直流潮流法名词解释

如题所述

潮流计算直流法是2020年公布的电力名词。

潮流计算就是通过程序,由电力系统中的已知量,求解未知量的过程。已知量是网络中的各类参数,包括各支路电阻和电抗,对地电纳,部分节点注入的有功或无功功率,求解的未知量包括各节点注入的有功和无功功率,各节点电压的幅值和相位等。

这个求解过程基于电路中的节点电压方程。

在潮流计算中,常将功率和电压作为变量。

这是潮流计算中常用的求解方程,每个节点都对应两个方程,最多可以对n个节点列写 2n个方程。在潮流计算中,根据已知量写出一定数量的方程,若方程组的个数等于未知数的个数,就有希望得到定解,这就是潮流计算的基本原理。

理想情况下,每一个节点有四个变量P、Q、U、phase,因此有4n个变量。由于电力系统中有些为PQ节点,只有U和phase为未知量;有些为PV节点,只有Q和phase为未知量,

最终有2n个方程,2n个未知量,求解方程即可得到最终想要的结果。而为了计算方便,不必一次列出全部方程。

首先希望求解得到每个节点电压的幅值和相位。在n个节点中,有一个平衡节点(U,phase已知),m个PQ节点(U,phase待求),其余为n-m-1个PV节点(phase待求),因此会有n-1+m个未知量。

可知,对于n-1+m个未知量,有n-1+m个方程,能够求解所有未知量。得到电压后可进一步运算得到每个节点的实际注入功率。

相比于理想情况,以上计算中省去了平衡节点的2个方程,以及n-m-1个PV节点的无功方程(PV节点的无功功率在得到电压以后再计算)。

但是,这仍然是一个非线性方程组,直接求解非常困难,于是牛拉法和PQ分解法登场。

直至最终得到的假设结果在误差允许的范围内,则结束迭代。

每次计算前,都有一组假定的电压幅值和相位。首先利用这一组值求出有功和无功的偏差(修正方程等式左侧矩阵),再求出修正方程等式右侧的系数矩阵;然后将矩阵代入修正方程,求出电压幅值和相位的修正量,得到新的一组电压幅值和相位,进入下一次计算。

多次迭代,直至最后一组电压幅值和相位的假定值在误差允许的范围内,则潮流计算程序结束。

PQ分解法是在牛拉法基础上的简化。在交流高压电网中,线路电抗远大于电阻,因此有功功率的传输主要受电压相位的影响,无功功率的传输主要受电压幅值的影响。

在修正方程中,有功功率的不平衡量只用于电压相位的修正;无功功率的不平衡量只用于电压幅值的修正,这就是PQ分解法。

此时,修正方程得到了很大简化,PQ分解法虽然迭代次数比牛拉法多,但运算简便且速度快,占用内存小,是潮流计算很好的选择。



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