三相不平衡配网的潮流计算研究

 2022-11-21 09:11

论文总字数:21315字

摘 要

随着新能源发电和电力行业的不断发展,人们对电能的供应和需求也不断增加,因此应不断提高供电质量和供电的可靠性。而潮流计算作为研究电力系统稳态运行的基本手段之一,是研究电网和加强电网建设的重要组成部分。近来配电系统中由于三相负荷和电源不再对称,因此出现了许多三相不平衡的问题,因此我们有必要研究配电网的三相不平衡的潮流计算问题。本文通过综合考虑配电网的特点,通过比较各种潮流算法的特点,寻求一种较好的方法来进行配电网潮流计算,进行三相不对称负载下电网潮流的理论分析,建立数学模型,对算例进行分析,最后得出结论。通过各方面比较分析,选择使用前推回代法进行三相不平衡配电网潮流计算。本文首先介绍了线路和变压器的数学模型,然后介绍了前推回代法的具体计算过程,最后用一个典型的中压配电网模型进行具体的算例分析,并验证了该方法的可行性。最后可以得出前推回代法具有编程简单,迭代次数少,结构收敛性好,内存占用量少等优点,非常适用于三相不平衡配电网的潮流计算。通过本课题研究可以更好的掌握三相不平衡配电网潮流计算的基本方法,并熟练运用MATLAB等软件,增强自己的动手能力。该课题把理论和实际结合起来,把我们书本上所学的理论知识运用到了生活当中。

关键词:配电网;三相潮流;前推回代法;MATLAB

The Calculation of Power Flow in three-phase Unbalanced Distribution Network

Abstract

With the development of new energy generation technology and power industries, the supply and demand of electric power has increased a lot day by day. As one of the basic means to study steady state operation of power system, power flow calculation is an important part to study power grid and strengthen power grid construction. Recently, the distribution system has existed many problems, such as three-phase is unbalanced, because of the unbalanced three-phase loads and power. Thus, it is necessary for us to make a research about the calculation of power flow in three-phase unbalanced distribution network. In this passage, by taking the characteristics of the grid into consideration and comparing the characteristics of various flow algorithm. To seek a better method for power flow calculation, make a theoretical analysis of electric wind under asymmetry loads , establish a mathematical model , make an analysis of examples, finally come to the conclusion. By making a comparison, we choose to use Backward/forward sweep to calculate power flow in three-phase unbalanced distribution network .In this passage, we firstly introduce the model of the transformer and transmission lines. Secondly, we make an introduction about the Backward/forward sweep method. At last, we make an analysis of a typical model of medium voltage distribution networks and conclude the correct of this method .In conclusion, we find that this method has many advantages, such as simple programming, fewer iterations, convergent results, small amount of memory .And it is adaptable to use this method to calculate power flow in three-phase unbalanced distribution network .Through the whole study of this course ,we can better understand the basic method of calculation of power flow in three-phase unbalanced distribution network ,practice the application of software(such as MATLAB) and improve our manipulative ability.The subject combines theory with practice and applies the theoretical knowledge which we have learned in textbooks into life.

Key words: Distribution network; three-phase power flow; Backward/forward sweep method;MATLAB

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1配电网潮流计算研究的背景和意义 1

1.2 配电网的分类及特点 1

1.3 配电网三相不平衡产生的原因 2

1.4配电网潮流算法的要求 2

第二章 三相不平衡配电网潮流计算方法的比较分析 3

2.1 不同三相不平衡配电网潮流计算的研究 3

2.1.1 传统的潮流算法 3

2.1.2 前推回代法 3

2.1.3 牛顿拉夫逊法 3

2.1.4 P-Q分解法 3

2.2 不同三相不平衡配电网潮流计算的比较 3

2.3 本章小结 4

第三章 前推回代法进行不平衡配电网三相潮流计算 5

3.1 配电线路和变压器的数学模型 5

3.1.1 配电线路的数学模型 5

3.1.2 变压器的数学模型 6

3.2 不平衡配电网潮流计算方法 7

3.2.1 节点功率计算 7

3.2.2 节点电压计算 9

3.2.3 收敛条件判断 10

3.3 本章小结 10

第四章 三相不平衡配电网潮流计算程序仿真 11

4.1 三相不平衡配电网潮流计算前推回代法编程 11

4.1.1 程序流程图 11

4.1.2 程序编译 11

4.2 三相不平衡配电网潮流计算程序仿真 12

4.2.1 算例分析 12

4.2.2 程序运行结果及分析 14

4.3 本章小结 15

第五章 结论 16

致谢 17

参考文献(References) 18

附录 19

1.程序编译 19

第一章 绪论

1.1配电网潮流计算研究的背景和意义

随着我国新能源发电的不断成熟和电力行业的不断进步,用户对电能的需求量和不停电要求也需要进一步的提高,因此我们应不断加强配电网安全性和可靠性的建设,来保证配电网稳定运行和加强配电网建设的重要手段,只有这样才能促进电力行业的进步。而潮流计算作为判断电力系统正常运行的一个根据,因此我们有必要深度研究电力系统中的潮流计算。

随着新能源发电技术的不断发展,配电变压器的数量也在迅速的增加,35~100kV变电站以平均每年1200座左右的速度增加,供电范围和配变容量都不断增大。然而在配电系统中由于三相参数不对称、各种各样的过电压问题,导致配电网也出现了一些故障,主要表现为:一是配电网停电次数太多;二是停电时间长;三是电压不稳定。

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