Informe de propuesta sobre cálculo de flujo de potencia
Informe de propuesta de cálculo del flujo de energía
El cálculo del flujo de energía consiste en determinar los parámetros del estado operativo de estado estable de cada parte del sistema eléctrico en función de la estructura, los parámetros y el funcionamiento de la red eléctrica determinados. Cálculo de condiciones de generadores, cargas y otros componentes.
Informe del proyecto de simulación y modelado de cálculo de flujo de potencia de MatlAB
La importancia y el propósito de la selección del tema
El cálculo del flujo de potencia es el cálculo de análisis más simple pero muy importante del sistema de energía, se puede utilizar para estudiar diversas cuestiones planteadas en la planificación y operación del sistema. Para los sistemas de energía en planificación, los cálculos del flujo de energía se pueden usar para probar si el esquema de planificación del sistema de energía propuesto puede cumplir con los requisitos de varios modos de operación para los sistemas de energía en operación; los cálculos del flujo de energía se pueden usar para predecir varios cambios de carga y estructura de la red; ¿Ponerá en peligro la seguridad del sistema? ¿Si el voltaje de todas las barras colectoras del sistema está dentro del rango permitido? ¿Se sobrecargarán varios componentes del sistema (líneas, transformadores, etc.) y qué medidas preventivas se deben tomar? tomado con antelación cuando puede ocurrir una sobrecarga esperar?
Sin embargo, el programa tradicional de cálculo de flujo de potencia carece de una interfaz gráfica de usuario, la visualización de resultados no es intuitiva y es difícil de integrar con otras funciones de análisis. La entrada de datos sin procesar de la red es pesada y genera errores. propenso. Con el rápido desarrollo de la tecnología informática, combinado con las características de los sistemas de energía y las ideas de diseño de desarrollo y la estructura general del software de cálculo gráfico del flujo de energía, la aplicación del software MATLAB puede mejorar en gran medida los problemas en esta área. Las características principales de este sistema son un funcionamiento sencillo, una interfaz gráfica intuitiva, un funcionamiento estable y un cálculo preciso. Durante el cálculo, se realizaron algunas mejoras al algoritmo para aumentar la velocidad de cálculo. La encapsulación efectiva de varios tipos hace que el programa tenga buena modularidad, mantenibilidad y reutilización.
Estado actual de la investigación sobre el tema (incluida la revisión de la literatura)
El cálculo del flujo de potencia del sistema de energía es una operación básica para estudiar el funcionamiento en estado estacionario del sistema de energía. la distribución de voltaje y distribución de energía del sistema, así como la distribución de energía de la red y las pérdidas en . Para los sistemas de energía en planificación, los cálculos del flujo de energía se pueden usar para probar si el esquema de planificación del sistema de energía propuesto puede cumplir con los requisitos de varios modos de operación para los sistemas de energía en operación; los cálculos del flujo de energía se pueden usar para predecir varios cambios de carga y estructura de la red; ¿Ponerá en peligro la seguridad del sistema? ¿Si el voltaje de todas las barras colectoras del sistema está dentro del rango permitido? ¿Se sobrecargarán varios componentes del sistema (líneas, transformadores, etc.) y qué medidas preventivas se deben tomar? tomado con antelación cuando puede ocurrir una sobrecarga esperar?
El cálculo del flujo de energía no es solo la base para el análisis cuantitativo de la racionalidad, confiabilidad y economía de los métodos de planificación, diseño y operación de sistemas de energía, sino también la base para los cálculos de estabilidad estática y transitoria de los sistemas de energía. El uso de computadoras electrónicas para cálculos de flujo de potencia comenzó a mediados de la década de 1950. Se experimentó el método de iteración de Gauss-Seidel basado en la admitancia nodal. ¿El método típico para resolver ecuaciones no lineales, y su método mejorado es rápido? Método de descomposición de PQ desacoplado.
En los últimos 20 años, la investigación sobre algoritmos de flujo de potencia sigue siendo muy activa, pero la mayor parte de la investigación se centra en mejorar el método de Newton y el método de descomposición PQ. Además, con el desarrollo de la teoría de la inteligencia artificial, los algoritmos genéticos, las redes neuronales artificiales y los algoritmos difusos se introducen gradualmente en los cálculos del flujo de energía. Sin embargo, hasta ahora estos modelos y algoritmos no pueden reemplazar el método de Newton y el método de descomposición PQ. Los requisitos para el cálculo del flujo de potencia se pueden resumir en los siguientes puntos: (1) Fiabilidad o convergencia del algoritmo
(2) Velocidad de cálculo y uso de memoria
(3) Conveniencia del cálculo y flexibilidad. Con las características cada vez más destacadas de los sistemas grandes, la fuerte no linealidad y los múltiples componentes en los sistemas de energía, la cantidad de cálculos y la complejidad de los mismos han aumentado dramáticamente. Cuando el software de computadora antiguo procesa los cálculos del flujo de energía, su velocidad ya no puede satisfacer las necesidades de las grandes empresas de energía. Simulaciones de red y cálculos en tiempo real. Requisitos de simulación de control. MATLAB es un software matemático comercial producido por la empresa estadounidense MathWorks. Es un lenguaje informático técnico avanzado y un entorno interactivo utilizado para el desarrollo de algoritmos, visualización de datos, análisis de datos y cálculos numéricos.
