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含分布式发电的电力系统复合式网络模型潮流计算方法研究

作　者: 孙羽
导　师: 张化光
学　校: 东北大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 分布式发电 复合式网络 潮流计算 电力系统
分类号: TM744
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


电力工业是国民经济的基础产业,为保证电力系统安全、稳定及可靠的运行,首先需计算电力系统网络潮流。潮流计算是指根据给定的电力系统运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线电压、各元件流过的功率及系统功率损耗等等。在电力系统规划、设计及运行方式的研究中,都需要利用潮流计算来定量的分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性及经济性,所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和很基础的计算。分布式发电以其投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点成为新能源技术的新趋势,对传统的动力系统有很大的影响,其应用也越来越广泛。分布式发电接入配电系统使得原有的配电系统由一个辐射状网络变为一个高度交叉联结的遍布电源和用户互联的网络,将会对电力系统产生极大的影响。本文针对含有分布式发电的电力网络,提出了改进的PZ节点法,解决了分布式发电带来的电力系统潮流计算负荷不确定的问题。本算法形成前的潮流计算方法针对单一的电力网络结构(辐射状网络或者环状网络)可能是适用的,但是针对既含有辐射状网络结构又含有环状网络结构的复杂电力网络的全局潮流的计算是不适用的。因此本文提出了一种基于复合式网络模型的潮流计算方法,该方法将原有的大系统解耦成只含有辐射状网或环网的子系统,解耦后的子系统之间通过分级点联系,实现了复合式网络整体与若干子网的等价变换。在此基础上,论文还给出了复合式网络潮流计算的收敛性判据,保证了计算方法的可行性。另外,本文还解决了实际电力系统潮流计算中的几个难点问题。例如,潮流计算中解的存在性和多值性问题、考虑负荷静特性时的潮流计算PQ取值问题和在大规模潮流计算中的节点转换问题。最后,论文将上述研究成果应用于通辽地区三级电网的潮流计算,系统长时间的运行结果通过通辽地区项目验收合格,表明本文研究的含分布式发电的复合式网络模型电力系统潮流计算方法是有效的且实用的。

全文目录


中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 电力系统概述  10-13
  1.2 简单电力系统的潮流计算  13-18
    1.2.1 电力系统的功率损耗  13-16
    1.2.2 开式网络的潮流计算  16-17
    1.2.3 闭式网络的潮流计算  17-18
  1.3 含分布式发电的潮流计算  18-19
  1.4 本文工作  19-20
第2章 通辽地区潮流计算  20-46
  2.1 潮流计算的数学模型  20-28
    2.1.1 等效电路  20-26
    2.1.2 节点导纳阵  26
    2.1.3 节点阻抗阵  26-27
    2.1.4 节点功率方程式  27-28
  2.2 通辽地区辐射网的潮流计算方法  28-35
    2.2.1 基于支路电流的潮流计算方法  28-31
    2.2.2 算法收敛性研究  31-34
    2.2.3 通辽地区辐射网潮流计算  34-35
  2.3 通辽地区环网的潮流计算方法  35-46
    2.3.1 环网潮流计算方法  36-37
    2.3.2 修正方程式  37-40
    2.3.3 环网潮流计算的求解过程  40-41
    2.3.4 通辽地区环网潮流计算  41-46
第3章 复合式网络模型潮流计算  46-66
  3.1 电力系统潮流问题的存在性与多值性  46-48
  3.2 考虑负荷特性对潮流的影响  48-55
    3.2.1 负荷特性对输电网潮流的影响  48-50
    3.2.2 负荷特性对配电网潮流的影响  50-55
  3.3 复合式网络计算中的节点类型转换  55-57
    3.3.1 PV-PQ节点转换  55-56
    3.3.2 PQ-PV节点转换  56
    3.3.3 Uθ-PQ节点转换  56-57
    3.3.4 Uθ-PV节点转换  57
  3.4 复合式网络模型潮流计算简介  57-58
  3.5 复合式网络模型潮流计算的算法  58-59
  3.6 复合式网络潮流计算的收敛性分析  59-66
第4章 含分布式发电的输配电系统潮流计算  66-88
  4.1 分布式发电  66-74
    4.1.1 分布式发电的概述  66-67
    4.1.2 分布式发电对电网的影响  67-70
    4.1.3 分布式发电的潮流算法分析  70-74
  4.2 含分布式发电的潮流计算方法研究  74-88
    4.2.1 含分布式发电的配电网潮流计算  74-78
    4.2.2 含分布式发电的环网潮流计算  78-85
    4.2.3 含分布式发电的复合式网络潮流计算  85-87
    4.2.4 含分布式发电的复合式网络潮流算法优越性  87-88
第5章 结论  88-90
参考文献  90-94
致谢  94-96
攻读硕士期间所取得的成果  96

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的模拟与计算 > 电力系统的计算
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