电力网络分析报告学后总结.docVIP

电力网络分析是电力系统分析的关键环节。随着国民经济的不断提高，社会对电能质量的需求也越来越高。电力系统分析的作用至关重要。高等电力网络分析是通过归纳、总结、提升，抽象出电网分析中的共性问题，从更基础的层面来描述和解决电网分析问题。此书把电力网络分为两部分来研究。第一部分为基础篇，介绍电力网络分析的基本原理。第二部分为应用篇，介绍潮流计算和故障分析。 第一部分 电力网络分析基本原理 一、电力网络分析的一般方法 1.1 网络分析概述 电力网络包含两个要素：电气元件及其联接方式。电力网络的运行特性的约束和元件之间联接关系的约束（拓扑约束）共同决定。 元件的特性约束由欧姆定律来描述：Ri=u, dLdt=u, 1Cidt=u. 网络的拓扑约束由基尔霍夫定律来描述： 基尔霍夫电流定律：I=0. 基尔霍夫电压定律：V=0. 有关电力系统分析计算问题包括状态估计、潮流计算、经济调度、故障分析、稳定计算等，这些问题既相互关联，又各有侧重点。如状态估计可以为潮流计算提供良好的初值，而潮流计算则是经济调度、故障分析、稳定计算与系统控制的出发点。网络分析是解决这些所有问题的共同基础。 研究一个特定的电力系统运行问题应当包括四个基本步骤： 1、建立电力网络元件的数学模型；2、建立电力网络的数学模型；3、选择合理的数值计算方法；4、电力网络问题的计算机求解。 网络分析中常用的关联矩阵有：节-支关联矩阵、回-支关联矩阵、割-支关联矩阵。 1.2 电力网络支路特性的约束 一般支路如图： 图1：一般支路 元件的约束特性可用以下支路方程来表示： Vk+Ek=zk(Ik+Isk) 或 Ik+Isk=yk(Vk+Ek) 把网络内所有支路方程集合在一起，引入电动势矢量和电流源矢量ES,IS. 可以得到网络的支路方程 Vb+Es=zb(Ib+Is) 或 Ib+Is=yb(Vb+Es) zb，yb为原始导纳矩阵和原始阻抗矩阵，若网络内所有的支路间不存在互感，zb，yb是对角阵，对角线元素既是相应的支路阻抗和支路导纳；若存在互感则zb在相应于互感支路相关的位置上存在非零非对角线元素。 1.3 网络方程 节点网络方程：YVN=IN; 其中 Y=AybAT。 回路网络方程：ZLIL=EL;其中ZL=BzbBT 1.4 关联矢量与支路的数学描述 关联矢量Mk是关联矩阵A第k个列向量，它与第k条支路相对应，描述了支路k在网络中的联接关系。可得到节点网络方程式的另一种形式： k=1bMkIk=IN=k=1bMkykMkT=YVN 它表明节点导纳矩阵可以按支路逐条形成。 二、电力系统网络矩阵 节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵是即包含了网络元件参数，又包含了网络元件的联接关系的矩阵，能够简单的描述网络模型。节点导纳矩阵元素代表短路参数，节点阻抗矩阵元素代表开路参数。 2.1 节点导纳支路 节点不定导纳矩阵Y0的性质：1、当不存在移相器支路的情况下，Y0是对称矩阵。2、Y0是奇异矩阵，即其任一行（列）元素之和为零。 节点定导纳Y的性质：1、Y是N*N阶对称矩阵。2、Y是稀疏矩阵。3、当存在接地支路时，Y是非奇异的，Y的每行元素之和等于该行所对应节点上的接地支路的导纳。4、电力网络中Y是接近对角占优的。 节点导纳支路的建立：Y=l=1bMlylMlT 节点导纳支路的修改： 支路移去和添加 当支路l从网络中移出，导纳矩阵将变成Y‘。 Y‘=Y-l=1bMlylMlT 1、 节点合并 双母线母联开关合上时，两节点合并为一个节点，新节点的注入电流等于原两个节点的注入电流之和。列入节点p，q合并后的节点为p，Vp+Vq=Vp’，Ip+Iq=Ip’；相应的把导纳矩阵的第q行加到第p行上，将第q列加到第p列上。节点合并并不改变导纳阵的奇异性。 2、 节点消去 令及诶单p为待消节点，将节点p排在后面，则有用导纳矩阵表示的网络方程是 YnYpYpTYPPVnVP=InIP 消去节点p后有 Yn-YpYpp-1YpTVn=In-YpYpp-1IP 令Y‘=Yn-YpYpp-1YpT为消去节点p后的节点导纳矩阵，则有 Yij‘=Yij-YipYpjYpp 消去节点p，只需对Y阵中和p有支路直接相连的节点之间的元素进行修正，其他节点之间的元素不用修正。消去节点p，导纳矩阵将降阶，但不影响导纳矩阵的奇异性。 2.2 节点阻抗矩阵 2.2.1 性质： 1、节点阻抗矩阵是对称阵。 2、对于联通的电力系统网络，当网络中有接地支路时，Z是非奇异满阵。 3、对纯感性支路组成的电网，有|Zii|≥|Zij|；且节点对自阻抗不小于节点对互阻抗，即|Zij，ij|≥|Zij，pq|。 2.2.2 用支路追加法建立节点阻抗矩阵 常用的方法有两种，支路追加法和对Y矩阵求逆。 部分网络是指所要分