1; 5 6 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 5 9 0.00309+0.0833i 0 0.955 1;6 10 0.00309+0.0833i 0 0.932 1;B2=0 0 1.03 1.05 0 1; 1.1 0 1.05 1.03 0 3 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.51+0.316i 1 0 0 2; 0 0.408+0.253i 1
17、 0 0 2; 0 0.51+0.316i 1 0 0 2;0 0.714+0.442i 1 0 0 2调整前后各节点电压的标幺值如下：节点电压12345678910调整前1.0501.05001.01831.02211.01951.01231.08471.09651.09541.0760调整后1.0301.03000.99671.00060.99780.99061.00511.01751.01661.0233各支路的功率损耗如下表：功率损耗未调整调整后（1,3）支路 0.963142-12.1614i 1.02095-11.4496i（1,4）支路 1.0096-10.6012i 1.068
18、81-9.94546i（2,5）支路 0.786491-12.5951i 0.833908-11.9076i(2,6) 支路 1.339-8.323i 1.4181-7.6773i(3,4) 支路 0.010019-9.7815i 0.0104-9.3699i(3,7) 支路 0.11258+3.4263i 0.13112+3.9906i(4,5) 支路 0.0301837-22.4364i 0.0321516-21.4896i(4,8) 支路 0.07054+2.1469i 0.081926+2.4934i(5,6) 支路 0.036328-9.6357i 0.037082-9.2243i(
19、5,9) 支路 0.092695+2.4989i 0.10762+2.9012i(6,10) 支路 0.18819+5.0731i 0.2081+5.61i各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：1.0915 + 0.2376i 1.1000 + 0.4287i -0.0000 - 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i -0.5100 - 0.3160i -0.4080 - 0.2530i -0.5100 - 0.3160i调整后的具体潮流分布各条支路的首端功率Si各条支路的末端功率Sj S(1,3)=51.76
20、53+12.9929i S(3,1)=-50.7444-24.4425i S(1,4)=57.3849+10.7654i S(4,1)=-56.316-20.7109i S(2,5)=45.5185+14.0182i S(5,2)=-44.6846-25.9258i S(2,6)=64.4815+28.8549i S(6,2)=-63.0634-36.5322i S(3,4)=-0.38677-11.1481i S(4,3)=0.39717+1.7781i S(3,7)=51.1311+35.5906i S(7,3)=-51-31.6i S(4,5)=15.037-8.86066i S(5,4
21、)=-15.0048-12.6289i S(4,8)=40.8819+27.7934i S(8,4)=-40.8-25.3i S(5,6)=8.5817+4.0535i S(6,5)=-8.54466-13.2778i S(5,9)=51.1076+34.5012i S(9,5)=-51-31.6i S(6,10)=71.6081+49.81i S(10,6)=-71.4-44.2i图像如下： 3、4个变电所的负荷同时以2%的比例减小各变电负荷所变化后的标幺值：变电所1: 0.490+0.304i变电所2: 0.392+0.243i变电所3: 0.490+0.304i变电所4: 0.686+0
22、.425iB1矩阵不变，B2矩阵变为：B2=0 0 1.05 1.05 0 1; 1.1 0 1.05 1.05 0 3 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.490+0.304i 1 0 0 2; 0 0.392+0.243i 1 0 0 2; 0 0.490+0.304i 1 0 0 2;0 0.686+0.425i 1 0 0 2电压调节方法：通过改变发电机极端电压、变压器变比或增加无功功率补偿来调整电压。调节方法发电厂1机端电压发电厂2机端电压变电所1变比变电所2变比变电所3变比变电所4变比未调整 1.05 1.
