电力系统潮流计算毕业论文

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摘 要

潮流计算是在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量的条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。本文以电力系统分析知识为基础，通过《电力系统分析综合程序》（PSASP ）对已有实际电网进行潮流计算，大大缩短了计算时间，提高了计算精度；并通过PSASP 7.0版地理位置接线图宏观地显示电网的潮流分布，进行潮流仿真，为电网的电压调整以及静态和暂态稳定等计算提供必要的基础数据。

关键词：电力系统潮流计算；PSASP ；收敛；电压调整

ABSTRACT

Power system flow calculation is given in power system network topology, components and power generation, load parameters, calculates active power, reactive power and voltage in the grid distribution. This paper is based on the knowledge of power system analysis for the foundation, and then uses the power system analysis sofeware package (PSASP) to have practical grid for flow calculation, greatly reducing the calculation time, improve the calculation accuracy; And through the PSASP version 7.0 geographic position wiring diagram to show the power distribution, the tide simulation, to provide the necessary basic data for grid voltage adjustment and static and transient stability calculation, etc.

Keywords ：Power flow calculation system; PSASP; Convergence; Voltage adjustment

目录

1 绪论 ...................................................................... 1

1.1 潮流计算简介 ............................................................. 1

1.2 电力系统的结线方式和电压等级 ............................................. 2

1.2.1 几种典型的结线方式及特点 . ............................................ 2

1.2.2 电力系统的电压等级 . .................................................. 3

1.3 电力系统的潮流计算一般步骤 ............................................... 3

1.4 本设计的网络特点 ......................................................... 5

1.5 本电网潮流计算与仿真的主要步骤 ........................................... 5

2 电力网基本元件的数学模型 . .................................................. 6

2.1 线路模型 ................................................................. 6

2.2 变压器的模型 ............................................................. 7

2.2.1 双绕组变压器的参数和数学模型 . ........................................ 7

2.2.2 三绕组变压器的参数和数学模型 . ........................................ 9

2.3 负荷模型 ................................................................ 10

2.4 电力系统节点分类 ........................................................ 11

2.5 小结 .................................................................... 12

3复杂电力系统潮流的计算机算法 .............................................. 13

3.1 节点电压方程 ............................................................ 13

3.2 功率方程 ................................................................ 14

3.3 牛顿—拉夫逊法迭代求解方程组 ............................................ 14

3.4 牛顿—拉夫逊法（直角坐标）潮流计算 ...................................... 17

3.4.1 潮流计算时的修正方程式 . ............................................. 17

3.4.2 潮流计算的基本步骤 . ................................................. 19

3.5 本章小结 ................................................................ 20

4 本电网的潮流计算与仿真 . ................................................... 21

4.1 本电网的潮流计算 ........................................................ 21

4.1.1 建立基础元件数据库 . ................................................. 21

4.1.2 潮流计算作业的建立和计算 . ........................................... 24

4.1.3 结果输出 . ........................................................... 26

4.2 本电网潮流仿真 .......................................................... 27

5 PSASP潮流结果的处理 ...................................................... 29

5.1 潮流结果的分析 .......................................................... 29

5.2 电力系统的电压调整 ...................................................... 29

5.3 本电网的电压调整后的潮流结果 ............................................ 31

6 结 论 .................................................................. 33

参考文献 ................................................................... 34

致 谢 .................................................................... 35

1 绪论

1.1 潮流计算简介

（1）潮流计算

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。它的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算是电力系统稳定计算和故障分析的基础。

潮流计算可以用传统的手工方式进行，也可以计算机软件完成。两种方法各有优缺点。手工方式可用来计算一些接线较简单的电力网，但若将其用于接线复杂的电力网则计算量过大，难于保证计算准确性；计算机方式从数学上看可归结为用数值方法解非线性代数方程，数学逻辑简单完整，可快速精确地完成计算，但其缺点是物理概念不明显，物理规律被埋没在循环往复的数值求解过程中，基本原理不太明显。

（2）潮流计算的意义

潮流计算一般用以研究系统规划和运行中提出的各种问题，对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各元件（线路、变压器等）是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。

因此潮流计算的目的可总结为：

①在电网的规划阶段, 通过潮流计算, 合理规划电源容量及接入点, 合理规划网架, 选择无功补偿方案, 满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。

②在编制年运行方式时, 在预计负荷增长及新设备投运基础上, 选择典型方式进行潮流计算, 发现电网中薄弱环节, 供调度员日常调度控制参考, 并对规划、基建部门提出改进网架结构, 加快基建进度的建议。

③正常检修及特殊运行方式下的潮流计算, 用于日运行方式的编制, 指导发电厂开机方式, 有功、无功调整方案及负荷调整方案, 满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。

1.2 电力系统的结线方式和电压等级

1.2.1 几种典型的结线方式及特点

现实生活中的电力系统结线往往十分复杂，但仔细分析这些地理结线图又可发现，尽管十分复杂，却可将它们看做是若干个简单系统的复合。尤其是这些系统中的500kV 或330kV 网络，由于它们本身结线简介，易于分解。分解所得的简单系统，大致可分为无备用结线和有备用结线两类。无备用结线包括单回路放射式、干线式和链式网络，如图1-1所示。有备用结线包括双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络，如图1-2所示。

独立电源

（a ） （b ）

图1-1 无备用结线方式

(a) 放射式；(b)干线式；(c)链式 （c ）

（a ） （c ）

（d ）

图1-2 有备用结线方式 (a) 放射式；(b)干线式；(c)链式；(d)环式；(e)两端供电网络

无备用结线的主要优点在于简单、经济、运行方便，主要缺点是供电可靠性差，因此这种结线不适用于一级负荷占很大比重的场合。但在一级负荷的比重不大，并可为这些负荷单独设置备用电源时，仍可采用这些结线。这种结线方式之所以适用于二级负荷是由于架空电力线路已广泛采用自动重合闸装置，而自动重合闸的成功率当高。

有备用结线中，双回路的放射式、干线式、链式网络的优点在于供电可靠性和电压质量高，缺点是可能不够经济。因双回路放射式结线对每一负荷都以两回路供电，每回路分担的负荷不大，而在较高电压级网络中，往往由于避免发生电晕等原因，不得不选用大于这些负荷所需的导线截面积，以致浪费有色金属。干线式或链式结线所需的断路器等高压电器很多。有备用结线中的环式结线有与上列结线方式相同的供电可靠性，但却较它们经济，缺点为运行调度较复杂，且故障时的电压质量差。有备用中的两端供电网络最常见，但采用这种结线的先决条件是必须有两个或两个以上独立电源，而且它们与各负荷点的相对位置又决定了采用这种结线的合理性。