No tiene rival en cálculos numéricos entre los software de aplicación de tecnología matemática. MATLAB puede realizar operaciones matriciales, dibujar funciones y analizar datos, desarrollar e implementar algoritmos, crear modelos de interfaz de usuario y conectar programas y aplicaciones en otros lenguajes de programación.
Con su lenguaje, herramientas y funciones matemáticas integradas, puede explorar una variedad de métodos y obtener resultados más rápido que las hojas de cálculo o los lenguajes de programación tradicionales como C/C++ o Java. MATLAB se utiliza en una amplia gama de aplicaciones que incluyen procesamiento de señales y comunicaciones, procesamiento de imágenes y videos, sistemas de control, pruebas y mediciones, finanzas computacionales y biología computacional. MATLAB, un lenguaje informático técnico, es utilizado por más de un millón de ingenieros y científicos en la industria y las instituciones académicas. MATLAB es un lenguaje informático científico que integra potentes funciones como cálculos numéricos, operaciones simbólicas y procesamiento de gráficos.
El software informático MATLAB es potente al escribir programas, el lenguaje MATLAB permite a los usuarios escribir programas en un lenguaje matemático, que está más cerca de los formatos de expresión matemática escrita que el lenguaje BASIC y el lenguaje FORTRAN, y sus programas son fáciles de usar. depurar. Con los mismos requisitos de cálculo, utilizando la programación MATLAB, la carga de trabajo se reducirá considerablemente. El método de utilizar el lenguaje MATLAB para calcular el flujo de energía del sistema eléctrico es fácil de programar, altamente eficiente y está en línea con los hábitos de pensamiento de las personas. Los resultados del cálculo pueden satisfacer las necesidades de los cálculos de ingeniería y, al mismo tiempo, verificar la efectividad del método. abriendo nuevas vías para resolver problemas de cálculo del flujo de energía en grandes redes eléctricas.
Contenido del tema e ideas de investigación
Para analizar los métodos de cálculo del flujo de potencia comúnmente utilizados, como el método de Newton-Raphson, primero establezca un modelo matemático para el cálculo del flujo de potencia, que incluya principalmente el principio de matriz de admitancia y métodos de cálculo, ecuaciones básicas para cálculos de flujo de potencia, clasificaciones de nodos de sistemas de flujo de potencia y restricciones para cálculos de flujo de potencia. En segundo lugar, se resumen los principios básicos, el proceso de solución y el diagrama de bloques del programa del método Newton-Raphson. Finalmente, se utiliza el software MATLAB para generar y operar la matriz y el programa de cálculo de flujo de potencia del método Newton-Raphson. Utilice el método Newton-Raphson para construir un modelo de simulación con los datos originales preparados, analizar los resultados de la simulación y completar la especificación de diseño.
Puntos clave y dificultades del tema
Las características de los sistemas de energía modernos, como los sistemas grandes, la fuerte no linealidad y los componentes múltiples, son cada vez más prominentes. La cantidad de cálculos y la complejidad de los cálculos. han aumentado dramáticamente, y el método de Newton-Raphson es un cálculo iterativo eficiente para resolver ecuaciones algebraicas no lineales. El método Newton-Raphson requiere extensos cálculos numéricos. Los métodos para determinar la autoadmitancia y la admitancia mutua, las propiedades de las matrices de admitancia de los nodos, los circuitos equivalentes de transformadores de relación no estándar y la clasificación de los nodos del sistema de energía son relativamente fáciles de confundir. En el diseño de MATLAB, el formato de llenado de los datos originales es un vínculo muy crítico y está directamente relacionado con la conveniencia y flexibilidad del uso del programa. La cantidad de entrada de datos es relativamente grande, así que tenga cuidado, de lo contrario la carga de trabajo aumentará considerablemente.
