第一篇：電力系統(tǒng)潮流上機設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)書061210
電力系統(tǒng)潮流上機課程設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)書
電力系統(tǒng)潮流上機課程設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)書（適用于Tc）
一、基礎(chǔ)知識的要求
1． 掌握一種解線性方程組的方法，如三角分解法，高斯消去法
2． Tc的要求：變量的類型，變量的定義，數(shù)組或結(jié)構(gòu)體的定義和賦值。各種條件判斷語句，循環(huán)語句的使用。掌握“*.txt”文件的打開，讀寫，關(guān)閉的函數(shù)。掌握文件讀寫的格式。
3． 掌握子函數(shù)的聲明，定義，調(diào)用的方法。
4． 對Tc環(huán)境的掌握：打開文件，保存文件（F2），另存文件，斷點的設(shè)置（Ctrl+F8），調(diào)試變量的設(shè)置（Ctrl+F7），單步調(diào)試（F7），路徑的設(shè)置。學(xué)會看幫助（F1），在調(diào)試過程中結(jié)束程序運行（Ctrl+F2）
5． 《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》教材中第四章涉及到的基本知識。
二、設(shè)計注意事項
1． 變量和數(shù)組的定義要寫在函數(shù)的開頭。2． Tc是區(qū)分大小寫的。
3． Tc數(shù)組或結(jié)構(gòu)體從0開始計數(shù)。
4． 循環(huán)語句只對它后面的第一語句起作用，如果想對多個語句起作用，則用{}括起來。5． 同樣的符號不能既定義成單獨變量，又定義成數(shù)組，這樣程序會出錯。6． “Break”語句必須在一個循環(huán)體里。7． 文件的讀寫目錄用“”表示。
8． 建議用《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》書中的例4-3 來校驗結(jié)果是否正確。
9．不要在實驗室吃東西
三、程序設(shè)計指導(dǎo)
1．.c和.h程序可以用記事本編輯。在C環(huán)境下也可以編輯查看*.txt文件。
2． 將我提供的程序拷貝到d:lx目錄下，并將Options――Directories中的輸出目錄改為d:lx，就可以運行。（我提供的四個文件，lx0.c導(dǎo)納陣形成文件；導(dǎo)納陣形成文件需要的頭文件,in.txt，潮流計算的原始數(shù)據(jù)；G0607.C,用高斯消去法解線方程組。GGBB.txt是lx0.c文件運行后生成的）
3． 數(shù)據(jù)的讀入和讀出：潮流計算的原始數(shù)據(jù)存放在in.txt，計算的最終結(jié)果存放在out.txt文件中。下面以形成導(dǎo)納矩陣為例，說明數(shù)據(jù)的讀寫，導(dǎo)納導(dǎo)納矩陣存儲在GGBB.txt中。以《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》教材124頁例3－6題的數(shù)據(jù)存儲格式，可以直接拷貝建立in.txt。
5,7,0 1,1.06000,0.00000,0.00000,0.00000,0.00000,0.00000,2 2,1.00000,0.00000,0.20000,0.20000,0.00000,0.00000,0 3,1.00000,0.00000,0.00000,0.00000,0.45000,0.15000,0 4,1.00000,0.00000,0.00000,0.00000,0.40000,0.05000,0 5,1.00000,0.00000,0.00000,0.00000,0.60000,0.10000,0 1 1 3 0.08000 0.24000 0.00000 1.00000 2 3 4 0.01000 0.03000 0.00000 1.00000 3 4 5 0.08000 0.24000 0.00000 1.00000 4 2 5 0.04000 0.12000 0.00000 1.00000
電力系統(tǒng)潮流上機課程設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)書 1 2 0.02000 0.06000 0.00000 1.00000 6 2 3 0.06000 0.18000 0.00000 1.00000 7 2 4 0.06000 0.18000 0.00000 1.00000
