现代电力系统分析 课件 第3章 电力系统潮流计算.ppt

* * ⑵ 直流系统运行在控制方式二、即整流侧定最小触发角、逆变侧定电流控制。即 在Kr和Ki已知的条件下，由于触发角已知，故由整流侧向逆变侧作直流电量计算。计算顺序如下： * 计算逆变侧电量 交流潮流计算 Vdr 计算整流侧电量 Pdi,Qdi Pdr,Qdr Vr Vi * ⑶ 直流系统运行在控制方式三、即整流侧定最小触发角控制、逆变侧定 角控制。一般情况下只需考虑控制方式一和控制方式二，但是，对于伴有稳定性研究的潮流解就有必要考虑控制方式三。计算顺序如下： 首先计算线路的电流，将方程 * 联立求解可得 求得电流后，可进一步求得 ，也是可按如下方程求得直流系统作为负荷的功率。 * 含柔性输电元件的电力系统潮流控制及潮流计算问题基本上可分为两大类： 第一类 它是根据具体的柔性输电元件的功能和系统运行的需要给出潮流控制目标，通过计算获得电力系统的潮流和柔性输电元件的控制参数。 当柔性输电元件被用于直接控制其安装地点的运行参数，如节点电压的幅值、线路的有功、无功功率时，采用此方法计算。 第二类 它是给定柔性输电元件的控制参数，通过计算获得系统的潮流。 在优化系统运行状态时，柔性输电元件可以间接的控制非安装地点的运行参数，这时采用此方法计算。 3.5 含FACTS元件的电力系统潮流计算 * 在潮流计算中，将装有SVC或STATCOM的节点作为PV节点即可。 SVC和STATCOM都属于并联型装置； 故在潮流计算中可以将它们看作一个并联在节点上的电容或电抗，向系统注入或从系统吸收无功功率。 含SVC和STATCOM的潮流计算 * 二、含UPFC的潮流计算 处理方法有很多，如将UPFC的控制目标方程及交流节点功率方程统一迭代的算法；或采用附加节点注入功率的基本方法，将UPFC与电力系统解耦的算法等。 UPFC可以同时控制节点电压和线路输送的有功及无功功率； 含UPFC的电力系统潮流计算的任务是：对于系统的某运行方式和UPFC的控制目标，计算系统所有节点电压的幅值与相角和UPFC的控制参数。 含UPFC的潮流计算 * 将UPFC与电力系统解耦的算法可以方便地与传统的牛顿法潮流计算相结合，在迭代过程中仅需对雅可比矩阵进行少量的修正，因而完全保留了传统牛顿法潮流计算的收敛性。下面详细讨论这种算法。 下图给出了含UPFC的输电线路的稳态数学模型： * 设UPFC将线路输送功率控制为 式中：Ps和Qs为给定常数。 于是线路阻抗上流过的电流为 考虑到线路电阻消耗的有功功率后，即可得到Psj的表达式。 由于稳态时UPFC既不吸收也不发出有功功率，因此，Pij=Psj。于是 * 对于无功，由于 进一步可得 其中 于是 从上面的推导可见，UPFC从节点i 抽出的功率可以用节点电压和支路功率表达而与UPFC的控制参数 无关。参数Iq的存在正体现了UPFC的并联补偿功能独立于线路潮流控制。 * 经UPFC所在的线路从节点j 抽出的功率被UPFC控制为常数。因此，用上述节点功率等值UPFC使潮流计算与UPFC完全解耦。 当节点i 的电压幅值受UPFC控制而为常数时，则节点i为PV节点，显然节点i 的无功方程不参加迭代，在潮流获解后由此方程求出所需的Iq。 潮流计算收敛后，计算UPFC的控制参数 。 为什么要引入直流潮流？ 在有些应用场合，如输电网规划中，关心的是电力系统中有功潮流的分布，而不需要计算各节点的电压幅值；另外，当对计算精度的要求不高，而对计算速度要求较高时，可以对潮流方程进行简化处理。 直流潮流仅研究电网中有功潮流的分布。 3.6 特殊性质的潮流算法：直流潮流计算 假设 支路有功功率方程： 正常运行的电力系统，1）其节点电压在额定电压附近，2）支路两端相角差很小，3）对高压电力网，线路电阻远小于电抗 则支路有功功率方程可改写成： 其中 对节点i应用KCL定律，得： 直流潮流的数学模型 写成矩阵形式： ？维数讨论 直流潮流特点： 1）忽略对地支路和支路电阻，所以没有有功功率损耗。因此，直流潮流是无损潮流，平衡节点的有功功率可由其他节点注入功率唯一确定，其本身不独立。所以直流潮流方程数n=N-1（不包括平衡节点）； 2）直流潮流解算不需要迭代，没有收敛性问题； 3）直流潮流的计算误差通常在3%~10%内（超高压电网） 消去无功相关的行，有： 支路功率方程 直流潮流的理论基础 为什么忽略电阻只使用电抗的直流潮流模型效果更好？ 以上推导说明，忽略了电阻而只取用支路电抗的模型反而是考虑了有功无功潮流之间的耦合，可以改善计算精度。 则 上