电力系统谐波潮流计算分析系统设计与实现

摘要

电能作为当今社会最重要、最方便的能源，它支撑着整个国民经济体系和社会发展。如今，电力部门将提供良好的电能质量作为电力系统正常运行的重要任务，其中对谐波的管理、检测和治理受到了更加重点的关注。
　　近些年来，计算机软硬件的不断升级和计算方法的不断更新都为电力系统分析软件的发展提供了有力的支持和广阔的空间。但是专门针对谐波计算与谐波计算结果分析的综合分析系统软件，国内的研究成果为数不多。
　　针对以上情况，本课题设计并实现了适用于三相不对称配电网的电力系统谐波潮流计算分析系统。本文首先对系统的功能需求和整体设计方案进行了讨论。根据系统需求，建立了典型电力元件的序分量模型。然后在MATPOWER平台上进行配电网潮流算法的仿真运算，对配电网潮流计算方法在收敛性、计算速度、稳定性以及网孔处理能力上进行了细致的研究比较工作，基于比较结果提出了电力系统谐波潮流计算分析系统中潮流算法的解决方案。
　　本文在设计准则、功能划分和实现方法等方面详细的介绍了电力系统谐波潮流计算分析系统的整体实现。从电力系统谐波潮流计算分析系统的人机界面模块、电力元件建模模块、潮流计算模块和分析模块四大主要功能模块入手，详细介绍了本系统功能和界面设计的实现过程和方法。本系统对潮流计算结果进行分析汇总，为用户在电力网络规划设计、确定运行方式和分析谐波分布情况提供一定的理论参考依据，并且提供报表形式的分析结果，便于用户打印存档和重复查阅。
　　除此之外，还通过IEEE33节点配电系统在系统功能和计算准确性上对本系统进行整体评估，验证了本系统中电力元件模型的精确度，以及分析谐波源对其他母线以及对整个电网系统的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的背景和研究意义

1．2 国内外研究概况

1．3 本文的主要研究内容

1．4 本文的章节安排

第二章 电力系统谐波潮流计算分析系统的设计

2．1 系统需求分析

2．2 系统总体结构设计

2．3 电力元件数学建模

2．3．1 发电机模型

2．3．2 变压器模型

2．3．3 输电线模型

2．3．4 负荷模型

2．3．5 谐波源模型

第三章 配电网潮流计算的算法研究

3．1 概述

3．1．1 关于MATPOWER

3．1．2 配电网络

3．2 MATPOWER中潮流计算方法

3．2．1 牛顿拉夫逊法

3．2．2 快速解耦算法

3．2．3 前推回代法

3．3 潮流算法分析比较

3．3．1 IEEE33节点配电系统计算结果

3．3．2 收敛性

3．3．3 计算速度

3．3．4 稳定性

3．3．5 网孔处理能力

3．4 本章小结

第四章 电力系统谐波潮流计算分析系统的实现

4．1 概述

4．1．1 系统开发运行环境

4．1．2 软件架构

4．1．3 整体工作流程

4．2 人机界面模块

4．2．1 用户基本操作接口

4．2．2 电力网络接线图绘制

4．2．3 电力元件参数设置

4．2．4 系统参数设置

4．3 电力元件的实现

4．3．1 控件类

4．3．2 数据参数类

4．3．3 计算服务类

4．4 潮流计算模块

4．4．1 基波潮流计算的实现

4．4．2 谐波潮流计算的实现

4．5 分析模块

4．5．1 母线潮流结果显示功能

4．5．2 潮流数据分析模块

4．5．3 分析报表

4．5．4 数据存储

第五章系统测试

5．1 IEEE33节点配电系统

5．2 测试项目与结果

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