4． 節(jié)點導(dǎo)納矩陣的形成 程序名稱lx0.c
struct Line { int Num,NumI,NumJ;float R,X,B,K;};struct Bus { int Num;float Volt,Phase,GenP,GenQ,LoadP,LoadQ;int Type;};struct Shunt { int Num,NumI;float G,B;};
#include“stdio.h” #include“string.h” #include“math.h” #include“stdlib.h”
#define NBUS 5 #define NLINE 7
/* Global variables */ int nL,nSH,nB,nVA;float X[NBUS];int L;
main(){ FILE *fp;FILE *fpout;int i,j,k,l,h;int i1,i2,i3,kp,kq;
電力系統(tǒng)潮流上機課程設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)書
float d1,d2,d3,d4,d5,d6,r,x,g,b,tt,LL,e,ps,qs,shsh;struct Line sL[NLINE];struct Bus sB[NBUS];struct Shunt sSH[NBUS];float YG[NBUS][NBUS],YB[NBUS][NBUS];
i1=i2=i3=0;d1=d2=d3=d4=d5=d6=ps=qs=0.0;
e=0.00001;for(i=0;i for(i=0;i sB[i].Num=i1;sB[i].Volt=d1;sB[i].Phase=d2;sB[i].GenP=d3;sB[i].GenQ=d4;sB[i].LoadP=d5,sB[i].LoadQ=d6;sB[i].Type=i2;}; for(i=0;i sL[i].Num=i1;sL[i].NumI=i2;sL[i].NumJ=i3;sL[i].R=d1;sL[i].X=d2;sL[i].B=d3;sL[i].K=d4;} for(i=0;i 電力系統(tǒng)潮流上機課程設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)書 /*Make Y Matrix*/ for(i=1;i for(l=0;l /* Check the Y matrix */ if((fp=fopen(“GGBB.txt”,“w”))==NULL){ printf(“Can not open the file named 'GGBB.txt' n”);exit(0);} fprintf(fp,“---Y Matrix---n”);for(i=1;i 電力系統(tǒng)潮流上機課程設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)書 3．解修正方程組：這是用高斯主元素消去法解方程組。重點學(xué)習(xí)如何聲明和調(diào)用子程序。在潮流計算中要把高斯消去法子程序放到潮流計算主程序后面。程序如下（可以直接拷貝到*.c文件中運行）： #include“stdio.h” #include“string.h” #include“math.h” #define NBUS 3 /*節(jié)點數(shù)*/ void Gauss();/*高斯消去法是解線性方程組的一個方法，這里用列主元消去法*/ main(){ float AA[3][3]={{2,1,1,},{1,3,2},{1,2,2}};float BB[3]={4,6,5};int NN=3;Gauss(AA,BB,NN);} void Gauss(float a[NBUS][NBUS], float b[NBUS], int n)/*定義高斯法 */ { int JS[NBUS];int i,j,k;float d,t,x[NBUS];FILE *fp;int L=1;for(i=0;i 電力系統(tǒng)潮流上機課程設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)書 a[i][JS[k]]=t;} } if(L==0)break;for(j=k+1;j 用追趕法，解方程組，求將結(jié)果寫到TXT 南 京 理 工 大 學(xué) 《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》 課程報告 姓名 XX 學(xué) 號： 5*** 