接线方式需经仔细比较后方能确定。所选结线除保证供电可靠、有良好的电能质量和经济指标外，还应保证运行灵活和操作的安全。

1.2.2 电力系统的电压等级

近代电力系统中，各部分电压等级之所以不同，是因三相功率S 和线电压U 、线电流I 之间的关系S 3UI 。当输送功率一定时，输电电压愈高，电流愈小，导线等载流部分的截面积愈小，投资愈小；但电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资愈大。综合考虑这些因素，对应于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，为保证生产的系列性，又不应任意确定线路电压。另外，规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。考虑到现有的实际情况和进一步的发展，我国国家标准规定的标准电压有1000、750、500、330、220、110、(60)、35、10kV ，380/220V。其中60kV 是由于历史原因遗留下来的，目前仅在我国东北地区存在。选择电力线路电压时，只能选用国家规定的电压等级。

1.3 电力系统的潮流计算一般步骤

（1）简单辐射网络的潮流计算

辐射形电力网的分析计算，根据已知条件的不同分两种情况：

① 已知末端功率与电压：采用逐段推算法，即从末端逐级往上推算，直至求得

各要求的量。

② 已知末端功率、始端电压：采用逐步渐进法，即末端可理解成一负荷点，始端为电源点或电压中枢点。

其中，逐步渐进法的步骤为：

① 假设末端电压为线路额定电压，利用第一种情况的方法求得始端功率及全网

功率分布。

② 用求得的线路始端功率和已知的线路始端电压，计算线路末端电压和全网功率分布。

③ 用第②步求得的线路末端电压计算线路始端功率和全网功率分布，如求得的各线路功率与前一次相同计算的结果相差小于允许值，就可以认为本步求得的线路电压和全网功率分布为最终计算结果。否则，返回第二步重新进行计算。

（2）简单闭式网络的潮流计算

闭式网络包括环网和两端供电网两种，环网在电源点分裂，即可等效为两端供电网，故下面针对两端供电网潮流计算进行介绍。

① 由已知系统接线图做系统主干网的简化等值电路；

② 求运算功率或运算负荷；

③ 在简化的等值电路上，由运算功率和运算负荷求初步功率分布（即不计损耗时的功率分布）。

④ 据初步功率分布，确定功率分点（即电压最低点）；在功率分点将两端供电网拆开成两个开式网。如果有功功率分点与无功功率分点不在同一点，通常网络电压最低点在无功分点处，此时可在无功分点上将两端供电网拆成两个开式网。 ⑤ 在两个开式网上，分别根据已知条件的具体情况，选用逐段推算法和逐步渐进法，计算网络的功率和电压分布。

（3）复杂闭式网的潮流计算

复杂闭式网潮流计算的初步化简步骤与简单闭式网相同。电路理论中的任何网络简化法都可在此用来简化网络，如：串并联变换、等值电源法、负荷移植法、星网变换法等。但复杂网络用手工计算太大，对于多结点的网络手工计算很难实现，一般用软件进行计算。建立系统各元件的数学模型，电力网络的状态可以用一组代数方程来描述，如节点电压方程、回路电流方程、割集电压方程等。

其中，最常用的是节点电压方程和由其导出的节点功率平衡方程。潮流计算常用的数值计算方法为牛顿迭代法。

1.4 本设计的网络特点

图1-3 伊河电网运行接线图

由图1-3可知，本设计由青年变、海努克、81大坂、农四师则克台变电站和恰普其海水电站构成辐射网；青年变到硅铁厂、恰普其海到农四师的部分线路为双回线；系统分别有220kV 、110kV 、35kV 、10kV 以及0.4kV 不同的电压等级。为了节省计算时间和提高计算精度，采用PSASP 进行潮流计算和仿真。

1.5 本电网潮流计算与仿真的主要步骤

（1）对电网结构、参数进行分析，然后通过《电力系统设计手册》和所给的已知的基础参数，查得电网中各元件的电气参数；

（2）在PSASP 的文本方式环境下建立计算所需的基础数据库；

（3）定义潮流计算方案及作业；

（4）执行潮流计算，调试并输出潮流结果；

（5）绘制地理接线图进行潮流仿真；

本文电网潮流与仿真的计算步骤如下：

2 电力网基本元件的数学模型

输电网中基本元件很多，如变压器、线路、电容器、调相机、电抗器等等，本章主要介绍线路模型、变压器模型以及负荷模型。

2.1 线路模型

电力系统中线路数学模型就是以电阻、电抗、电纳、电导来表示的它们的等值电路。

按式

r 1=ρ

D x 1=0.1445lg m +0.0157

lg D m ⨯10-4 b 1=

求得单位长度导线的电阻、电抗、电纳、电导后，就可作最原始的电力线路等值电路如图2-1所示。

g 1=∆P g 2⨯10-3

图2-1 电力线路的单相等值电路

这是单相等值电路，之所以可用单相等值电路代表三相，一方面由于电力系统稳态为三相对称运行方式，另一方面也因设架空线路都已经整循环换位。

以单相等值电路代表三相虽已经简化了不少计算，但由于电力线路的长度往往有数十乃至数百公里，如将每公里的电阻、电抗、电纳、电导都一一绘于图上，所得的等值电路仍十分复杂。

在以下的讨论中，R （Ω），X （Ω），G （S ），B （S ）分别表示全线路每相的总电阻、电抗、电纳、电导。显然线路长度为l (km)时

R =r 1l ; X =x 1l ⎫⎬G =g 1l ; B =b 1l ⎭ (2-1)

通常，由于线路导线截面积的选择，如前面所述，以晴朗天气不发生电晕为前提，而沿绝缘子的泄漏又很小，可设G=0。

一般线路中，又有短线路和中等长度线路之分。

所谓短线路，是指长度不超过100km 的架空线路。线路电压不高时，这种线路导纳B 的影响一般不大，可略去。从而，这种线路的等值电路最简单。只有一串联的总电抗Z =R +jX ，如图2-2所示。

注：由于本电网所涉及的线路长度均小于100km ，所以此处不再对中等长度线路建立数学模型。

2.2 变压器的模型

2.2.1 双绕组变压器的参数和数学模型

(1) 阻抗

由于变压器短路损耗P k 近似等于额定电流流过变压器时高低压绕组中的总铜耗，即

P k ≈P cu

而铜耗与电阻之间有如下的关系

⎛ P cu =3I R T =32N 2⎫S N R T =U 2R T

N 2

可得

2S N P cu ≈2R T U N

式中，U N 、S N 以V 、VA 为单位，P k 以W 为单位。如U N 改以kV ，S N 改以MVA 为单位，则可得 2PU R T =k N

2 （2-2） 1000S N

式中 R T —变压器高低压侧绕组的总阻抗（Ω）；

P k —变压器的短路损耗（kW ）；

S N —变压器的额定容量（MVA ）；

U N —变压器的额定电压（kV ）；

在电力系统计算中，求取变压器电抗的方法和电机学课程中介绍的略有不同。由于大容量变压器的阻抗中以电抗为主，亦即变压器的电抗和阻抗数值上接近相等，可大致认为变压器的短路电压百分值U k %与变压器的电抗有如下关系