23、05 1 1 1 1调整后 1.03 1.03 1.05 1.05 1.05 1.05调整后的输出结果：B1=1 3 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 1 4 0.0316+0.0748i 0.121i 1 0; 2 5 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 2 6 0.0281+0.0664i 0.108i 1 0; 3 4 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 3 7 0.00368+0.112i 0 0.955 1; 4 5 0.0140+0.0332i 0.216i 1 0; 4 8 0.00368+0.112i 0 0.955 1
24、; 5 6 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 5 9 0.00309+0.0833i 0 0.955 1;6 10 0.00309+0.0833i 0 0.955 1;B2=0 0 1.03 1.05 0 1; 1.1 0 1.05 1.03 0 3 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.49+0.304i 1 0 0 2; 0 0.392+0.243i 1 0 0 2; 0 0.49+0.304i 1 0 0 2;0 0.686+0.425i 1 0 0 2调整前后各节点电压的标幺值如下：节点电压
25、12345678910调整前1.0501.05001.02031.02401.02141.01441.08841.09981.09871.0080调整后1.0301.03000.99871.00250.99980.99271.00891.02081.01991.0005各支路的功率损耗如下表：功率损耗未调整调整后（1,3）支路 0.836051-12.4894i 0.887033-11.7941i（1,4）支路 0.840773-11.0241i 0.891801-10.3878i（2,5）支路 0.778526-12.6409i 0.823397-11.9593i(2,6) 支路 1.263
26、5-8.5243i 1.3393-7.8856i(3,4) 支路 0.00859-9.8219i 0.0087942-9.411i(3,7) 支路 0.10329+3.1437i 0.0087942-9.411i(4,5) 支路 0.0151838-22.5565i 0.0163029-21.6117i(4,8) 支路 0.064717+1.9696i 0.075118+2.2862i(5,6) 支路 0.031632-9.6857i 0.032576-9.273i(5,9) 支路 0.085123+2.2947i 0.098779+2.6629i(6,10) 支路 0.17252+4.650
27、8i 0.2081+5.61i各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：1.0029 + 0.2204i 1.1000 + 0.3726i 0.0000 + 0.0000i -0.0000 - 0.0000i -0.0000 - 0.0000i 0.0000 - 0.0000i -0.4900 - 0.3040i -0.3920 - 0.2430i -0.4900 - 0.3040i -0.6860 - 0.4250i调整后的具体潮流分布各条支路的首端功率Si各条支路的末端功率Sj S(1,3)=48.1459+11.8924i S(3,1)=-47.2589-23.6865i S(1,4)=5
28、2.1485+10.1515i S(4,1)=-51.2567-20.5393i S(2,5)=46.3607+11.2621i S(5,2)=-45.5373-23.2213i S(2,6)=63.6393+25.9988i S(6,2)=-62.3-33.8844i S(3,4)=-1.86132-10.3722i S(4,3)=1.8701+0.96117i S(3,7)=49.1202+34.0587i S(7,3)=-49-30.4i S(4,5)=10.1114-7.00809i S(5,4)=-10.0951-14.6036i S(4,8)=39.2751+26.5862i S(
29、8,4)=-39.2-24.3i S(5,6)=6.5336+4.762i S(6,5)=-6.50104-14.035i S(5,9)=49.0988+33.0629i S(9,5)=-49-30.4i S(6,10)=68.801+47.9194i S(10,6)=-68.6-42.5i图像如下： 4、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%的比例上升各变电负荷所变化后的标幺值：变电所1: 0.490+0.304i变电所2: 0.408+0.253i变电所3: 0.510+0.316i变电所4: 0.686+0.425iB1矩阵不变，B2矩阵变为：B2=0
30、 0 1.05 1.05 0 1; 1.1 0 1.05 1.05 0 3 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.490+0.304i 1 0 0 2; 0 0.408+0.253i 1 0 0 2; 0 0.510+0.316i 1 0 0 2;0 0.686+0.425i 1 0 0 2电压调节方法：通过改变发电机极端电压、变压器变比或增加无功功率补偿来调整电压。调节方法发电厂1机端电压发电厂2机端电压变电所1变比变电所2变比变电所3变比变电所4变比未调整 1.05 1.05 1 1 1 1调整后 1.03 1.03
31、 1.05 1.05 1.05 1.025调整后的输出结果：B1=1 3 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 1 4 0.0316+0.0748i 0.121i 1 0; 2 5 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 2 6 0.0281+0.0664i 0.108i 1 0; 3 4 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 3 7 0.00368+0.112i 0 0.955 1; 4 5 0.0140+0.0332i 0.216i 1 0; 4 8 0.00368+0.112i 0 0.955 1; 5 6 0.0246+0.0581i 0
