MATLAB交直流混合输电系统潮流计算(3)

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当然，直流输电也存在有很多问题，首先它的应用受到很多因素限制，包括：换流设备成本很高；无法用变压器来改变电压水平；运行时产生大量的谐波；需要大量的无功功率；控制比较复杂。文献中都对直流输电与交流输电进行了优缺点分析。

1.2.2 交直流混联电力系统潮流算法研究的意义对电力系统进行分析通常是从稳态分析和动态分析两个方面进行。电力系统稳态分析是研究电力系统运行和规划方案最重要和最基本的手段，它的任务是根据给定的发电运行方式和系统接线方式来确定系统的稳态运行状态[2]。电力系统稳态分析包括潮流计算11孓30j和静态安全分析。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

潮流计算是针对电力系统的各种正常的运行方式，对电力系统进行稳态分析。潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式的求解问题，其解法离不开迭代。随着信息技术的发展，计算机已经成为电力系统潮流计算的最主要的途径。随着电力系统的不断扩大，潮流问题的方程式的阶数越来越高，对于阶数较高的方程式，并不是任何数学方法都能够保证给出正确答案，这就促使电力系统研究人员不断寻求新的更可靠的方法。潮流计算方法的改进过程中，经历了高斯．赛德尔迭代法、阻抗法、分块阻抗法、牛顿．拉夫逊法、改进牛顿法、P．Q分解法等。现在比较常用的方法就是牛顿．拉夫逊法和P．Q分解法[3]。上述方法都是基于纯交流系统的。对于加入了直流输电的交直流混联电力系统，由于系统中含有直流输电系统，在描述整个系统的非线性代数方程中就包含有与直流系统相关的变量，从而相应地增加了描述直流系统的方程式，因此，这种情况下的潮流计算不能直接采用纯交流系统的方法[4]。纯交流系统的潮流计算理论和方法都已经相当成熟，但是对交直流混联系统的潮流计算理论和方法的研究并没有达到前者的深度和广度。而且，实际电网运行和规划中都加入了越来越多的直流线路。因此，对交直流混联电力系统潮流计算方法进行研究是很有意义且很有必要的。

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究的内容

通过阅读大量相关文献，认真学习了直流输电的理论，搜集了大量关于直流系统的文章，建立了适用研究的交直流混合系统模型[7]。本文包括六个章节和一个附录。第二章主要是描述交流系统的潮流计算；第三章主要阐述了直流输电系统的基本理论及控制方法；第四章建立了交直流系统的仿真模型，并进行了交直流混合系统的潮流计算分析。其中第三章对交直流混合系统相关理论的论述为第四章交直流混合系统的动态仿真模型分析提供了理论依据和必要的说明。

具体来说，包括以下几个方面的工作：

1) 研究交流系统的基本方程与控制特性，并得出在潮流计算中需要应用的方程式；

2) 利用基础算式推算交直流混合系统的平衡方程，之后进行潮流计算；

3) 建立合乎要求的三机数学模型进行程序的编写；

4) 利用程序验证算例。

第二章交流系统的潮流计算

潮流计算是电力系统分析中最基本的一种电气运算，也是研究电力系统运行和规划方案的重要手段。其实质是求解一组多元非线性方程，因此它的解法都离不开迭代法。现在比较得到认可的潮流计算方法是牛顿法和p-Q分解法[8]。文献综述

2.1 潮流计算问题的数学模型

电力系统是由发电机、变压器、输电线路、负荷、无功补偿装置、自动控制装置、继电保护装置等构成。在潮流计算中，二次装置是不考虑的。在进行电气计算时，系统中静止元件如变压器、输电线、并联电容器、电抗器等可以用R、L、C所组成的等值电路来模拟。因此，这些静止元件组成的电力网络在潮流计算中可以看作是线性网络，并用相应的导纳矩阵或阻抗矩阵来表示。在潮流计算中发电机和负荷都作为非线性元件来处理，不能包括在线性网络部分。如图2．1，描述的是一个简单的电力系统模型。