U k %≈

从而

I N X T

⨯100 U N

2

U k U k U N

X T ≈ （2-3） =

100S N 100

式中 X T —变压器高低压侧绕组的总电抗（Ω）； U k %—变压器的短路电压百分值； S N 、U N 的代表意义与上面相同。 (2) 导纳

变压器的励磁支路有两种表示方式，即以阻抗表示和以导纳表示。前者在电机学课程中常用，后者则在电力系统计算中常用。它们分别示于图2-3（a ）、（b ）。

变压器励磁支路以导纳表示时，其对应的是变压器的铁耗P Fe 。因变压器的铁耗近似与变压器的空载损耗P 0相等，电导也可于空载损耗相对应。而由图2-3（b ）可见，两者之间有如下关系

G T =

式中 G T —变压器的电导（S ）； P 0—变压器的空载损耗（kW ）； U N —变压器的额定电压（kV ）

变压器空载电流中流经电纳的部分I b 占很大的比重，从而经近似计算后可得变压器的电纳。

P 0

（2-4） 2

1000U N

I 0S N

B T =⋅2 （2-5）

100U N

式中 B T —变压器的电纳（S ）；

I 0—变压器的空载电流百分数； S N 、U N 的代表意义与（2-3）同。

求得变压器的阻抗、导纳后，即可作变压器的等值电路。变压器的等值电路有两种，即Γ形等值电路和T 形等值电路。在电力系统计算中，通常用Γ形等值电路，且将励磁支路接在电源侧。这种等值电路就如图2-3（b ）所示。

2.2.2 三绕组变压器的参数和数学模型

计算三绕组变压器各绕组阻抗的方法虽与计算双绕组变压器的方法没有本质的区别，但是由于三绕组变压器各绕组的容量比有不同组合，而各绕组在铁芯上的排列又有不同方式，计算时需注意。 (1) 电阻

三绕组变压器按三个绕组容量比的不同有三种不同的类型. 第1种为100/100/100，即三个绕组的容量都等于变压器的额定容量；第2种100/100/50，即第三绕组的容量仅为变压器额定容量的 50%；第3种为100/50/100，即第二绕组的容量仅为变压器额定容量的50%。

目前已在系统中使用的三绕组变压器，从制造厂收集到的往往是它的三个绕组两两作短路实验时测得的短路损耗。如该变压器属第一类型，可由提供的短路损耗P k (1-2)、P k (2-3)、P k (3-1)直接按下式求取各绕组的短路损耗

1

(P k (1-2)+P k (3-1)-P k (2-3))⎫⎪2

⎪

1⎪

P k 2=(P k (1-2)+P k (2-3)-P k (3-1))⎬ （2-6）

2⎪1⎪P k 3=(P k (2-3)+P k (3-1)-P k (1-2))⎪

2⎭P k 1=

然后按与双绕组变压器相似的公式计算各绕组电阻

2

⎫P k 1U N

R T 1=2⎪1000S N

⎪2⎪P k 2U N ⎪

R T 2= （2-7） 2⎬1000S N ⎪

2⎪P k 3U N

⎪R T 3=2

1000S N ⎪⎭

由于本文中涉及的两个三绕组变压其均为第一种类型，所以第2、第3种类

型的变压器数学模型在此不再予以说明。 (2) 电抗

三绕组变压器按其三个绕组排列方式的不同有两种不同结构，分别为升压结构和降压结构。升压结构变压器的中压绕组最靠近铁芯低压绕组居中，高压绕组在最外层。降压结构变压器的低压绕组最靠近铁芯，中压绕组居中，高压绕组仍在最外层。

排列方式虽有不同，但求取两种变压器电抗的方法不同，即由各绕组两两之间的短路电压U k (1-2)、U k (2-3)、U k (3-1)求出各绕组的短路电压。

1

U k (1-2)+U k (3-1)-U k (2-3)2

1

U k 2=U k (1-2)+U k (2-3)-U k (3-1)21

U k 3=U k (2-3)0+U k (3-1)0-U k (1-2)2

U k 1=

(((

)⎫⎪⎪

⎪ （2-8） )⎬⎪)⎪⎪⎭

在按与双绕组变压器相似的计算公式求各绕组的电抗

2

⎫U k 1U N

X T 1=⎪

100S N ⎪

2⎪ （2-9） U k 2U N ⎪

X T 2=⎬

100S N ⎪

2⎪U k 3U N ⎪X T 3=

100S N ⎪⎭

应该指出，求电抗和求电阻时不同，无论按新旧标准，制造厂提供的短路电压总是归算到各个绕组中通过变压器额定电流时的数值。因此，计算电抗时，对第2、3类变压器，其短路电流电压不需再归算。

求取三绕组变压器导纳的方法和求取双绕组变压器导纳的方法相同。

2.3 负荷模型

在电力系统的稳态分析中，负荷的数学模型最简单，就是以给定的有功功率和无功功率表示。只有在对计算精度要求较高时，才需计及负荷的静态特性。

负荷的静态特性可以用函数或多项式表示，如静态电压特性可为

P =P N (

U p U ) ; Q =Q N () q U N U N

也可为:

P =P N [a p +b p (

U U

) +c p () 2+...]U N U N

Q =Q N [a q +b q (

U U

) +c q () 2+...]U N U N

式中 P N , Q N —在额定电压U N 下的有功功率、无功功率负荷；

P、Q —电压偏离额定值时的有功功率、无功功率负荷； 曲线而得。

一般可将与节点有关的负荷模型描述为

p , q , a p , a q , b p , b q , c p , c q „—待定的系数，它们的数值可通过拟合相应的特性

S =P (

U αU β

) +jQ () U Re f U Re f

（2-10）

式中，U 为节点实际电压；U Re f 为节点参考电压。

如果式（2-10）中α=β=0，S 为恒功率负荷；如果α=β=1，S 为恒电流负荷；如果α=β=2，S 为恒阻抗负荷。为了讨论方便，假定S 为恒阻抗负荷，则有

22

S =G U +jG U R I （2-11）

因此，可以将节点v i 的恒阻抗表示为

P L , i +jQ Li =G R , i U 2i +jG I , i U 2i

（2-12）

式中U i 为节点v i 的电压。

一般认为节点负荷为恒功率的，对于运行在正常工作条件下的配电系统，其节点电压变化幅度在5%以内，可以认为节点电压是恒定的，此时恒功率负荷可以作为恒阻抗负荷来处理。

2.4 电力系统节点分类

用一般的电路理论求解网络方程，目的是给出电压源(或电流源) 研究网络内的电流(或电压) 分布，作为基础的方程式，一般用线性代数方程式表示。然而在电力系统中，给出发电机或负荷连接母线上电压或电流(都是向量) 的情况是很少的，一般是给出发电机母线上发电机的有功功率(P)和母线电压的幅值(U)，给出负荷母线上负荷消耗的有功功率(P)和无功功率(Q)。主要目的是由这些已知量去求电力系统内的各种电气量。所以，根据电力系统中各节点性质的不同，很自然地把节点分成三类：

