Математические задачи в энергетике. Медведева С.Н. - 14 стр.

UptoLike

Составители: 

ЛЕКЦ. 2-5: ФОРМЫ ЗАПИСИ УРАВНЕНИЙ УСТАНОВИВШЕГОСЯ
РЕЖИМА ДЛЯ ОБЩЕГО СЛУЧАЯ ЗАДАНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
(ПРОДОЛЖЕНИЕ ТЕМЫ)
Рассмотрим 4 формы записи СНАУ вида (3=3а), которую запишем еще
раз
б
б
у
1
д
у
UYSUUY =
)
)
. (3)
1. Узловые уравнения УР в форме баланса токов в прямоугольной
системе координат
Распишем комплексные выражения через их действительные и мнимые
составляющие:
,
,
;"'
;
бб
б
у
BGY
BGY
UUU
QPS
j
j
j
j
=
=
+=
+=
(4.1)
где P и Qвектор-столбцы соответственно активной и реактивной
составляющих мощностей в узлах; U’ и U”вектор-столбцы действительных
и мнимых составляющих вектор-столбца искомых напряжений в узлах
системы; G и Bквадратные матрицы порядка N.
Знак “-“ в выражениях для проводимостей введен для удобства записи,
поскольку
()()
jbg
xr
x
j
xr
r
jxrjxr
jxr
jxr
Y =
+
+
=
+
=
+
=
2222
1
.
Подставив эти выражения в (3), с учетом общепринятого
бб
U
=
U ,
получим
()( )
(
)
()( )
ббб
1
дд
"'"' Ujjjjj =+
BGQPUUUUBG .
Раскрываем скобки
(
)
(
)
()()
=+
+
+
=++
бббб
дддд
дд
"'"'
"'
""'' UjU
jj
jj
jj BG
UUUU
QPUU
BUGUBUGU
(учтем, что знаменатель равен разности квадратов, а следовательно
(
)( )
2
д
2
д
2
д
"' UUU =+
в знаменателе диагональная матрица квадратов
напряжений)
бббб
2
дд
2
дд
2
дд
2
дд
""'' UjUjj BGQUUPUUQUUPUU +++=
.
Разделим действительные и мнимые части уравнения на два векторных
уравнения отдельно для действительной и мнимой части
++=+
+=+
,"'"
;"'
бб
2
дд
2
дд
бб
2
дд
2
дд
Uj
U
BPUUQUUGUBU'
GQUUPUUBU"GU'
(4.2)
где
{
}
22
д
diag
=
k
UU .
В развернутом виде система уравнений принимает вид (для kго узла):
++=
+
+=
+
==
==
.
"'
"'
;
"'
"'
бб
22
11
бб
22
11
UbP
U
U
Q
U
U
UgUb
UgQ
U
U
P
U
U
UbUg
kk
k
k
k
k
k
N
j
jkj
N
j
jkj
kk
k
k
k
k
k
N
j
jkj
N
j
jkj
(4.2а)
2. Узловые уравнения УР в форме баланса токов в полярной системе
координат
Для получения этих уравнений удобно воспользоваться развернутой
(не матричной!) формой записи исходной системы уравнений (3), то есть
б
б
1
ˆ
UY
U
jQP
UY
k
k
kk
N
j
j
kj
=
=
. (4.3)
  ЛЕКЦ. 2-5: ФОРМЫ ЗАПИСИ УРАВНЕНИЙ УСТАНОВИВШЕГОСЯ                                                                                (U'д + jU"д ) ⋅ (P − jQ )
                                                                                                 GU'− jBU'+ jGU"+ BU" =                                      − G U + jB бU б =
 РЕЖИМА ДЛЯ ОБЩЕГО СЛУЧАЯ ЗАДАНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
                   (ПРОДОЛЖЕНИЕ ТЕМЫ)                                                                                            (U'д + jU"д )⋅ (U'д − jU"д ) б б
      Рассмотрим 4 формы записи СНАУ вида (3=3а), которую запишем еще                          (учтем, что знаменатель равен             разности квадратов, а следовательно
раз                                                                                            (U'д )2 + (U"д )2 = U 2д      – в знаменателе диагональная матрица квадратов
                                       ) )
                               Y у U = U д−1S у − Y бU б .                              (3)    напряжений)
      1. Узловые уравнения УР в форме баланса токов в прямоугольной                              = U ' д U −д 2 P − jU ' д U −д 2 Q + jU"д U −д 2 P + U"д U −д 2 Q − G бU б + jB бU б .
системе координат
                                                                                                       Разделим действительные и мнимые части уравнения на два векторных
      Распишем комплексные выражения через их действительные и мнимые
                                                                                               уравнения отдельно для действительной и мнимой части
составляющие:
                                     S = P + jQ;                                                                GU'+ BU" = U' д U д− 2 P + U"д U д− 2 Q − G бU б ;     ⎫
                                                                                                                                                                       ⎪
                                                                                                                                                                       ⎬            (4.2)
                                     U = U'+ jU" ;                                                              − BU'+GU" = − U' д U −д 2 Q + U"д U −д 2 P + jB бU б ,⎪⎭
                                                                                       (4.1)
                                     Y у = G − jB ,
                                     Y б = G б − jB б ,
                                                                                                                 { }
                                                                                               где U д− 2 = diag U k− 2 .

                                                                                                       В развернутом виде система уравнений принимает вид (для k–го узла):
где P и Q – вектор-столбцы соответственно активной и реактивной
составляющих мощностей в узлах; U’ и U” – вектор-столбцы действительных                                     N                N           U 'k          U "k          ⎫
                                                                                                           ∑ g kjU ' j + ∑ bkjU " j =           Pk +        Qk − g kбU б ;
                                                                                                                                                                     ⎪
и мнимых составляющих вектор-столбца искомых напряжений в узлах                                            j =1          j =1         U k2             U k2          ⎪
                                                                                                               N             N
                                                                                                                                                                     ⎬             (4.2а)
системы; G и B – квадратные матрицы порядка N.                                                                                             U 'k     U "k
                                                                                                           − ∑ bkjU ' j + ∑ g kjU " j = −       Q +      P + bkбU б .⎪
      Знак “-“ в выражениях для проводимостей введен для удобства записи,                                                                     2 k      2 k           ⎪
                                                                                                              j =1          j =1           Uk       Uk               ⎭
поскольку
                                                                                                       2. Узловые уравнения УР в форме баланса токов в полярной системе
              1          r − jx             r          x
       Y=         =                     =        −j        = g − jb .                          координат
            r + jx (r + jx ) ⋅ (r − jx ) r + x
                                          2    2
                                                    r + x2
                                                     2
                                                                                                       Для получения этих уравнений удобно воспользоваться развернутой
      Подставив эти выражения в (3), с учетом общепринятого U б = U б ,                        (не матричной!) формой записи исходной системы уравнений (3), то есть

получим                                                                                                                      N           P − jQk
                                                                                                                             ∑ Y kj U j = k      − Y kбU б .                        (4.3)
                                                                                                                                            Uˆ k
       (G − jB ) ⋅ (U'+ jU") = (U' д − jU"д )
                                            −1
                                                 ⋅ (P − jQ ) − (G б − jB б ) ⋅ U б .                                        j =1

      Раскрываем скобки