论文总字数：26214字

摘 要

在研究电力系统稳态运行情况时，我们最常用到一种基本电气计算就是电力系统潮流计算。电力系统潮流计算的目标是根据给定的电力网络和初始条件计算并了解整个电力系统网络的运行状态，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。如果要进行电力系统稳定计算和故障分析，就必须得出潮流计算的结果。电力系统一直在不断发展和扩大，电力系统越来越复杂，应用计算机算法计算潮流使得潮流计算更加快速准确。PQ分解法是脱胎自更古老的牛顿-拉夫逊法却又自成一派的电力系统潮流算法，它发现了电力网络尤其是高压网络在真实运行环境下所具有的物理特性，可以达成牛顿-拉夫逊法的简化条件。本文对复杂网络应用PQ分解法进行电力系统潮流计算，编写计算机程序，并进行算例分析。从而深入研究PQ分解法解决潮流计算问题，使得潮流计算更快速准确。

关键词：潮流计算；P-Q分解法；电力系统

Power System Load Flow Calculation Based on P-Q Decomposition Method

Abstract

When studying the steady-state operation of the power system, one of the most commonly used electrical calculations is the power system load calculation. The power system power flow calculation goal is to calculate and understand the operating status of the entire power system network according to a given power network and initial conditions, such as voltage (amplitude and phase angle) on each bus, power distribution in the network, and power loss, etc. . If power system stability calculations and failure analysis are to be performed, the result of the load flow calculation must be obtained. The power system has been continuously developing and expanding, and the power system has become more and more complex. The use of computer algorithms to calculate the power flow makes the power flow calculation more rapid and accurate. The PQ decomposition method is a power system power flow algorithm derived from the more ancient Newton-Raphson method, but it has discovered that the power network, especially the high voltage network, has the physical characteristics under the real operating environment and can be achieved by Newton-Ruff. The simplification condition of the law. This paper applies the PQ decomposition method to the complex network to calculate the power flow of the power system, compile the computer program, and analyze the examples. So in-depth study of PQ decomposition method to solve the power flow calculation problem, making the load flow calculation more quickly and accurately.

Keywords: tidal current calculation, p-q decomposition method, power system. 目 录

第一章 绪 论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 基于P-Q分解法的潮流计算的国内外发展现状 2

第二章 电力系统潮流计算基本理论 3

2.1 简单电力系统潮流计算的方法 3

2.1.1 电力线路的功率损耗和电压降落 3

2.1.2 变压器的功率损耗和电压降落 3

2.2 潮流计算的基本方程 3

2.3 节点的分类 4

2.4 潮流计算的约束条件 5

第三章 基于P-Q分解法的电力系统潮流计算理论 6

3.1 节点导纳矩阵 6

3.2 P-Q分解法潮流计算 7

3.3 P-Q分解法计算机算法理论 9

3.4 P-Q分解法的特点和性能分析 14

3.4.1 P -Q 分解法修正方程式的特点 14

3.4.2 P-Q分解法的收敛特性 14

第四章 电力系统潮流计算 16

4.1 算例分析 16

4.1.1 算例接线图与数据 16

4.1.2 节点导纳矩阵 17

4.2 计算结果 18

4.3 结果分析 20

第五章 结束语 21

致 谢 22

参考文献 23

附 录 24

第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

在电力系统分析中，电力系统潮流计算是一种十分重要的计算方法。它对于分析研究电力系统的稳定运行情况有着莫大的帮助。电力系统潮流计算根据电力网络图中所给的已知量条件并结合电力网络结构来分析且判断这全部电力系统的运行情况，例如，通过计算某电力系统，可以求得各母线上的电压和网络中的功率损耗以及功率分布等。只有通过计算电力系统潮流计算，才可以快速分析电力系统的运行情况，分析电力系统的网络损耗；通过计算电力系统的潮流计算，可以方便电力系统网络规划，方便设计出更加精确、廉价、安全的电力系统网络分布；同时，快速而精确的电力系统潮流计算，使得我们可以对电力网络的运行情况进行实时的监控，方便管理。

随着人们对电力系统的不断研究，科学技术的不断发展，利用计算机算法来计算电力系统潮流计算变得更加快速，更加准确。PQ分解法是脱胎自更古老的牛顿-拉夫逊法却又自成一派的电力系统潮流算法，它发现了电力网络尤其是高压网络在真实运行环境下所具有的物理特性，可以达成牛顿-拉夫逊法的简化条件。本文对复杂网络应用PQ分解法进行电力系统潮流计算，编写计算机程序，并进行算例分析。从而深入研究PQ分解法解决潮流计算问题，使得潮流计算更快速准确。

电力系统潮流计算方法一般归结为两类，即手算潮流和计算机潮流计算。手算潮流计算主要是利用简化的等值电路，这种方法一般应用于规模不大的辐射型电力网络潮流计算。计算机潮流计算方法一般分两种：1.编程完成方程的迭代来求解。2.利用仿真软件构建系统模型求解，这种方法广泛用于大规模的电力系统潮流计算中。对于潮流计算的要求归为以下几点：1.计算方法的可靠性或收敛性。2.对计算机内存量的要求。3.计算速度。4.计算灵活性。

在利用计算机解决潮流计算问题的初始阶段，普遍使用以节点导纳矩阵为基础的逐次带入法。这个方法的原理简单，对于计算机的内存要求也比较小，符合50年代的计算机制造水平和潮流计算的理论知识层次。到了60年代，为了解决之前方法出现不收敛的情况，研究出了以阻抗矩阵为主的逐次代入法，在当时得到了广泛的应用。但其缺点是占用内存较大。对此，出现了以阻抗矩阵为基础的分块矩阵法，不仅解决了内存问题，还加快了运算速度。解决阻抗法缺点的另一方法就是采用牛顿-拉夫逊法，由于其在收敛性、内存要求和计算速度上的优越性成为一直沿用至今的方法。近20多年来，潮流算法的研究从未停止，但大多数都是围绕牛顿法和其改造的P-Q分解法进行的。

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