第一类PQ 节点，这类节点的注入功率P 、Q 给定，电压幅值V 和相角θ待求，因此需填写P 和Q 。属于这一类节点的有按给定有功、无功功率发电的发电厂母

线和没有其他电源的变电所母线。

第二类为PV 节点，这类节点的注入功率P 和电压幅值V 给定，无功功率Q 和电压相角θ待求，因此需填写P 和V 。有一定功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线可选作PV 节点。

第三类为平衡节点，这类节点的电压幅值V 和相角θ给定，注入功率P 、Q 待求，因此需填写V 和θ。关于平衡节点的选择，一般选择系统中担任调频调压的某一发电厂(或发电机) ，有时也可能按其他原则选择，例如，为提高计算的收敛性，可以选择出线数多或者靠近电网中心的发电厂母线作平衡节点。

以上三类节点4个运行参数P 、Q 、V 、θ中，已知量都是两个，待求量也是两个，只是类型不同而已。

2.5 小结

本章讨论了线路模型、变压器模型和负荷模型，分别介绍了它们各自的特点，以及它们阻抗的计算方法。还有关于电力系统节点的分类。

线路模型：一般可分为∏型等值电路和T 型等值电路，本文研究的是短线路的模型, 是用的∏型等值电路。

变压器：可分为双绕组变压器、三绕组变压器和耦合变压器，本文主要讨论的双绕组和三绕组的变压器模型。介绍了双绕组变压器、三绕组变压器的电抗、阻抗的求解方法。

电力网负荷模型：本文主要介绍的是用无功和有功功率表示的。 电力系统节点分类：PQ 节点,PV 节点, 平衡节点。

3复杂电力系统潮流的计算机算法

3.1 节点电压方程

电力网络方程是指将网络的有关参数和变量及其相互关系归纳起来，所组成的、可反应网络性能的数学方程组。而符合这种要求的方程组有节点电压方程、回路电流方程、割集电压方程等。但是由于割集电压方程不常用于电力系统计算，常常是用节点电压方程和回路电流方程。

在学习电路理论课程中，已经导出了运用节点导纳矩阵的节点电压方程

I B =Y B U B （3-1）

它展开为

⎡∙⎤⎡

⎢I 1⎥⎢Y 11⎢∙⎥⎢⎢I 2⎥⎢Y 21⎢∙⎥=⎢⎢I 3⎥⎢Y 31⎢ ⎥⎢ ⎢⎥⎢⎢∙⎥⎢⎣I n ⎦⎣Y n 1

Y 12Y 22Y 32

Y 13 Y 23 Y 33

Y n 2Y n 3

⎤Y 1n ⎥⎥Y 2n ⎥⎥Y 3n ⎥ ⎥⎥⎥Y nn ⎦⎡∙⎤⎢U 1⎥⎢∙⎥⎢U 2⎥

⎢∙⎥ （3-2） ⎢U 3⎥⎢ ⎥⎢⎥⎢∙⎥⎣U n ⎦

该方程中，I B 是节点注入电流的列向量。在电力系统计算中，节点注入电流可理解为各节点电源电流与负荷电流之和，并规定电源流向网络的注入电流为正。因此，仅有负荷的负荷节点注入电流就具有负值。某些节点仅起联作用如图3-1所示节点3，注入电流就是零。

I 1

∙

2

图3-1 电力系统等值网络

U B 是节点电压的列向量。因通常以大地作参考节点，网络中有接地支路时，节点电压通常就指各节点的对地电压。网络中没有接地支路时，各节点电压可指该节点与某一个被选定作参考节点之间的电压差。

Y B 是一个n ⨯n 阶节点导纳矩阵，其阶数n 就等于网络中除参考节点外的节点数。例如，图3-1中，节点数n =3。

3.2 功率方程

建立了节点导纳矩阵Y B ，就可以进行潮流分布计算。如果已知的是各节点电流I B ，直接解线性的节点电压方程Y B U B =I B 相当简捷。但由于工程实践中通常已知的既不是节点电压U B ，也不是节点电流I B ，而是各节点的功率S B ，实际

⎡S ⎤

计算时，几乎无例外地要迭代解非线性的节点电压方程Y B U B =⎢⎥。下面将介

⎣U ⎦B

*

绍一种迭代解非线性节点电压有关的方法。

3.3 牛顿—拉夫逊法迭代求解方程组

牛顿—拉夫逊法时常用的解非线性方程组的方法，也是当前广泛采用的计算潮流的方法，其标准模式如下。

设有非线性方程组

f 1(x 1, x , 2 , x n ) =y ⎫1

f 2(x 1, x , 2 , x n ) =y ⎪⎪2

⎬ （3-3） ⎪

f n (x 1, x 2, , x n ) =y n ⎪⎭

(0)(0)

其近似解为x 1(0), x 2。设近似解分别相差∆x 1, ∆x 2, , ∆x n ，则如下的关, , x n

系式应该成立

) 0)

f 1(x (10+∆x 1, x 2(+∆x , 2x , n +(∆0x ) n =) y ⎫1

⎪) (0)

f 2(x (10+∆x 1, x 2+∆x , 2x , n +(∆0x ) n =) y ⎪2

⎬

⎪ （3-4）

) 0) (0)

f n (x 1(0+∆x 1, x 2(+∆x , x , +∆x n =) y n ⎪2n ⎭

(0)

上式中任何一式都可按泰勒级数展开，以第一式为例，f 1(x 1(0)+∆x 1, x 2+∆x 2,

(0)(0)(0)

, , x n ) + , x n +∆x n ) =f 1(x 1(0), x 2

∂f 1

∂x 1

0∆x 1+

∂f 1∂x 2

0∆x 2+ +

∂f 1∂x n

∆x n +Φ1=y 1，

式中：

∂f 1∂x 1

0，

∂f 1∂x 2

0， ，

∂f 1∂x n

(0)(0)