32、.0942i 1 0; 5 9 0.00309+0.0833i 0 0.955 1;6 10 0.00309+0.0833i 0 0.932 1;B2=0 0 1.03 1.05 0 1; 1.1 0 1.05 1.03 0 3 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.49+0.304i 1 0 0 2; 0 0.408+0.253i 1 0 0 2; 0 0.51+0.316i 1 0 0 2;0 0.686+0.425i 1 0 0 2调整前后各节点电压的标幺值如下：节点电压12345678910调整前1.0501.0
33、5001.01971.02301.02031.01381.08771.09751.09641.0793调整后1.0301.03000.99811.00150.99870.99221.00821.01841.01761.0267各支路的功率损耗如下表：功率损耗未调整调整后（1,3）支路 0.879956-12.3766i 0.932912-11.6767i（1,4）支路 0.92022-10.8231i 0.974867-10.1784i（2,5）支路 0.793485-12.5906i 0.839717-11.9061i(2,6) 支路 1.2784-8.4828i 1.3526-7.8488
34、i(3,4) 支路 0.0073733-9.8085i 0.0075844-9.3978i(3,7) 支路 0.10343+3.1479i 0.12038+3.6638i(4,5) 支路 0.0205137-22.497i 0.0218806-21.5524i(4,8) 支路 0.070419+2.1432i 0.081774+2.4888i(5,6) 支路 0.027901-9.6785i 0.02818-9.2686i(5,9) 支路 0.092528+2.4944i 0.10741+2.8956i(6,10) 支路 0.17274+4.6566i 0.19091+5.1465i各节点的功
35、率S为(节点号从小到大排列)：1.0406 + 0.2283i 1.1000 + 0.3934i -0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0 0.0000 + 0.0000i -0.4900 - 0.3040i -0.4080 - 0.2530i -0.5100 - 0.3160i -0.6860 - 0.4250i调整后的具体潮流分布各条支路的首端功率Si各条支路的末端功率Sj S(1,3)=49.4513+12.1858i S(3,1)=-48.5184-23.8625i S(1,4)=54.607+10.6396i S(4,1)=-53.6321-20.81
36、81i S(2,5)=46.3487+12.5835i S(5,2)=-45.509-24.4896i S(2,6)=63.6513+26.7568i S(6,2)=-62.2986-34.6057i S(3,4)=-0.601997-10.2013i S(4,3)=0.60958+0.80344i S(3,7)=49.1204+34.0638i S(7,3)=-49-30.4i S(4,5)=12.1407-7.77414i S(5,4)=-12.1189-13.7783i S(4,8)=40.8818+27.7888i S(8,4)=-40.8-25.3i S(5,6)=6.5204+3.
37、7722i S(6,5)=-6.49226-13.0408i S(5,9)=51.1074+34.4956i S(9,5)=-51-31.6i S(6,10)=68.7909+47.6465i S(10,6)=-68.6-42.5i图像如下： 5、断开1、3节点之间一回线时的潮流计算B1矩阵和B2矩阵变为：B1=1 4 0.0316+0.0748i 0.121i 1 0; 2 5 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 2 6 0.0281+0.0664i 0.108i 1 0; 3 4 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 3 7 0.00368+0.112i
38、 0 0.909 1; 4 5 0.0140+0.0332i 0.216i 1 0; 4 8 0.00368+0.112i 0 0.909 1; 5 6 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 5 9 0.00309+0.0833i 0 0.909 1;6 10 0.00309+0.0833i 0 0.909 1;B2=0 0 1.05 1.05 0 1; 1.1 0 1.05 1.05 0 3 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.5+0.310i 1 0 0 2; 0 0.4+0.248i 1 0 0
39、 2; 0 0.5+0.31i 1 0 0 2;0 0.7+0.434i 1 0 0 2电压调节方法：通过改变发电机极端电压、变压器变比或增加无功功率补偿来调整电压。调节方法发电厂1机端电压发电厂2机端电压变电所1变比变电所2变比变电所3变比变电所4变比未调整 1.05 1.05 1 1 1 1调整后 1.05 1.05 1.025 1.05 1.05 1.05调整后的输出结果：B1=1 4 0.0316+0.0748i 0.121i 1 0; 2 5 0.0351+0.0831i 0.135i 1 0; 2 6 0.0281+0.0664i 0.108i 1 0; 3 4 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 3 7 0.00368+0.112i 0 0.932 1; 4 5 0.0140+0.0332i 0.216i 1 0; 4 8 0.00368+0.112i 0 0.955 1; 5 6 0.0246+0.0581i 0.0942i 1 0; 5 9 0.00309+0.0833i 0 0.955 1;6 10 0.00309+0.083