目錄1設(shè)計(jì)目的 12關(guān)于PSASP 12.1軟件簡(jiǎn)介 12.2PSASP軟件的體系結(jié)構(gòu) 13關(guān)于牛頓—拉夫遜算法 23.1牛頓—拉夫遜算法簡(jiǎn)介 23.2牛頓—拉夫遜法計(jì)算潮流 34九節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)的單線圖及元件數(shù)據(jù) 54.1單線圖 54.2元件數(shù)據(jù) 65潮流計(jì)算結(jié)果 86結(jié)論 127參考文獻(xiàn) 121設(shè)計(jì)目的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算就是對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算。潮流計(jì)算的目標(biāo)是求取電力系統(tǒng)在給定運(yùn)行方式下的節(jié)點(diǎn)電壓和功率分布，用以檢查系統(tǒng)個(gè)元件是否過(guò)負(fù)荷、各點(diǎn)電壓是否滿足要求、功率的分布和分配是否合理以及功率損耗。通過(guò)電力系統(tǒng)分析仿真軟件PSASP7.0對(duì)任務(wù)書中所給出的9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，并導(dǎo)出結(jié)果。2關(guān)于PSASP2.1軟件簡(jiǎn)介PSASP是電力系統(tǒng)分析綜合程序（PowerSystemAnalysisSoftwarePackage的簡(jiǎn)稱。PSASP是一套由電科院開(kāi)發(fā)的具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，便捷高效、高度集成的開(kāi)放軟件。它基于電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、固定模型庫(kù)以及用戶自定義模型庫(kù)的支持，可以進(jìn)行電力系統(tǒng)的各種分析計(jì)算，例如：潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算、網(wǎng)損分析、靜態(tài)安全分析等。并可以輸出各種計(jì)算結(jié)果。2.2PSASP軟件的體系結(jié)構(gòu)PSASP的體系分為三層，第一層為公用數(shù)據(jù)和模型的資源庫(kù)；第二層為基于資源庫(kù)的應(yīng)用程序包；第三層為計(jì)算結(jié)果庫(kù)和分析工具。在使用PSASP時(shí)，用戶首先利用電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、用戶程序庫(kù)講模型數(shù)據(jù)輸入到PSASP中；然后使用應(yīng)用程序包對(duì)輸入的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算、網(wǎng)損分析等計(jì)算；最后將計(jì)算結(jié)果輸出到結(jié)果庫(kù)并可以將結(jié)果用報(bào)表、圖形、曲線等形式輸出出來(lái)。PSASP軟件的特點(diǎn)1、有公用數(shù)據(jù)庫(kù)作支持，可以共用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2、有固定模型庫(kù)和用戶自定義模型庫(kù)作支持。3、有文本和圖形兩種方式計(jì)算。4、有多種形式的結(jié)果分析輸出。5、有多種常用軟件接口。6、有能力計(jì)算大規(guī)模的交直流混合電力系統(tǒng)。3關(guān)于牛頓—拉夫遜算法3.1牛頓—拉夫遜算法簡(jiǎn)介牛頓—拉夫遜法（Newton-Raphson法）是求解非線性代數(shù)方程的計(jì)算方法中一種有效的計(jì)算方法。在使用這個(gè)此算法進(jìn)行迭代的過(guò)程中，非線性問(wèn)題通線性化而得到逐步化簡(jiǎn)。牛頓—拉夫遜法早在20世紀(jì)50年代末就已經(jīng)被應(yīng)用于求解電力系統(tǒng)潮流問(wèn)題。設(shè)有非線性方程組（3-1）設(shè)其的初值，它與真解的誤差為，，…，，則式3-1可寫成（3-2）再將上式2-1用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)可得（3-3）取第一式為例（3-4）式中：，，……，分別表示以代入這些偏導(dǎo)數(shù)表示式時(shí)計(jì)算所得，則是一包含，，…的高次方與的高階偏導(dǎo)數(shù)乘積的函數(shù)。如近似解與精確解相差不大，則的高次方可略去，從而也可略去，由此可以得到一組線性方程組，常稱為修正方程組。它可以用矩陣的形式表示（3-5）或者簡(jiǎn)寫為（3-6）式中：稱為函數(shù)的雅可比矩陣；為由組成的列向量；則稱不平衡量的列向量。將代入，可得、中的各元素。然后用任何一種解線性代數(shù)方程的方法，可求得，從而求得經(jīng)第一次迭代后的新值。