分别表示以x 1(0), x 2带入这些偏导数表示, , x n

式时的计算所得，Φ1则是包含∆x 1, ∆x 2, , ∆x n 的高次方与f 1的高阶偏导数乘积的函数。如近似解x i (0)与精确解相差不大，则∆x i 的高次方可略去，从而Φ1也可以略去。

由此可得

∂f 0) (0) 1

f 1(x (10, ) x 2(, , x n ) +

∂x 1∂f 2

f 2(x , x , , x ) +

∂x 1

(0)1

(0)2

(0)n

(0)(0)

f n (x 1(0), x 2, , x n ) +

∂f n

∂x 1

∂f 1∂f ⎫∆x +∆x + +∆x =y 002n 0⎪1

∂x 2∂x n

⎪

∂f 2∂f 2⎪∆x +∆x + +∆x =y 01020n 2⎪

∂x 2∂x n ⎬ （3-5）

⎪

⎪

∂f n ∂f n ⎪∆x +∆x + +∆x =y 01020n n ⎪

∂x 2∂x n ⎭

这是一组线性方程组或线性化了的方程组，常称修正方程组。它可以改写为如下的矩阵方程

⎡∂f 1⎢∂x 1(0)(0)

⎡y 1-f 1(x 1(0), x 2, , x n ) ⎤⎢

⎢∂f 1⎢(0)(0)(0)⎥

⎢y 2-f 2(x 1, x 2, , x n ) ⎥=⎢∂x ⎢⎥⎢1

⎢⎢(0)(0)(0)⎥

⎢⎣y n -f n (x 1, x 2, , x n ) ⎥⎦⎢∂f

⎢1⎢⎣∂x 1

或简写为

∂f 1

∂x 2∂f 1∂x 2∂f 1∂x 2

∂f 1∂x n ∂f 1∂x n ∂f 1∂x n

00

00

⎤0⎥

⎥⎡∆x 1⎤⎥⎢⎥0⎥∆x 2

⎢⎥

⎥⎢ ⎥ （3-6） ⎥⎢⎥∆x ⎥⎣n ⎦⎥0⎥⎦

∆f =J ∆x （3-7）

式中：J 称函数f i 的雅克比矩阵；∆x 为由∆x i 组成的列向量；∆f 则称不平衡量的列向量。

将x i (0)代入，可得∆f 、J 中的各元素。然后运用任何一种解线性代数方程的方法，可求得∆x i (0)，从而求得经过第一次迭代后x i 的新值x i (1)=x i (0)+∆x i (0)。再将求得的x i (1) 代入，又可求得∆f 、J 中的各元素的新值，从而解得∆x i (1)以及

1)

3-3）足够精确的解。 x i (2) =x i (1) +∆x i (。如此循环不已，最后可获得对式（

运用这种方法计算时，x i 的初值要选择得比较接近它们的精确解，否则迭代过程可能不收敛。这种情况简单说明如下。设函数f (x ) 的图形如图3-2所示。运

df (k )

y -f (x ) =f (x ) =y 用这种方法解算时的修正方程式为dx

k

∆x (k ) 。按这修正方

⋅⋅⋅的过程。程式迭代求解的过程就如图中由x (0)求x (1)、x (2)、由图可见，如x 的初值

x (0)选择得接近其精确解，迭代过程将迅速收敛；反之，将不能收敛。

运用这种方法计算时，如果每次迭代所得的x i 变化不大，也可以经过若干次

迭代后才重新计算一次雅克比矩阵各元素。

运用牛顿—拉夫逊法时，可直接用以求解功率方程。

j =n *j =1

U i ∑Y ij U j =P i +j Q i （3-8）

而因此，需将Y ij =G ij +B ij , U i =e i +j f i 代入

f (x ∙

∙*

j =n j =1

图3-2 牛顿—拉夫逊的解算过程

(e i +j f i ) ∑(G ij -j B ij )(e j -j f j ) =P i +j Q i （3-9）

并将实数部分和虚数部分分列

∑[e (G e

i

ij

j =1

j =n

j

-B ij f j ) +f i (G ij f j +B ij e j )]=P i （3-10）

∑[f (G e

i

ij

j =1

j =n

j

-B ij f j ) -e i (G ij f j +B ij e j )]=Q i （3-11）

此外，由于系统中还有电压大小给定的PV 节点，还应该补充一组方程式

e i 2+f i 2=U i 2 （3-12） 式（3-9）中：e i 和f i 分别为迭代过程中求得的节点电压实部和虚部；P i 为PQ 节点和PV 节点的注入有功功率；Q i 为PQ 节点的注入无功功率；U i 为PV 节点的电压大小。

对照式（3-10）、式（3-11）、式（3-12）与式（3-3）可见，式（3-10）、式（3-11）、式（3-12）的右端项P i 、Q i 、U i 分别是给定的注入功率和节点电压大小的平方值，它们就对应于式（3-3）中的右端y i ；式（3-10）、式（3-11）、式（3-12）的左端函数分别是由迭代过程中求得的节点电压确定的注入功率和节点电压大小的平方值，它们就对应于式（3-3）中的左端函数f i (x 1, x 2, ⋅⋅⋅, x n ) ；于是，式（3-10）、

2

式（3-11）、式（3-12）中的e i 、f i 、⋅⋅⋅就对应于式（3-3）中的x 1、x 2、⋅⋅⋅。至于修正方程式（3-6）中雅克比矩阵的各个元素，显然就是迭代过程中求得的注入功率和节点电压大小的平方值对应e i 、f i 、⋅⋅⋅偏导数。

至此，余下的问题是解线性的修正方程以求取∆x 1, ∆x 2, ⋅⋅⋅, ∆x n 。解线性方程的方法很多，潮流计算中最常用的是高斯消去法。

3. 4 牛顿—拉夫逊法（直角坐标）潮流计算

3.4.1 潮流计算时的修正方程式

牛顿型潮流计算的核心问题是修正方程式的建立和求解。为说明这一修正方程式的建立过程，先对网络中各类节点的编号作如下约定：

（1）网络中总共有n 各节点，编号为1,2,3, ⋅⋅⋅, n ，其中包含一个平衡节点，编号为s 。

（2）网络中有m -1个PQ 节点，编号为1,2,3, ⋅⋅⋅, m ，其中包含编号为s 的平衡节点。

（3）网络中有n -m 个PV 节点，编号为m +1, m +2, ⋅⋅⋅, n 。

据此，由式（3-10）、式（3-11）、式（3-12）所组成的方程式组中共有2(n -1) 个独立方程式。其中，式（3-10）类型的有(n -1) ，包括除平衡节点外所有节点有功功率P i 的表示式。即i =1,2,3, ⋅⋅⋅, n , i ≠s ；式（3-11）类型的有(m -1) 个，包括所有PQ 节点无功功率Q i 的表示式，即i =1,2,3, ⋅⋅⋅, m , i ≠s ；式（3-12）类型的有(n -1) -(m -1) =n -m 个，包括所有PV 节点电压U i 2的表示式，即