Esquema del artículo
Descripción general del cálculo del flujo de potencia del sistema de energía
1.1 Introducción al sistema de energía
1.2 Introducción al cálculo del flujo de potencia
1.3 La importancia y el desarrollo del cálculo del flujo de potencia
2. Modelo matemático del cálculo del flujo de potencia
2.1 Principio y método de cálculo de la matriz de admitancia
2.1.1 Método de determinación de admitancia y admitancia mutua autodireccional
2.1.2 Naturaleza e importancia de la matriz de admitancia del nodo
2.1.3 Circuito equivalente de transformador de relación no estándar
2.2 Ecuaciones básicas para el cálculo del flujo de potencia
2.3 Clasificación de los nodos del sistema eléctrico
2.4 Restricciones para el cálculo del flujo de potencia
3. Descripción general de Newton -Método Raphson
3.1 Principios básicos del método Newton-Raphson
3.2 Proceso de resolución del método Newton-Raphson
3.3 Diagrama de bloques del programa del método Newton-Raphson
4, Modelado y simulación en MatlAB
4.1 Introducción a Matlab
4.2 Generación de matrices
4.3 Operaciones con matrices
4.4 Programa de cálculo del flujo de potencia del método Newton-Raphson
4.5 Análisis de resultados
Resumen
Programa (incluyendo división de tiempo y contenido principal de cada etapa)
Diseño del número de serie Nombre y fecha de cada etapa (semana de enseñanza)
⒈ Emitir un libro de tareas, recuperar y recopilar la información más reciente sobre el tema, realizar investigaciones y análisis 7 de noviembre de 2014 - noviembre 13
⒉ Proporcionar un informe de propuesta de proyecto del 14 de noviembre de 2014 al 22 de noviembre
⒊ Modificar los materiales de traducción en idiomas extranjeros relacionados con el informe de propuesta del 22 de noviembre al 28 de diciembre de 2014
⒋ Con base en el informe de la propuesta, realizar una inspección intermedia y redactar el primer borrador del trabajo del 1 de enero de 2015 al 15 de marzo de 2015
⒌ Modificar el trabajo según las opiniones del instructor. , completa el trabajo y envíalo del 15 de marzo de 2015 al 18 de abril de 2015
⒍ El instructor evaluará las calificaciones y el maestro revisará el trabajo del 18 al 30 de abril de 2015
⒎ Defensa de graduación del 30 de abril al 16 de mayo de 2015
Referencias
[1] Chen Yan. Análisis del estado estacionario de sistemas energéticos (Tercera edición Beijing: China Electric). Power Press, 2007
[2] Li Guangqi. Análisis transitorio de sistemas eléctricos (Tercera edición Beijing: China Electric Power Press, 2007
[3] Li Weibo. MATLAB en Ingeniería Eléctrica Beijing: China Electric Power Press, 2007
[4] Zhang Zhiyong, Yang Zuying (2008a) Beijing: Beihang University Press, 2006
[. 5] Chen Yue. Guía del proyecto de graduación de ingeniería eléctrica Volumen del sistema de energía Beijing: China Water Conservancy and Hydropower Press, 2003
[6] Liu Tianqi, Qiu Xiaoyan "Análisis teórico de los sistemas de energía" (Segunda edición). ) Beijing: Science Press, 2013
[ 7] Zhang Baohui, Yin Xianggen "Power System Relay Protection" (Segunda edición) Beijing: China Electric Power Press, 2013
[8] Zhao Guangyuan "Práctica de simulación de sistemas de control y MATLAB" (segunda edición) Beijing: Beihang University Press, 2012
[9] Wang Shouxiang, Liu Yutian "Estado de la investigación sobre el cálculo del flujo de energía del sistema de energía" Escuela de Energía Eléctrica Ingeniería, Universidad Tecnológica de Shandong
[10] Zhang Ning, Han Yong "Cálculo del sistema de energía basado en MATLAB" Escuela de Ingeniería de la Información, Universidad Northwest A&F
[11] Xue Wei, Shu Jiwu, Wang Xinfeng, Zheng Weimin "Investigación sobre el algoritmo paralelo del flujo de energía del sistema eléctrico"
Progreso de la investigación" Departamento de Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica Aplicada, Universidad de Tsinghua, Beijing
[12] Luo Huafei "Notas de aprendizaje sobre diseño de GUI de MATLAB" (3.a edición) Beijing: Beihang University Press 2014
[13] "Investigación sobre el cálculo del flujo de energía del método de descomposición PQ del sistema de energía basado en MATLAB" de Xu Jinsong, Ning Kelin y Yang Yongfeng 2011
[14] Enciclopedia Baidu "Cálculo del flujo de energía del sistema de energía"
[15]Nagrath I J, Kothari D R. Análisis del sistema de energía moderno. Nueva Delhi: TataMcGraw-Hill Publishing Company.8-2005
[16]P.K.Mannava,L.Teeslink, A.R.Hasan .Evaluación de paralelización de algoritmos de flujo de energía. En: actas del 40º Simposio sobre circuitos y sistemas del Medio Oeste [D], Sacramento, California, EE. UU., agosto de 1997
[17]D.A.Arzamaisev,P.I.Bartolomej, A, M,Holjan,Sistema de control automático y optimización de modos de sistemas de energía eléctrica,Moscú:Vysshaya Shkola,1983
[18]V.I.Tarasov,Métodos de minimización no lineal para calcular estados estacionarios de sistemas de energía eléctrica,Novosibirsk :Nauka ,2001;