再將求得的代入，又可求得、中各元素的新值，從而解得以及。如此循環(huán)不已，最后可獲得對(duì)初始式子足夠精確的解。運(yùn)用這種方法計(jì)算時(shí)，初值要選擇比較接近他們的精確解，否則迭代過(guò)程可能不收斂3.2牛頓—拉夫遜法計(jì)算潮流形成了雅可比矩陣后并建立了修正方程式，運(yùn)用牛頓—拉夫遜法計(jì)算潮流的核心問(wèn)題已解決，已有可能列出基本計(jì)算步驟并編制流程圖。顯然，其修正方程式有兩中不同表示方式，但牛頓—拉夫遜法潮流計(jì)算的基本步驟卻大體上一致，如下幾步：1、形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；2、設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值，；3、將各節(jié)點(diǎn)電壓初始值代入式（2—9）中，求修正方程式中的不平衡量,和；4、將各節(jié)點(diǎn)電壓的初值代入雅可比矩陣表達(dá)式中，求修正方程式的系數(shù)矩陣；5、解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓的變化量，即修正量、；6、計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值，即修正后的值；；(3-7)7、運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓新值順次進(jìn)行下一次迭代；8、計(jì)算平衡點(diǎn)功率和線路功率。其中平衡點(diǎn)功率為（3-8）線路功率為（3-9）（3-10）從而，線路上損耗的功率為（3-11）4九節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)的單線圖及元件數(shù)據(jù)4.1單線圖由PSASP軟件可導(dǎo)出單線圖，如圖4-1所示，圖4-1圖4-14.2元件數(shù)據(jù)九節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)中各元件數(shù)據(jù)如下面各表所示表4-1兩繞組變壓器數(shù)據(jù)報(bào)表數(shù)據(jù)組變壓器的名稱有效標(biāo)記I側(cè)節(jié)點(diǎn)名J側(cè)節(jié)點(diǎn)名編號(hào)I側(cè)連接方式J側(cè)連接方式單位X1GmBmTkBASICT2w_11發(fā)電2GEN2-2308DYG10.0625001BASICT2w_21發(fā)電3GEN3-2309DYG10.0586001BASICT2w_31發(fā)電1GEN1-2307DYG10.0576001BASICT2w_41發(fā)電2GEN2-23010DYG10.0625001BASICT2w_51發(fā)電2GEN2-2300DYG10.0625001Vi0(kV)最高檔位2最低檔位2主抽頭檔位2VjstepVj0(kV)Vjpos零序連接方式R0X0物理參數(shù)組號(hào)181532.52303NO####99999013.81532.503NO####99999016.511791.252309NO####999990181532.52303NO####999990181532.52303NO####999990表4-2發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)報(bào)表數(shù)據(jù)組發(fā)電機(jī)名稱有效標(biāo)記發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)類型單位PQ電壓幅值Sn(MVA)Pn(MW)Xd'Xd''X2TjBASICGen_11發(fā)電2-111.6311.025100172.80000BASICGen_21發(fā)電3-110.8511.025100115.20000BASICGen_31發(fā)電101001.04100222.750000表4-3負(fù)荷數(shù)據(jù)報(bào)表數(shù)據(jù)組負(fù)荷名稱有效標(biāo)記負(fù)荷節(jié)點(diǎn)名負(fù)荷編號(hào)節(jié)點(diǎn)類型單位PQ電壓幅值BASICLoad_11STNC-230302111.050.41BASICLoad_21STNA-230300111.150.551BASICLoad_31STNB-230301110.950.251表4-4交流線數(shù)據(jù)報(bào)表數(shù)據(jù)組線路名稱有效標(biāo)記I側(cè)節(jié)點(diǎn)名J側(cè)節(jié)點(diǎn)名編號(hào)I側(cè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)J側(cè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)單位R1X1B1/2R0X0所屬區(qū)域BASICAC_11GEN2-230STNC-23031