i =m +1, m +2, ⋅⋅。平衡节点, ⋅n s 的功率和电压之所以不包括在这方程组内，是由

于平衡节点的注入功率不可能事先给定，从而不可能列出相应的P s 、Q s 的表示式，而平衡节点的电压U s =e s +f s ，则不必求取。

至此，就可以建立类似式（3-6）的修正方程式如下

∆P 1⎤∆Q ⎥1⎥∆P 2⎥⎥∆Q 2⎥ ⎥⎥∆P p ⎥∆P 2⎥p ⎥∆P n ⎥∆U 2⎥n ⎦

=

⎡H 11⎢J ⎢11⎢H 21⎢⎢J 21⎢ ⎢⎢H p 1⎢R ⎢p 1⎢H n 1⎢R ⎣n 1

N 11L 11N 21L 21 N p 1S p 1N n 1S n 1

H 12J 12H 22J 22 H p 2R p 2H n 2R n 2

N 12L 12N 22L 22 N p 2S p 2N n 2S n 2

H 1p J 1p H 2p J 2p H pp R pp H np R np

N 1p L 1p N 2p L 2p N pp S pp N np S np

H 1n J 1n H 2n J 2n H pn R pn H nn H nn

N 1n ⎤L 1n ⎥⎥N 2n ⎥

⎥L 2n ⎥ ⎥⎥N pn ⎥S pn ⎥⎥H nn ⎥H nn ⎥⎦⎡∆f 1⎤

⎢∆e ⎥⎢1⎥⎢∆f 2⎥⎢⎥∆e ⎢2⎥⎢ ⎥⎢⎥∆f ⎢p ⎥⎢∆e ⎥⎢p ⎥⎢∆f n ⎥⎢∆e ⎥⎣n ⎦

(n -m (3-13)

2(m -1

2

式中的∆P i 、∆Q i 、∆U i 分别为注入功率和节点电压平方的不平衡量。它们分别为

∆P i =P i -∑[e i (Gij e j -B ij f j ) +f i (Gij f j +B ij e j ) ] （3-14）

j =1

j =n

∆Q i =Q i -∑[f i (Gij e j -B ij f j ) -e i (Gij f j +B ij e j ) ] （3-15）

j =1

j =n

∆U i 2=U i 2-(e i 2+f i 2) （3-16） 式中雅克比矩阵的各个元素则分别为

∂P i ∂P i ⎫H ij =; N ij =⎪

∂f j ∂e j ⎪∂Q i ∂Q i ⎪⎪J ij =; L ij =⎬ （3-17）

∂f j ∂e j ⎪∂U i 2∂U i 2⎪⎪R ij =; S ij =∂f j ∂e j ⎪⎭

为了求取这些偏导数，可将P i 、Q i 、U i 2分别展开如下

P i =e i (G ii e i -B ii f i ) +f i (G ii f i +B ii e i ) +∑[e i (G ij e j -B ij f j )]+f i (G ij f j +B ij e j ) （3-18）

j =1

j ≠i j =n

Q i =f i (G ii e i -B ii f i ) -e i (G ii f i +B ii e i ) +∑[f i (G ij e j -B ij f j )]-e i (G ij f j +B ij e j ) （3-19）

j =1j ≠i

j =n

U i 2=(e i 2+f i 2) （3-20）

当j ≠i 时，由于对特定的j ，只有该特定节点的f i 和e i 是变量，由式（3-17）、式（3-18）式（3-19）可得

∂P i ∂P i

N ==G ij e i +B ij f i H ij ==-B ij e i +G ij f i ; ij ⎫∂e j ∂f j

⎪

∂Q i ∂Q i ⎪J ji ==-B ij f i -G ij e i =-N ij ; L ij ==G ij f i -B ij e i =H ij ⎬ （3-21）

∂f j ∂e j

⎪22

∂U i ∂U i ⎪R ij ==0; S ij ==0⎭

∂f j ∂e j

当j =i 时，为了使这些偏导数的表示更简洁，先引入节点注入电流的表示式如下

I i =Y ii U i +∑Y ij U j

j =1j ≠i

∙∙

j =n

∙

=[(G ii e i -B ii f i ) +∑(G ij e j -B ij f j )]+j [(G ii f i +B ii e i ) +∑(G ij f j +B ij e j )]

j =1j ≠i

j =1j ≠i

j =n j =n

=a ii +jb ii

（3-22）

然后由式（3-17）、式（3-18）、式（3-19）、式（3-20）和上式可得

j =n

⎫∂P i

H ii ==-B ii e i +2G ii f i +B ii e i +∑(G ij f j +B ij e j ) =-B ii e i +G ii f i +b ii ⎪

∂f i j =1⎪j ≠i

⎪j =n

∂P ⎪N ii =i =2G ii e i -B ii f i +B ii f i +∑(G ij e j -B ij f j ) =G ii e i +B ii f i +a ii ⎪

∂e i j =1

⎪j ≠i

⎪j =n

∂Q ⎪

J ii =i =-2B ii f i +G ii e i -G ii e i +∑(G ij e j -B ij f j ) =-G ii e i -B ii f i +a ii ⎬ （3-23）

∂f i j =1⎪j ≠i

⎪

j =n

∂Q ⎪L ii =i =G ii f i -G ii f i -2B ii e i -∑(G ij f j +B ij e j ) =-B ii e i +G ii f i -b ii ⎪

∂e i j =1

⎪j ≠i

⎪22

∂U i ∂U i ⎪R ii ==2f i ; S ii ==2e i

⎪∂f i ∂e i ⎭

由上几式可见，如果Y ij =G ij +j B ij =0，即节点i 、j 之间无直接联系，这些元素都是零。

3.4.2 潮流计算的基本步骤

牛顿—拉夫逊法（直角坐标）潮流计算的基本步骤有如下几步： （1）形成节点导纳矩阵Y B 。

（2）设各节点电压的初值e i (0)、f i (0).

