电力系统计算报告.docx
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电力系统计算报告
电力系统计算报告
院(系)电气工程及自动化
授课教师胡林献
姓名张远实
学号13S106052
P-Q分解潮流法
简述P-Q分解潮流法的基本原理、计算过程、计算框图。
用C语言编制P-Q分解法潮流程序,并用电科院6机22节点系统加以验证。
要求采用稀疏技术、因子表技术和节点优化技术,并考虑负荷静态特性。
P-Q分解潮流法的基本原理:
P-Q分解法即是基于采用极坐标形式表示的牛顿法,其根据电力系统实际运行状态的线路参数R/X通常很小的情况,对求解修正量的修正方程系数矩阵加以简化,使其变为常数阵(即所谓的等斜率),且P、Q迭代解耦。
这样可减少每次迭代的计算时间,提高计算速度,又不影响最终结果,因此是通常选用的一种方法。
但在低电压配电网中,当线路R/X比值很大时,可能出现不收敛情况,此时应考虑更换其它方法。
计算过程:
1、形成有功迭代和无功迭代的简化雅克比矩阵
和
2、给定PQ节点的初值和各节点电压相角初值
3、作有功迭代
,计算
,解修正方程
,得各节点电压相角的修正值。
4、作无功迭代
,计算
,解修正方程
,得各节点电压幅值的修正量。
5、返回第三步,继续迭代到满足要求为止。
计算框图流程:
Y
Y
算例描述
用电科院6机22节点算例进行验证,详细参数和网络拓扑图如下所示
表1线路参数
支路号
首末端节点号
支路电阻
支路电抗
对地电纳/2
1
7-8
0.0106
0.0740
0.0
2
7-9
0.0147
0.1040
0.0
3
8-9
0.0034
0.0131
0.0
4
9-22
0.0559
0.2180
0.1954
5
12-13
0.00245
0.0255
1.395
6
14-19
0.0034
0.0200
0.0
7
16-19
0.0578
0.2180
0.1887
8
16-20
0.0163
0.0662
0.2353
9
16-21
0.0374
0.1780
0.164
10
16-18
0.0033
0.0333
0.0
11
19-21
0.0114
0.0370
0.0
12
20-22
0.0214
0.0859
0.3008
13
21-22
0.0150
0.0607
0.2198
14
8-22
0.0537
0.1900
0.1653
15
11-12
0.0033
0.0343
1.08797
表2变压器支路数据
支路号
首末端节点号
电阻
电抗
变比
1
7-1
0.0
0.0150
1.050
2
9-2
0.0
0.0217
1.075
3
22-3
0.0
0.0124
1.100
4
19-4
0.0
0.0640
1.025
5
18-5
0.0
0.0375
1.050
6
17-6
0.0
0.0337
1.000
7
10-9
0.0
-0.002
1.000
8
11-10
0.0
0.0180
1.000
9
15-12
0.0
0.0180
1.000
10
17-13
0.0
0.0100
1.000
11
15-14
0.0
-0.002
1.000
12
16-17
0.0
0.0010
1.027
表3并联电容器数据
节点号
电纳
12
-1.3665
16
0.50176
11
-1.3665
12
-1.3665
表4母线功率数据
母线号
发电机输出有功
发电机输出无功
负荷有功
负荷无功
1
5.9631
1.7355
0.00
0.00
2
6
3.2
0.00
0.00
3
3.1
4.6
0.00
0.00
4
1.6
0.7
0.00
0.00
5
4.3
3.34
0.00
0.00
6
-0.01
1.0
0.00
0.00
7
0.00
0.00
0.00
0.00
8
0.00
0.00
2.87
1.44
9
0.00
0.00
3.76
2.21
10
0.00
0.00
0.00
0.00
11
0.00
0.00
0.00
0.00
12
0.00
0.00
0.00
0.00
13
0.00
0.00
0.00
0.00
14
0.00
0.00
0.00
0.00
15
0.00
0.00
0.00
0.00
16
0.00
0.00
5.0
2.9
17
0.00
0.00
0.00
0.00
18
0.00
0.00
4.3
2.6
19
0.00
0.00
0.864
0.662
20
0.00
0.00
0.719
0.474
21
0.00
0.00
0.7
0.5
22
0.00
0.00
2.265
1.69
表5无功可调母线数据
母线号
电压幅值(标幺值)
无功下限值
无功上限制
1
1.0
-5
10
3
1.0
-5
5
6
1.0
-5
6
表6发电机参数
母线号
暂态电抗
转子惯性时间常数
阻尼系数
发电机有功出力下限
发电机有功出力上限
1
0.0150
140.82
0.00
3
16.5
2
0.0382
30.00
0.00
1.2
6.6
3
0.0396
79.50
0.00
1.5
8.25
4
0.1210
15.68
0.00
0.4
2.2
5
0.0480
39.20
0.00
1.02
5.61
6
0.1976
2.62
0.00
0.2
1.1
图1电科院6机22节点系统图
计算结果
IVCAPLQLPGQG
11.000000.000000.000000.000005.963121.73549
20.97384-11.3118930.000000.000006.000003.20000
31.00000-27.4590570.000000.000003.100003.14731
41.02190-25.1686100.000000.000001.600000.70000
51.04392-28.2056560.000000.000004.300003.34000
61.00000-37.5665660.000000.00000-0.010000.91664
71.02697-5.2471700.000000.000000.000000.00000
80.96847-19.788813-2.87000-1.440000.000000.00000
90.98081-19.738201-3.76000-2.210000.000000.00000
100.97985-19.3043440.000000.000000.000000.00000