110.00850.0720.074599999999991BASICAC_21STNC-230GEN3-23041110.01190.10080.104599999999991BASICAC_31STNA-230GEN2-23021110.0320.1610.15399999999991BASICAC_41GEN3-230STNB-23051110.0390.170.17999999999991BASICAC_51GEN1-230STNA-23011110.010.0850.08899999999991BASICAC_61STNB-230GEN1-23061110.0170.0920.07999999999991BASICAC_71STNA-230GEN2-230111110.0320.1610.15399999999991BASICAC_81GEN1-230STNA-230121110.010.0850.08899999999991BASICAC_91GEN2-230STNC-230111110.00850.0720.074599999999991BASICAC_101STNB-230GEN1-230121110.0170.0920.07999999999991表4-5母線數(shù)據(jù)報(bào)表母線名所屬分區(qū)廠站名基準(zhǔn)電壓電壓上限電壓下限發(fā)電21發(fā)電21819.816.2GEN2-2301發(fā)電223000STNC-2301發(fā)電223000GEN3-2301發(fā)電323000發(fā)電31發(fā)電313.815.1812.42STNA-2302發(fā)電123000STNB-2302發(fā)電123000GEN1-2302發(fā)電123000發(fā)電12發(fā)電116.518.1514.85表4-6節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表母線名節(jié)點(diǎn)名物理母線標(biāo)記基準(zhǔn)電壓廠站名發(fā)電2發(fā)電2118發(fā)電2GEN2-230GEN2-2301230發(fā)電2STNC-230STNC-2301230發(fā)電2GEN3-230GEN3-2301230發(fā)電3發(fā)電3發(fā)電3113.8發(fā)電3STNA-230STNA-2301230發(fā)電1STNB-230STNB-2301230發(fā)電1GEN1-230GEN1-2301230發(fā)電1發(fā)電1發(fā)電1116.5發(fā)電15潮流計(jì)算結(jié)果經(jīng)潮流計(jì)算后以表格形式輸出各表如下所示表5-1潮流計(jì)算摘要信息報(bào)表PSASP（LoadFlow）EPRI，China潮流計(jì)算日期：2015/06/17時(shí)間：21:57:50作業(yè)名：作業(yè)_1作業(yè)描述：計(jì)算方法：Newton(PowerEquation)(牛頓法(功率式))基準(zhǔn)容量：100.0000允許誤差：0.000100本系統(tǒng)上限母線：95000發(fā)電機(jī)：31500負(fù)荷：33000交流線：106000直流線：020兩繞組變壓器：56000三繞組變壓器：02000UD模型調(diào)用次數(shù)：0200UP調(diào)用個(gè)數(shù)：010表5-2結(jié)果綜述報(bào)表作業(yè)名：作業(yè)_1計(jì)算日期：2015/06/17時(shí)間：21:57:50單位：p.u.廠站總有功發(fā)電總無(wú)功發(fā)電cosθg總有功負(fù)荷總無(wú)功負(fù)荷cosθl總有功損耗總無(wú)功損耗發(fā)電10.698-0.0780.9942.10.80.9340.0140.026發(fā)電21.63-0.4870.9581.050.40.9340.0030.058發(fā)電30.85-0.2690.9530000.010.044表5-3物理母線作業(yè)名：作業(yè)_1計(jì)算日期：2015/06/17時(shí)間：21:57:50單位：p.u.區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-1發(fā)電2母線名稱電壓幅值電壓相角GEN2-2301.035461.3771STNC-2301.03015-0.0079發(fā)電21.025033.2117區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-1發(fā)電3母線名稱電壓幅值電壓相角GEN3-2301.041561.7067發(fā)電31.025044.3825區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-2發(fā)電1母線名稱電壓幅值電壓相角GEN1-2301.04503-2.1197STNA-2301.03432-2.6389STNB-2301.04045-3.1745發(fā)電11.040表5-4發(fā)電機(jī)作業(yè)名：作業(yè)_1計(jì)算日期：2015/06/17時(shí)間：21:57:50單位：p.u.