节点1为平衡节点,节点4为PV节点,节点2、3为PQ节点,变压器两侧的电压等级分别为 10kV和 110kV。已知:Ù=1.0520°,P=0.5,U=1.1, Zz=0.08+j0.4,Z3=0.12+j0.5,Zz3=0.1+j0.4,Z=j0.3。S;=100MVA,V=V,S2=0.6+j0.25,S3=0.25+j0.1,求系统的节点导纳矩阵,写出详细计算步骤。
时间: 2024-04-02 17:31:14 浏览: 65
节点导纳矩阵计算
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首先,由于节点1为平衡节点,因此其注入功率和电压都为零。节点4为PV节点,其电压大小已知,而注入功率为已知值P。节点2和节点3为PQ节点,其注入功率和电压均未知。
其次,根据电路参数,可以求出各个支路的阻抗,进而计算节点导纳矩阵。具体步骤如下:
1. 计算变压器的等效阻抗Zeq,由于变压器两侧的电压等级不同,需要进行电压变比计算:
$$k = \frac{V_2}{V_1} = \frac{110\text{kV}}{10\text{kV}} = 11$$
$$Zeq = \frac{Z_3}{k^2} + \frac{Z_{z3}}{k} + Z_z + \frac{Z}{2} = 0.12 + j0.5$$
2. 计算节点导纳矩阵Ybus,根据支路阻抗和节点导纳矩阵的定义,可得:
$$Y_{11} = Y_{22} = Y_{33} = Y_{44} = \frac{1}{Z_z+\frac{Z}{2}} + \frac{1}{Zeq}$$
$$Y_{12} = Y_{21} = -\frac{1}{Z_z + \frac{Z}{2}}$$
$$Y_{13} = Y_{31} = -\frac{1}{Zeq}$$
$$Y_{14} = Y_{41} = 0$$
$$Y_{23} = Y_{32} = -\frac{1}{Z_3 + \frac{Z_{z3}}{2}}$$
$$Y_{24} = Y_{42} = -\frac{1}{Z}$$
$$Y_{34} = Y_{43} = -\frac{1}{Z}$$
3. 计算节点2和节点3的注入电流,由于节点2,3为PQ节点,其注入电流可以表示为:
$$I_2 = \frac{P_2+jQ_2}{U_2} = Y_{21}V_1 + Y_{22}V_2 + Y_{23}V_3 + Y_{24}V_4$$
$$I_3 = \frac{P_3+jQ_3}{U_3} = Y_{31}V_1 + Y_{32}V_2 + Y_{33}V_3 + Y_{34}V_4$$
其中,$P_2$和$Q_2$分别表示节点2的有功和无功注入功率,$U_2$表示节点2的电压大小;$P_3$和$Q_3$分别表示节点3的有功和无功注入功率,$U_3$表示节点3的电压大小。
4. 对节点2和节点3的注入电流进行迭代求解,直到收敛为止。具体步骤如下:
- 假设节点2和节点3的电压大小和相角为$U_2^{(0)}, \theta_2^{(0)}, U_3^{(0)}, \theta_3^{(0)}$,根据节点电压复数形式计算注入电流$I_2^{(0)}, I_3^{(0)}$。
- 根据节点电压和注入电流计算当前节点2和节点3的有功和无功注入功率$P_2^{(0)}, Q_2^{(0)}, P_3^{(0)}, Q_3^{(0)}$。
- 根据当前节点2和节点3的注入功率与期望的注入功率,计算电压修正量$\Delta U_2, \Delta \theta_2, \Delta U_3, \Delta \theta_3$。
- 更新节点2和节点3的电压大小和相角:$U_2^{(1)} = U_2^{(0)} + \Delta U_2, \theta_2^{(1)} = \theta_2^{(0)} + \Delta \theta_2, U_3^{(1)} = U_3^{(0)} + \Delta U_3, \theta_3^{(1)} = \theta_3^{(0)} + \Delta \theta_3$。
- 重复上述步骤,直到节点2和节点3的注入功率足够接近期望值,即收敛为止。
5. 根据节点电压和注入电流,可以计算出所有节点的有功和无功注入功率,从而验证计算结果的正确性。
以上就是详细的计算步骤,可以根据这些步骤编写matlab程序进行计算。
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