（3）将各节点电压的初值代入式（3-14）~式（3-16），求修正方程式中的不

(0)(0)(0)2

平衡量∆P 。 i 、∆Q i 以及∆U i

（4）将各节点电压的初值代入式（3-21）、式（3-23），求解修正方程式的系

(0)(0)(0)(0)(0)数矩阵——雅克比矩阵的各个元素H ij 、N ij 、J ij 、L (0)以及R 、S ij ij ij 。

（5）解修正方程式，求各节点电压的变化量，即修正量∆e i (0)、∆f i (0)。 （6）计算各节点电压的新值，即修正后值

e i (1)=e i (0)+∆e i (0)；f i (1)=f i (0)+∆f i (0) （3-24）

（7）运用各节点电压的新值自第三步开始进入下一次迭代。 （8）计算平衡节点功率和线路功率。 其中，平衡节点功率为

S s =U s ∑Y si U i =P s +jQ s （3-25）

i =1

~

∙

i =n

*

*

线路功率为

⎡⎤

S ij =U i I ij =U i ⎢U i y i 0+(U i -U j ) y ij ⎥=P ij +jQ ij （3-26） ~∙*∙***⎦⎣**

⎡ S ji =U j I ji =U j ⎢U j y j 0+(U j -U i ) y ji ⎤=P ji +jQ ji （3-27） ⎥⎣⎦

从而，线路上损耗的功率为

~

∙

*

∙

*

*

*

*

*

∆S ij =S ij +S ji =∆P ij +j ∆Q ij （3-28）

至此，就可以完全的解出潮流分布。

~~~

3. 5 本章小结

本章主要讲述的是计算机潮流计算的推导过程及方法和步骤。潮流计算的推导过程中，解非线性方程组用的是高斯消去法求解；潮流计算方法用的是牛顿—拉夫逊法。牛顿—拉夫逊法一般情况下收敛性较好，而且计算工作量较小。

4 本电网的潮流计算与仿真

4.1 本电网的潮流计算

PSASP 潮流计算的流程和结构如下图所示：

图4-1 PSASP潮流计算流程图

4.1.1 建立基础元件数据库

（1）指定数据目录及基准容量

双击PSASP 图标，弹出封面后，即进入PSASP6.22版主画面，如图4-2：

图4-2 PSASP主画面

在该画面中，要完成的工作如下： ① 指定数据目录

第一次可通过“创建数据目录”按钮，建立新目录，如：E:\毕业设计\bin20081127\数据输入以后可通过“选择数据目录”按钮，选择该目录。 ② 给定系统基准容量

系统基准容量项中，键入该系统基准容量，如100MV A 。建立数据之后，该数不宜改动。

（2）录入系统潮流计算数据

基础数据（系统参数）如下： ① 母线数据

下表列出了在基础数据库中建立母线数据。

表4-1 母线数据库列表

②单位公里的正序电阻、电抗、电导均由手册查得。本设计潮流计算需要

线路单位公里的正序电阻、电抗、电导数据如下表：

表4-2 网络中各交流线参数

③ 三绕组变压器数据 给定变压器各项参数如下表：

表4-3 三绕组变压器各项参数

④ 双绕组变压器数据

给定双绕组变压器各项参数如下表：

表4-4 双绕组变压器各项参数

给定的发电机参数如下所示：

表4-5 发电机参数

⑥ 负荷数据

给定的负荷数据如下所示：

表4-6电网负荷参数

0.85。

4.1.2 潮流计算作业的建立和计算

（1）潮流计算基础方案的定义

① 潮流计算的基础方案

在做电力系统潮流分析计算之前，PSASP 要求首先确定潮流计算的基础方案。即定义待计算电网的规模、结构和运行方式，以便从已建立的电网基础数据库中抽取数据，建立潮流计算的基础电网模型。 ② 方案的定义方法

在文本支持环境下，点击“计算”，再点击“方案定义”，如下图所示：

图4-3方案定义窗口

（2）潮流计算作业的定义和执行

在执行潮流计算之前，还需要定义潮流计算的作业。 ① 潮流计算作业的构成

潮流计算的基础方案给出了待计算电网的网络结构、参数和各节点发电、负

荷等基本数据，再配以不同的计算控制信息（包括发电、负荷的按比例修改等），即可得到不同的潮流计算作业。 ② 潮流作业的定义方法

按上述潮流作业必备的内容，在文本和图形环境下均可以定义不同潮流计算作业。每一作业需给定一个作业号。

点击“计算”下拉菜单中的“潮流”，弹出潮流计算信息窗口，如下图：

图4-4作业定义窗口

潮流作业的定义时要给定潮流作业号，选择该作业所对应的方案、给定电压的上下限、选择潮流计算的方法等。

点击“描述”按钮，可对该潮流作业给予简短的注释；点击“浏览”按钮，列出全部潮流计算作业，其中包括“作业号”、“方案名”和“描述”三项；点击“刷新”按钮，按作业定义从基础数据库中重新抽取数据，以刷新该潮流作业计算数据，其作用是：一方面能把对基础数据库的修改反映到该潮流作业中来；另一方面，曾通过“数据修改”按钮所做的修改，也被作废。点击“编辑„”按钮，激活以下的数据栏，可进一步给出该潮流作业所包含的其它内容。

当选择或定义了一个作业之后，点击“计算”按钮，执行定义好的作业潮流计算，在计算过程窗口中显示迭代过程，如下图所示。关闭该窗口，返回潮流计算信息窗口。

图4-5 潮流计算迭代过程

4.1.3 结果输出

一个潮流作业成功执行（指收敛）后，结果保存在潮流计算结果库，查看时，可根据需要做进一步的编辑，在输出形式上有报表、图示等。

表4-7 潮流计算的报表输出

4.2 本电网潮流仿真

电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的联结；由地理接线图可获得对该系统的宏观印象。

（1）进入地理图编辑环境

点击程序组中的“地理位置接线图”快捷方式，或运行地理图安装文件夹下“PSASPGEO.exe ”可执行程序，弹出如下的PSASP 地理图封面：

图4-6 PSASP地理图封面

之后进入地理位置接线图编辑环境。 （2）打开PSASP6.x 版工程

从菜单“文件”中选取“打开工程”，弹出选择工程对话框。

在文件夹树形结构中选择PSASP6.x 版数据目录。如第一次用地理接线图软件打开该数据目录，则由程序在数据目录下新建一个名为“geoprofile”的文件夹，以存放地理位置接线图数据。 （3）地理位置接线图的编辑

由于本文的潮流计算已建立了基础数据库，所以该地理位置接线图的绘制与编辑只需一下步骤：

①打开工程，选择已建立的数据目录；

②在地理位置接线图编辑环境下，放置第一个厂站节点；

③在该厂站节点上点击右键，选择自动绘制所有电压等级的厂站； ④重新布置绘制的厂站节点的地理位置。 （5）地理接线图的潮流分布

