基于PSAT的配电网电力系统潮流计算(2)
2.3.2 最优潮流 6
2.3.3 小信号分析 7
2.3.4 时域仿真分析 7
3 潮流计算分析 8
3.1 潮流计算的意义 8
3.2 潮流计算的发展史 9
3.3 潮流计算的发展趋势 11
3.4 潮流计算的数学模型 12
3.5 潮流计算的几种常见算法 13
3.5.1 Gauss迭代算法 13
3.5.2 牛顿—拉夫逊法 15
3.5.3 P-Q分解法 17
4 潮流计算实例对比分析 20
4.1 操作步骤 20
4.2 14节点系统潮流计算 21
4.2.1 Newton-Laphson法计算结果 22
4.2.2 P-Q分解法计算结果 25
4.3 24节点系统潮流计算 27
4.3.1 Newton-Laphson法计算结果 29
4.3.2 P-Q分解法计算结果 33
4.4 迭代次数及计算时间对比分析 35
5 结论 37
致 谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
电力系统的稳态运行情况是根据潮流计算的结果研究分析得出的，研究数据包括母线电压，功率损耗等。早在20世纪50年代，利用计算机解决潮流问题就已经在电力系统研究领域崭露头角，其中最典型的算法是基于节点导纳矩阵的 法。 法的出现彻底摆脱了阻抗法消耗内存大、计算量大的缺点。 快速解耦法就是在 法上研究出来的。后来研究人员又发现如果将有功功率P和无功功率Q分开交替迭代，可以大大提高计算速度，而且计算过程简单易懂，因此出现了P-Q分解法。在这个电力需求大爆发的时代，功能各异的专业计算软件层出不穷，充分满足了当代生产生活对电力规划提出的高要求，其中由意大利学者Fedrico-Milano博士开发的PSAT(Power System Analysis Toolbox)是众多自由软件中最出色的。使用此工具箱研究不同计算方法对计算时间的影响，选择更优的潮流计算方法，从而对电力系统潮流计算有指导意义。
1.2 国内外的研究现状
1.3 本论文的主要工作
本文首先介绍了潮流计算软件PSAT以及三种常见的潮流计算方法，并且详细的对比分析了三种算法的产生背景和优缺点。然后根据现代配电网电力系统的特点——大系统、大规模计算，选择14节点和24节点两个代表性的系统，分别用Newton-Laphson法和P-Q分解法进行潮流计算。通过PSAT潮流计算软件得出的结果，对比分析两种算法的迭代次数和计算时间的不同，最后根据现代生产生活对电力系统提出的要求，择优选择P-Q分解法作为潮流计算的主要方法，根据潮流计算结果指导人们在电力系统规划与运行决策时选择更优的潮流计算方法，从而保证电力系统的稳态运行。
2 PSAT工具箱简要分析
2.1 系统主界面及其简介
PSAT(Power System Analysis Toolbox)是MATLAB下用来进行电力系统分析与仿真的工具箱。 是在2002年由意大利Fedrico-Milano博士开发完成。PSAT可在网上获得所有的免费开源代码，目前能够从网上获得的最新版本为2.1.8。PSAT丰富的常规潮流计算程序使得其在电力系统计算过程中应付自如，完全可以达到现代电力工程的要求。在完成基本潮流计算后,相继的一些连续潮流计算、最优潮流计算、小干扰稳定分析和时域仿真等功能都可以在 工具箱实现[5]。潮流分析是PSAT的主要功能。PSAT支持以下一些静态和动态元件:母线、传输线、变压器、平衡节点、PV 节点、PQ 节点、电压依赖负荷、母线频率测量、频率依赖负荷、线路故障、、同步电机、感应电机、有载调压变压器、柔性交流输电系统(FACTS) 等;同时还包括以下的工具:构造网络的SIMULINK库、用户自定义模块工具、图形方式输出、设置参数的图形界面、数据格式转换和命令记录工具。
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