含小阻抗支路系统牛顿法潮流算法研究

摘要

潮流计算作为电力系统分析的基础和核心，属于稳态分析范畴，在电力系统的规划运行、调度自动化、安全可靠性分析及预案优化调整中都被广泛应用。但是随着现代电力网络的日益复杂化，病态系统也越来越多，其通常表现出潮流计算无解，或者用常规潮流算法不能收敛。因此，病态潮流收敛性问题的研究就显得非常重要并且很有实际意义。
　　小阻抗支路作为电力系统中一种常见的病态条件，在实际的电力系统中是普遍存在的。如何改善含小阻抗支路系统潮流计算的收敛性一直都是电力系统稳态分析的重要内容之一。在分析小阻抗支路对直角坐标牛顿法潮流计算的影响基础上，提出了求解含小阻抗支路系统直角坐标牛顿法潮流计算的一种新方法——修改雅可比牛顿法。从潮流计算的修正方程出发，通过对迭代过程中小阻抗支路两端电压的实部和虚部变化规律的分析，给出了改进算法收敛性的详细证明。计算结果表明，本方法能较好地解决含小阻抗支路系统的潮流计算收敛性问题，与其它三种已有的改进潮流算法比较，迭代次数更少，并且在计算含有小阻抗支路的大型电力系统潮流时也能收敛。
　　已有的改进算法大都是针对含电抗型（电阻为零，电抗较小）小阻抗支路系统极坐标牛顿法潮流计算，对于含阻抗型（电阻、电抗都比较小）小阻抗支路系统直角坐标潮流计算的研究很少。为了能解决含有阻抗型小阻抗支路系统的潮流收敛性问题，进一步提出了改进的含小阻抗支路直角坐标牛顿法，即首次迭代计算时雅可比矩阵元素采用节点注入电流，第二次及以后各次迭代雅可比矩阵元素采用节点计算电流，即采用传统的潮流算法。由于首次迭代时雅可比矩阵元素采用节点的注入电流，改善了潮流计算雅可比矩阵的数值条件，从而提高了潮流计算的收敛性。该方法不仅能处理含有阻抗型小阻抗支路的大型电力系统潮流收敛性问题，对于各种类型的小阻抗支路都适用，并且均能取得很好的收敛效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 潮流计算

1．2．1 潮流计算的目的及特点

1．2．2 潮流计算的研究现状

1．3 病态潮流系统研究综述

1．3．1 病态系统概念

1．3．2 病态潮流计算的研究现状

1．4 本文的主要工作

第2章 电力系统潮流计算基本原理

2．1 引言

2．2 电力系统潮流计算数学模型

2．2．1 节点导纳矩阵

2．2．2 潮流计算功率方程

2．2．3 潮流计算中的节点类型

2．2．4 潮流计算的约束条件

2．3 牛顿法潮流计算

2．3．1 牛顿法的基本原理及特点

2．3．2 牛顿法的表现形式

2．4 本章小结

第3章 含小阻抗支路系统潮流算法的收敛性分析

3．1 引言

3．2 小阻抗支路对牛顿潮流算法的影响

3．2．1 与小阻抗支路相关的导纳矩阵元素

3．2．2 小阻抗支路两端节点的电压关系

3．2．3 对雅可比矩阵的修正

3．3 算例分析

3．3．1 算例1

3．3．2 算例2

3．4 本章小结

第4章 改进潮流算法的设计与分析

4．1 引言

4．2 改进潮流算法的设计

4．3 改进潮流算法的收敛性分析

4．4 算例分析

4．4．1 算例1

4．4．2 算例2

4．5 本章小结

第5章 总结

参考文献

致谢