华电《电力系统分析基础》第4章 复杂电力系统潮流的计算机算法.ppt

《电力系统分析基础》中的第四章主要探讨了如何利用计算机算法解决复杂电力系统的潮流问题。潮流计算是电力系统稳态分析的核心，它涉及电力系统中功率的分布和流动。这一章的重点在于构建数学模型和选择解算方法，而非编程实现。 建立数学模型是通过节点电压方程来实现的，这通常涉及到导纳矩阵的形成与修改。节点电压方程基于基尔霍夫电流定律和电压定律，将网络的元件（如发电机、负荷和线路）用导纳表示，并以母线电压为未知量来构建方程。导纳矩阵包含自导纳（同一节点的导纳）和互导纳（不同节点间的导纳），其元素的物理意义反映了网络中各节点电压和电流的关系。 在电力网络中，节点可以被分为PQ节点和PV节点。PQ节点的有功功率和无功功率是已知的，而电压幅值和相角是未知的；PV节点的电压幅值是已知的，有功功率、无功功率和相角是未知的。这些节点分类有助于简化计算。 对于计算过程，由于功率方程的非线性性质，常常采用迭代法来求解。其中，高斯-塞德尔法是一种常用但计算速度较慢、易于收敛的方法。相比之下，牛顿-拉夫逊法更为高效，但需要谨慎选择初始值，因为它依赖于局部线性化。牛顿-拉夫逊法有多种实现形式，如直角坐标法、极坐标法以及PQ分解法。 在实际应用中，由于电力系统的规模和复杂性，导纳矩阵往往是稀疏的，即大部分元素为零。这种特性有利于减少计算量和存储需求。当系统状态改变，如支路参数调整或设备投入/切除时，只需要修改影响到的节点自导纳和互导纳，而不必重新计算整个矩阵。 电力系统潮流的计算机算法是电力系统分析的关键，它涉及到数学模型的建立、迭代法的选择以及导纳矩阵的处理。理解和掌握这些概念对于理解和优化电力系统的运行至关重要。