选择“功能控制”下拉菜单中的“潮流计算结果”或点击“理位置接线图上出现各点的潮流分布如图4-7。

”，则在地

毕业论文（设计）

图4-7 地理位置接线图的潮流分布

28

5 PSASP潮流结果的处理

5.1 潮流结果的分析

由于数据中仍存在问题所以潮流收敛到不合理的解（电压过高或过低）时，则需要进行潮流分析，潮流结果分析主要是对电压的调整。

当点击“潮流计算结果”后，在地理接线图上显示潮流结果；再点击“格式”下拉菜单“单位和格式”，选择标幺值，则显示母线的电压标幺值。

图5-1 调整前的潮流结果分布图

我国对电压偏移的规定：

35KV 及以上电压供电网母线电压允许范围为：+7%,-3%；

10KV 及以下电压供电网母线电压允许范围为：±7%。

未调整前潮流结果如图5-1所示，母线电压基本上都过低，因此需要对电压进行调整。

5.2 电力系统的电压调整

（1）电力系统调压措施

电压偏移超过允许范围时，电压调整的措施有：

①借改变发电机端电压调压

检查各发电厂的数据，修改发电厂电压的上下限在规程规定之内。

②利借改变变压器分接头调压

三绕组变压器有8个分接头，最大抽头电压时抽头位置为1，越限母线电压偏小则将抽头位置调大，即将实际抽头电压调小。母线所在变压器的高压侧的抽头原始位置调大，而中压侧位置不变，然后点“阻抗计算”改变其变比保存数据。

改变分接头调压具体分析如下：

图5-2 变压器等值电路

如上图所示，为降压变的一部分；已知通过变压器原边的功率为P+jQ，设高压侧实际电压为V 1 ，归算到高压侧的变压器阻抗R 1+jX1 归算到高压侧的电压

损耗∆V 1，低压侧要求得到的电压为V 2，则有

∆V 1=(PR 1+QX 1) 1

k =(V 1-∆V 1) 2 （5-1） 又因为在上式中，k =V 1t 2N 是变压器的变比，即高压绕组分接头电压V 1t 和低压绕组额定电压V 2N 之比。

所以将k 代入式（5-1）中，得到高压侧分接头电压 V 1t =V 1-∆V 1V 2N （5-2） V 2

上式中的V 2N 不变，由于V 2偏低，若将其调高，则需将V 1t 调低，即使抽头位

置数据增大。

③借无功补偿装置调压

对电压不满足电压范围的母线或节点进行无功补偿。电压过高，则对该母线并联电抗器；若电压过低，则对该母线并联电容器。

（2）各种调压措施的适用情况

①改变发电机励磁电流，即改变发电机端电压调压，不需要设置任何附加设备，简单、经济。但可调范围有限，适用于供电范围小、负荷性质相近的孤立运行的发电厂。在并网运行的情况下只能作为一种辅助的调压手段。

②在系统无功功率充裕，局部电网电压不能满足要求的情况下，可以通过改变变压器变比调压。由于无励磁调节器只能在停电情况下改变分接头，为避免耐

烦停电，在最大负荷和最小负荷情况下均采用同一分接头。所以分级头的选择应照顾最大负荷和最小负荷的需要。

③利用改变无励磁调节变压器分接头调压只能实现顺调压；并且只能用于负荷性质相近、供电范围小、负荷波动较小的情况。对于负荷性质相近，但供电范围较大、负荷波动较大的电压中枢点，需要采用逆调压或顺调压方式，这时就需要采用有载调压变压器调压。

④对于无功功率缺乏，导致电力系统整体电压水平偏低的电力系统，不能采用改变变压器变比调压的措施，因为改变变压器变比并不能改善电力系统武功缺乏的状况，只能改变电力网的无功功率分布。此时应采用增加无功补偿装置的调压措施。

5.3 本电网的电压调整后的潮流结果

本电网由于电压普遍偏低，先调节变压器的分接头信息，将抽头位置调大；然后采用无功补偿装置对系统进行调压，即在母线上并联电容、电抗器。

调整结果是使所有母线电压均在允许变化范围内。调整后的潮流结果及电压如下图所示：

图5-3 电压调整后的潮流结果图

由表4-7和图5-3可知，恰普其海水电站的功率为：S 1=80+j1.526MVA，农

四师则克台（子系统）的功率为：S=-28.7-j36.9MVA，电网的总负荷是：S L =77.826+j67.3MVA,电网的总损耗是：ΔS=2.199-j65.717MVA；说明，该电网

的有功损耗相对较小，无功损耗太大，且无功主要损耗在补偿电容器上；为了使损耗将为最小，需进行无功功率电源的最优分布（等网损微增率原则）和无功功率负荷的最优补偿（最优网损微增率原则）；由于篇幅有限，本文不再进行讨论。

6 结 论

本文利用电力系统分析综合程序PSASP 进行潮流计算，然后利用地理位置接线图进行潮流仿真，从而使潮流计算结果更宏观地显示出来。对潮流计算的结果分析后可知，电网中部分节点的电压不符合要求，故采取一定的调压措施后，可使电网电压维持在规定的范围内。

电力系统稳态和暂态分析及计算都利用了电网的潮流计算，因此潮流计算是确定电力网络运行状态的基本环节，潮流问题也就是研究电力系统稳态问题的基础和前提。

参考文献

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[2] 何仰赞, 温增银. 电力系统分析[M],第三版. 武汉:华中科技大学出版社,2002年,P8-107

[3] 王新学主编. 电力网及电力系统[M] ,第三版. 北京:水利电力出版社,1992年,P133–156

[4] 李心广, 赖声礼, 秦华标等. 电网的无功及三相不平衡综合补偿研究[J].电网技术. 2001年10月，第25卷(第10期),P30-33

[5] 于尔坚, 潘毅, 王宪荣等. 电力系统潮流收敛的实用性改进[J].电网技术,1995年, 第1期，P23-26

[6] 电力工业部电力规划设计总院. 电力系统设计手册[M].北京. 中国电力出版社,1998年,P308

[7] 李敏, 陈金富, 段献忠等. 潮流计算收敛性问题研究综述[J].继电器.2006年4月, 总第214期,P74–79

[8] 华智明, 张瑞林主编. 电力系统[M].重庆. 重庆大学出版社.1997年6月, 第一版,P61–67

[9] 李鸿仲, 程浩忠, 朱振华等. 分岔理论在电力系统电压稳定研究中的应用述评[J].继电器. 2006年, 总第214期,P69-72

致 谢

经过对电力系统分析基础知识的复习，以及袁和晁老师的悉心指导，我顺利解决了在做毕业设计过程中遇到的困惑和难题。如果我们在做毕业设计的时候有所松懈，袁老师也会及时的给我们提出；正是在袁老师尽心尽职的帮助下，我们才得以顺利的完成毕业设计。袁老师的严谨治学，一丝不苟的作风也给我留下了深刻的印象。

同时还要感谢电气学院的各位领导，李老师的支持和帮助，以及在毕业设计中给我帮助的同学们，要是离开了他们的帮助我也是不会这么顺利的完成毕业设计的。

衷心感谢各位老师的支持和同学的帮助。