- •Классификация режимов
- •2. Параметры установившихся режимов
- •3.Уравнения режимов. Комплексная форма.
- •4.Уравнения режимов. Действительная форма.
- •8.Численные методы решения уравнений режима.Общие положния.
- •9. Метод Зейделя
- •10. Метод Ньютона
- •11.Расчет режимов электрических сетей методом Ньютона
- •13. Алгоритмизация методов расчета режимов
- •12. Модификации метода Ньютона
- •14. Учет слабой заполненности матрицы узловых проводимостей
- •15. Существование, единственность и устойчивость решения уравнений режима
- •16. Сходимость итерационного процесса
- •17. Расчет несимметричных режимов методом фазных координат
- •18.Расчет несимметричных режимов методом симметричных сост-щих
- •19. Расчет неполнофазных режимов
- •20. Расчет несинусоидальных режимов
- •21. Оптимизация режимов. Общие положения
- •22. Методы оптимизации
- •23. Оптимизация распределения активных мощностей между электростанциями
- •24. Оптимизация режима электрической сети по напряжнию, реактивной мощности и коэффициентам трансформации
- •25. Краткая характеристика других задач оптимизации
- •26. Основы управления режимами электрических систем
3.Уравнения режимов. Комплексная форма.
Как правило, расчет установившихся режимов электрических систем с помощью ЭВМ производится на основе метода узловых напряжений. Существует несколько форм записи системы уравнений узловых напряжений.
Исходной
(базовой) формой записи является
комплексная
форма баланса токов.
Пусть
сеть содержит n
узлов с неизвестными напряжениями
,
,
…,
.
Тогда система уравнений узловых
напряжений в комплексной форме баланса
токов имеет порядокn,
а i-е
уравнение системы имеет вид
,
(2.1)
где
Yii
– собственная проводимость
i-го
узла, равная сумме проводимостей ветвей,
сходящихся в этом узле; Yij
– взаимная проводимость
i-го
и j-го
узлов, равная сумме проводимостей
ветвей, непосредственно соединяющих
эти узлы;
–
задающий токi-го
узла;
,
(2.2)
где
nб
– количество базисных узлов (узлов, в
которых заданы модуль и фаза напряжения);
–
напряжение j-го
базисного узла; Yi,бj
– взаимная проводимость
i-го
узла и j-го
базисного узла;
–
сопряженный комплекс мощности,
потребляемой в
i-м
узле;
–
сопряженный комплекс напряжения
i-го
узла.
Кроме узлов с неизвестными напряжениями и базисных узлов, сеть может содержать узлы, балансирующие по реактивной мощности, в которых заданы модули напряжений, а фазы являются неизвестными.
Введем
единое обозначение для напряжений всех
типов узлов:
,
гдеi
– номер узла.
Пронумеруем узлы следующим образом:
узлы 1…n
– с неизвестными напряжениями; узлы (n
+
1)…m
– балансирующие по реактивной мощности;
узлы (m
+
1)…k
–
базисные. Тогда уравнения узловых
напряжений в комплексной форме баланса
токов можно записать в следующем виде
(с учетом (2.2)):
.
(2.3)
Кроме
формы баланса токов, при расчете режимов
часто используют форму
баланса мощностей.
Уравнения узловых напряжений в комплексной
форме баланса мощностей получаются
умножением уравнений типа (2.3) на
сопряженный комплекс напряжения i-го
узла
и имеют следующий вид:
.
(2.4)
4.Уравнения режимов. Действительная форма.
При непосредственном расчете режимов электрических сетей вместо комплексной формы используется действительная форма записи уравнений. Она получается путем разложения уравнений в комплексной форме на действительную и мнимую составляющие. При этом комплексы напряжений могут быть представлены в алгебраической форме (декартова система координат) или в тригонометрической форме (полярная система координат).
Запишем уравнения узловых напряжений в действительной форме баланса мощностей в полярной системе координат. Обозначим:
,
(2.5)
,(2.6
,
(2.7)
где Ui, δi – модуль и фаза напряжения i-го узла; gij, bij – действительная и взятая с обратным знаком мнимая составляющие проводимости Yij; Pi, Qi – активная и реактивная мощности, потребляемые в i-м узле.
Подставим (2.5), (2.6) и (2.7) в (2.4):
.(2.8)
Разделим действительную и мнимую части (2.8). При этом учтем, что
.
В результате получим общий вид уравнений узловых напряжений в действительной форме баланса мощностей в полярной системе координат (первое уравнение соответствует действительной части (2.8), а второе – мнимой части):
,
(2.9)
.
(2.10)
Выражения (2.9) и (2.10) можно разделить на величину Ui. Тогда получим уравнения узловых напряжений в действительной форме баланса токов в полярной системе координат, сдвинутые относительно уравнений (2.3) на угол (–δi):
,
(2.11)
.
(2.12)
Неизвестными в системе уравнений вида (2.11), (2.12) (или (2.9), (2.10)) являются модули напряжений U1, …, Un и фазы напряжений δ1, …, δm. Соответственно общее число уравнений в системе равно (n + m). Для каждого узла с неизвестными напряжениями записываются оба уравнения вида (2.11), (2.12) (или (2.9), (2.10)). Для каждого узла, балансирующего по реактивной мощности, используется только одно уравнение, например, (2.11) (или (2.9)).