區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-1發(fā)電2發(fā)電機(jī)名稱母線名類型有功發(fā)電無(wú)功發(fā)電功率因數(shù)Gen_1發(fā)電2PV1.63-0.48720.95812區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-1發(fā)電3發(fā)電機(jī)名稱母線名類型有功發(fā)電無(wú)功發(fā)電功率因數(shù)Gen_2發(fā)電3PV0.85-0.26910.95336區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-2發(fā)電1發(fā)電機(jī)名稱母線名類型有功發(fā)電無(wú)功發(fā)電功率因數(shù)Gen_3發(fā)電1Vθ0.6979-0.0780.99381表5-5負(fù)荷結(jié)果報(bào)表作業(yè)名：作業(yè)_1計(jì)算日期：2015/06/17時(shí)間：21:57:50單位：p.u.區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-1發(fā)電2負(fù)荷名稱母線名類型有功負(fù)荷無(wú)功負(fù)荷功率因數(shù)Load_1STNC-230PQ1.050.40.93449區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-2發(fā)電1負(fù)荷名稱母線名類型有功負(fù)荷無(wú)功負(fù)荷功率因數(shù)Load_2STNA-230PQ1.150.550.90213Load_3STNB-230PQ0.950.250.96707表5-6交流線結(jié)果報(bào)表作業(yè)名：作業(yè)_1計(jì)算日期：2015/06/17時(shí)間：21:57:50單位：p.u.區(qū)域分區(qū)全網(wǎng)區(qū)域-1交流線名稱I側(cè)母線J側(cè)母線I側(cè)電壓I側(cè)有功I側(cè)無(wú)功J側(cè)電壓J側(cè)有功J側(cè)無(wú)功AC_1GEN2-230STNC-2301.035460.3625-0.0421.030150.36150.108AC_2STNC-230GEN3-2301.03015-0.3271-0.18411.04156-0.32840.0295AC_9GEN2-230STNC-2301.035460.3625-0.0421.030150.36150.108區(qū)域分區(qū)全網(wǎng)區(qū)域-2交流線名稱I側(cè)母線J側(cè)母線I側(cè)電壓I側(cè)有功I側(cè)無(wú)功J側(cè)電壓J側(cè)有功J側(cè)無(wú)功AC_10STNB-230GEN1-2301.04045-0.2193-0.09481.04503-0.220.0729AC_5GEN1-230STNA-2301.045030.1290.0211.034320.12870.2089AC_6STNB-230GEN1-2301.04045-0.2193-0.09481.04503-0.220.0729AC_8GEN1-230STNA-2301.045030.1290.0211.034320.12870.2089區(qū)域分區(qū)全網(wǎng)分區(qū)間交流線名稱I側(cè)母線J側(cè)母線I側(cè)電壓I側(cè)有功I側(cè)無(wú)功J側(cè)電壓J側(cè)有功J側(cè)無(wú)功AC_3STNA-230GEN2-2301.03432-0.4465-0.0661.03546-0.45270.2303AC_4GEN3-230STNB-2301.041560.5218-0.2841.040450.51170.06AC_7STNA-230GEN2-2301.03432-0.4465-0.0661.03546-0.45270.2303表5-7兩繞組變壓器結(jié)果報(bào)表作業(yè)名：作業(yè)_1計(jì)算日期：2015/06/17時(shí)間：21:57:50單位：p.u.區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-1發(fā)電2兩繞組變壓器名稱I側(cè)母線J側(cè)母線I側(cè)有功I側(cè)無(wú)功J側(cè)有功J側(cè)無(wú)功T2w_1發(fā)電2GEN2-2300.5437-0.16240.5437-0.1816T2w_4發(fā)電2GEN2-2300.5437-0.16240.5437-0.1816T2w_5發(fā)電2GEN2-2300.5437-0.16240.5437-0.1816區(qū)域分區(qū)廠站全網(wǎng)區(qū)域-1發(fā)電3兩繞組變壓器名稱I側(cè)母線J側(cè)母線I側(cè)有功I側(cè)無(wú)功J側(cè)有功J側(cè)無(wú)功T2w_2發(fā)電3GEN3-2300.8506-0.26910.8506-0.3135區(qū)域分區(qū)廠站