110.99050-23.1737710.000000.000000.000000.00000
120.99359-30.4990340.000000.000000.000000.00000
130.98198-35.5280900.000000.000000.000000.00000
141.00020-30.6958610.000000.000000.000000.00000
151.00103-30.7202820.000000.000000.000000.00000
160.99308-27.750976-5.00000-2.900000.000000.00000
170.96911-37.5466410.000000.000000.000000.00000
180.98360-37.696751-4.30000-2.600000.000000.00000
191.00776-31.018334-0.86400-0.662000.000000.00000
201.01475-35.674534-0.71900-0.474000.000000.00000
211.101546-32.104404-0.70000-0.500000.000000.00000
221.05792-29.749725-2.26500-1.690000.000000.00000
IJPIJQIJPJIQJI
175.963121.73549-5.96312-1.15693
296.000003.20000-6.00000-2.14195
3223.100003.14731-3.10000-2.90531
4191.600000.70000-1.60000-0.51308
5184.300003.34000-4.30000-2.31986
617-0.010000.916640.01000-0.88833
783.481200.74380-3.353840.14533
792.481910.41314-2.393680.21112
89-0.28186-0.839220.284700.85016
8220.76571-0.74611-0.712140.59561
9103.63860-0.48476-3.638600.45674
9220.71038-0.64457-0.668940.39951
10113.63860-0.45674-3.638600.70886
11123.38055-2.04951-3.59392-1.18599
12133.38055-1.10216-3.35200-1.32306
12150.21337-0.40993-0.213370.41383
13173.352001.32306-3.35200-1.18839
1415-0.213370.413390.21337-0.41383
14190.21337-0.41339-0.212640.41772
1617-3.34200-2.060233.342002.07671
16180.000270.28284-0.00000-0.28014
1619-0.51158-0.085670.52751-0.23199
1620-0.59323-0.399260.59959-0.04958
1621-0.55346-0.142840.56509-0.13266
19210.42113-0.33465-0.417880.34519
2022-1.31859-0.424421.35499-0.07584
2122-0.84721-0.712540.861080.29604
源程序
#include"math.h"
#include"stdio.h"
#defineNS2000//最大节点数
#defineNS2NS*2
#defineNS41000//NS4、NS必须大于2*zls。
#defineZS3000//最大支路数
#defineZS2ZS*2
#defineDKS200//最大电抗器数
#defineN2ZS*4
#defineN3ZS*8+NS*4
FILE*fp1,*fp2;
charinname[12],outname[12];
//fp1输入数据文件指针fp2输出文件指针
//inname[]输入数据文件名outname[]输出数据文件名
intn,zls,nb,mdk,mpj,bnsopton,it1,dsd,kk2,nzls;
//节点总数n(包括联络节点)支路数(回路数)zls节点数nb(发电机和负荷)
//接地电抗数mdk精度eps平衡节点号mpj
//节点优化(标志)bnsopton(=0节点不优化,!
=0节点优化)
//最大迭代次数it1最低电压或最大功率误差节点号dsd
//负荷静特性标志(=0考虑负荷静特性)
//支路数(双回线算一条支路)
intizl[ZS],jzl[ZS],idk[DKS],yds[NS],ydz[NS],iy[ZS2];
//izl[],jzl[],idk[]:
分别存放左、右节点号和电抗器节点号。
//yds[]存放各行非零非对角元素的个数。
//ydz[i]是第i行第一个非零非对角元素的首地址,
//即在所有非零非对角元素中的次序号
//iy[]存放列足码。
intnnew[NS4],old[NS],nob[NS],nobt[NS];
//nnew[],old[]存放的是新、旧节点号。
//nnew[i]中为i对应的新号
//nob[]存放的是节点号。
nobt[]存放的是节点类型,0:
pq节点,-1:
pv节点。
doubleeps,dsm,vmin,dph,dqh,af[3];
//eps迭代收敛精度,dsm最大功率误差
//vmin:
系统最低电压值。
dph,dqh:
系统有、无功损耗。
//af[0]和af[1]分别是负荷有功功率、无功功率静态特性系数。
doublev00;
//v00:
系统平均电压ci,cj分别作为节点i,j的电压相角的临时存储单元。
doublezr[ZS],zx[ZS],zyk[ZS],dkk[DKS],gii[NS],bii[NS],yg[ZS2],yb[ZS2];
doublepg[NS],qg[NS],pl[NS],ql[NS],v0[NS],v[NS],va[NS];
//支路电阻zr[]支路电抗zx[]输电线路充电容纳zyk[](y0/2)
//接地电抗dkk[]对角元实部gii[]对角元虚部
//非对角元实部yg[]非对角元虚部yb[]
//pg[],qg[],pl[],ql[]:
发电机,负荷功率实、虚部
//v[]是电压幅值,va[]是电压相角。
doublew[NS2],kg[3],b[NS2];
intnewsort[NS4];
//newsort[i]存放i对应的老号
voidinitial();
voidpqflow();
voidout();
voiddataio();
voidbnsopt();
voidzlsort(int*nnew);
voidprinto();
voidprinty();
voidy2();
voidya0();
voidyzb();
voidjdgl(intkq0);
voidbbhl(intkq0);
voidcalc();
intiabs(inta);
voidbranch_output();
voidnewval(double*aa);
voidprintc(charaa,intn);
//voidprintc();
voidiswap(int*m,int*n);
//voidiswap();
//voidswap();
voidswap(double*m,double*n);
voidprintf2(double*aa,double*bb,intn);
voidcalc(int*iu,double*u,double*di,int*nfd,double*b);
voidprinti(int*aa,intn);
voidprintf1(double*aa,intn);
intfind(intk,inta[],int*z);
voidyzb(intt,int*iu,double*u,double*di,int*nfd);
intisgn(inta,intb);
voidyy1();
voidy3();
voidnewtoold();
voidnode_output();//
intpq_main(void)
{
initial();//初始化
pqflow();//pq潮流计算
out();//输出节点和支路数据
return1;
}
intisgn(inta,intb)
{
//****本函数功能返回值为a的绝对值b的符号****//
//参数1提供值,参数2提供符号//
if(b<0)
if(a>0)
a=-a;
returna;
}
intfind(intk,inta[],int*z)
{
//****本函数查找a[]中是否有fabs(k)有则返回0,无则返回1****//
//参数1为待查找量,参数2待搜索数组,参数3返回k在a[]中的次序号//
inti;
for(i=1;i<=n;i++)
if(iabs(k)==a[i])
{
*z=i;
return1;
}
return0;
}
voidoldtonew()
{
//****本函数将输入数据中的节点号变成从1开始的连续节点号****//
inti,j,k,ii1,ii2,zls2,k1,k2,k3,k4,ip;
zls2=zls+zls;
for(i=1;i<=zls2;i++)
newsort[i]=0;
ii1=0;
for(i=1;i<=zls;i++)
{
k=izl[i];
if(!
find(k,newsort,&ii2))
{
ii1++;
newsort[ii1]=iabs(k);
}
k=jzl[i];
if(!
find(k,newsort,&ii2))
{
ii1++;
newsort[ii1]=iabs(k);
}
}
for(i=1;i<=ii1-1;i++)
{
for(j=i+1;j<=ii1;j++)
{
if(newsort[i]>newsort[j])
{
k=newsort[i];
newsort[i]=newsort[j];
newsort[j]=k;
}
}
}
for(i=1;i<=zls;i++)
{
k=izl[i];
if(find(k,newsort,&ii2))
{
izl[i]=isgn(ii2,k);
}
else
printf("error!
");
k=jzl[i];
if(find(k,newsort,&ii2))
{
jzl[i]=isgn(ii2,k);
}
else
printf("error!
");
printf("izl[%d]=%d,jzl[%d]=%d\n",i,izl[i],i,jzl[i]);
}
for(i=1;i<=nb;i++)
{
for(j=1;j<=n;j++)
if(nob[i]==newsort[j])
{
nob[i]=j;
break;
}
printf("nob[%d]=%d\n",i,nob[i]);
}
for(j=1;j<=n;j++)
{
if(mpj==newsort[j])
{
mpj=j;
break;
}
}
//电抗器节点号转变
for(j=1;j<=mdk;j++)
{
for(i=1;i<=n;i++)
{
if(idk[j]==newsort[i])
{
idk[j]=i;
break;
}
}
}
//hu2013-1-8
printc('-',58);
fprintf(fp2,"\n\n*******newsort*******\n");
for(i=1;i<=n;i++)
{
fprintf(fp2,"%8d%8d\n",i,newsort[i]);
}
fprintf(fp2,"\n*******newsort*******\n");
//hu2013-1-8
}
voidinitial()
{
//****本函数进行初始化工作****//
inti,k1;
dataio();//输入原始数据
oldtonew();//转化为新号
if(bnsopton==0)//节点不优化,新节点号即为老节点号。
for(i=1;i<=n;i++)
{
old[i]=i;
nnew[i]=i;
}
else
bnsopt();//节点优化
mpj=nnew[mpj];//mpj:
平衡节点
zlsort(nnew);//sortther,xandb
for(i=1;i<=mdk;i++)
{
k1=idk[i];
idk[i]=nnew[k1];
}
for(i=1;i<=n;i++)
{
v[i]=v00;
va[i]=0.0;
}//所有节点的电压幅值初值都为1.000(v00),电压相角初值都为0。
//exchangethenodebeforeandaft
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