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电力系统程序设计（潮流计算）教材.doc

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电力系统程序设计（潮流计算）教材

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电力系统程序设计

**大学电气工程学院

2005 年 1 月

第一章原始数据

电力系统原始数据是电力系统计算的基础。电力系统每个计算程序都要

求输入一定的原始数据，这些数据可以反映电力网络结构、电力系统正常运

行条件、电力系统各元件参数和特性曲线。不同的计算程序需要不用的原始

数据。

第一节电力网络的描述

电力网络是由输电线路、电力变压器、电容器和电抗器等元件组成。这

些元件一般用集中参数的电阻、电抗和电容表示。为了表示电力网络中各元

件是怎样互相连接的，通常要对网络节点进行编号。电力网络的结构和参数

由电力网络中各支路的特性来描述。

1.1.1 线路参数

在电力系统程序设计中，线路参数一般采用线路的 Π 型数学模型，即线

路用节点间的阻抗和节点对地容性电纳来表示，由于线路的对地电导很小，

一般可忽略不计。其等价回路如下：

r+jx

i j

-jb/2 -jb/2

对于线路参数的数据文件格式一般可写为：

线路参数（序号，节点 i，节点 j，r，x，b/2）

1.1.2 变压器参数

在电力系统程序设计中，变压器参数一般采用 Π 型等值变压器模型，这

是一种可等值地体现变压器电压变换功能的模型。在多电压级网络计算中采

用这种变压器模型后，就可不必进行参数和变量的归算。双绕组变压器的等

值回路如下：

k Z

k:1 Z

(a)接入理想变压器后的等值电路 (b) 等值电路以导纳表示

三绕组变压器的等值回路如下：

综合所述，三绕组变压器的等值电路可以用两个双绕组变压器的等值电

路来表示。因此，对于变压器参数的数据文件格式一般可写为：

变压器参数（序号，节点 i，节点 j，r，x，k

）

其中，k

表示变压器变比。

1.1.3 对地支路参数

对地支路参数一般以导纳形式表示，其等价回路如下：

g-jb

对地支路参数的数据文件格式一般可写为：

接地支路参数（序号，节点 i，g

，b

）

第二节电力系统运行条件数据

电力系统运行条件数据包括发电机（含调相机）所连接的节点号、有功

与无功功率；负荷所连接的节点号、有功与无功功率；PV 节点与给定电压

值；平衡节点的节点号与给定电压值。

1.2.1 节点功率参数

电力系统中有流入流出功率的称为功率节点，有流入功率的称发电节点，

一般为各发电站、枢纽变电站等节点；有流出功率的称负荷节点。对于电力

系统稳态计算来说，功率节点都用有功功率 P 和无功功率 Q 来简单表示。

其等价回路如下：

节点功率参数的数据文件格式一般可写为：

节点功率数据（序号，节点 i，P

，Q

，P

，Q

）

1.2.2 PV 节点参数

根据给定节点变量的不同，可以有以下三种类型的节点：

1. PV 节点（电压控制母线）

这种节点的注入有功功率 Pi 为给定值，电压 Ui 也保持在给定数值。这种

类型节点相当于发电机母线节点，其注入的有功功率由汽轮机调速器设定，

而电压则大小由装在发电机上的励磁调节器控制；或者相应于一个装有调相

机或静止补偿器的变电所母线，其电压由可调无功功率的控制器设定。

要求有连续可调的无功设备，调无功来调电压值。

2. PQ 节点

这种节点的注入有功和无功功率是给定的，相应于实际电力系统中的一

个负荷节点，或有功和无功功率给定的发电机母线。

3. 平衡节点

这种节点用来平衡全电网的功率，一般选用一容量足够大的发电厂（通

常是承担系统调频任务的发电厂）来担任。平衡节点的电压和相位大小是给

定的，通常以它的相角为参考量，即取其电压相角为 0。一个独立的电力网

络只设一个平衡节点。

三类节点的划分并不是绝对不变的。PV 节点之所以能控制其节点的电

压为某一设定值，重要原因在于它具有可调节的无功功率出力。一旦它的无

功功率出力达到可调节的上限或下限，就不能使电压保持在设定值，PV 节

点将转化成 PQ 节点。

对于这三种类型的节点参数可如下表示

1. 平衡节点：给出节点编号，节点电压。

2. PQ 节点：在节点功率参数中就可表示。

3. PV 节点：需单列，其数据文件格式一般可写为：

PV 节点数据（序号，节点 i，电压 V

，无功功率下限，无功功率上

限）。

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