自動化學(xué)院 電氣工程 基于牛頓-拉夫遜法的潮流計算例題編程報學(xué)院(系): 專 業(yè): 題 目: 任課教師 碩士導(dǎo)師 告 楊偉 XX 2015年6月10號 基于牛頓-拉夫遜法的潮流計算例題編程報告 摘要：電力系統(tǒng)潮流計算的目的在于：確定電力系統(tǒng)的運行方式、檢查系統(tǒng)中各元件是否過壓或者過載、為電力系統(tǒng)繼電保護的整定提供依據(jù)、為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計算提供初值、為電力系統(tǒng)規(guī)劃和經(jīng)濟運行提供分析的基礎(chǔ)。潮流計算的計算機算法包含高斯—賽德爾迭代法、牛頓-拉夫遜法和P—Q分解法等，其中牛拉法計算原理較簡單、計算過程也不復(fù)雜，而且由于人們引入泰勒級數(shù)和非線性代數(shù)方程等在算法里從而進一步提高了算法的收斂性和計算速度。同時基于MATLAB的計算機算法以雙精度類型進行數(shù)據(jù)的存儲和運算, 數(shù)據(jù)精確度高，能進行潮流計算中的各種矩陣運算，使得傳統(tǒng)潮流計算方法更加優(yōu)化。 一 研究內(nèi)容 通過一道例題來認(rèn)真分析牛頓-拉夫遜法的原理和方法（采用極坐標(biāo)形式的牛拉法），同時掌握潮流計算計算機算法的相關(guān)知識，能看懂并初步使用MATLAB軟件進行編程，培養(yǎng)自己電力系統(tǒng)潮流計算機算法編程能力。 例題如下：用牛頓-拉夫遜法計算下圖所示系統(tǒng)的潮流分布，其中系統(tǒng)中5為平衡節(jié)點，節(jié)點5電壓保持U=1.05為定值，其他四個節(jié)點分別為PQ節(jié)點，給定的注入功率如圖所示。計算精度要求各節(jié)點電壓修正量不大于10-6。 二 牛頓-拉夫遜法潮流計算 1 基本原理 牛頓法是取近似解x(k)之后，在這個基礎(chǔ)上，找到比x(k)更接近的方程的根，一步步地迭代，找到盡可能接近方程根的近似根。牛頓迭代法其最大優(yōu)點是在方程f(x)=0的單根附近時誤差將呈平方減少，而且該法還可以用來求方程的重根、復(fù)根。電力系統(tǒng)潮流計算，一般來說，各個母線所供負(fù)荷的功率是已知的，各個節(jié)點的電壓是未知的（平衡節(jié)點外）可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣，然后由節(jié)點導(dǎo)納矩陣列寫功率方程，由于功率方程里功率是已知的，電壓的幅值和相角是未知的，這樣潮流計算的問題就轉(zhuǎn)化為求解非線性方程組的問題了。為了便于用迭代法解方程組，需要將上述功率方程改寫成功率平衡方程，并對功率平衡方程求偏導(dǎo)，得出對應(yīng)的雅可比矩陣，給未知節(jié)點賦電壓初值，將初值帶入功率平衡方程，得到功率不平衡量，這樣由功率不平衡量、雅可比矩陣、節(jié)點電壓不平衡量（未知的）構(gòu)成了誤差方程，解誤差方程，得到節(jié)點電壓不平衡量，節(jié)點電壓加上節(jié)點電壓不平衡量構(gòu)成節(jié)點電壓新的初值，將新的初值帶入原來的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩陣，然后計算新的電壓不平衡量，這樣不斷迭代，不斷修正，一般迭代三到五次就能收斂。2 基本步驟和設(shè)計流程圖 形成了雅克比矩陣并建立了修正方程式，運用牛頓-拉夫遜法計算潮流的核心問題已經(jīng)解決，已有可能列出基本計算步驟并編制流程圖。由課本總結(jié)基本步驟如下： 1)形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣Y； 2)設(shè)各節(jié)點電壓的初值，如果是直角坐標(biāo)的話設(shè)電壓的實部e和虛部f；如果是極坐標(biāo)的話則設(shè)電壓的幅值U和相角a； 3)將各個節(jié)點電壓的初值代入公式求修正方程中的不平衡量以及修正方程的系數(shù)矩陣的雅克比矩陣； 4)解修正方程式，求各節(jié)點電壓的變化量，即修正量； 5)計算各個節(jié)點電壓的新值，即修正后的值； 6)利用新值從第（3）步開始進入下一次迭代，直至達(dá)到精度退出循環(huán)； 7)計算平衡節(jié)點的功率和線路功率，輸出最后計算結(jié)果； ① 公式推導(dǎo) ② 流程圖 三 matlab編程代碼 clear; % 如圖所示1，2，3，4為PQ節(jié)點,5為平衡節(jié)點 y=0; % 輸入原始數(shù)據(jù)，求節(jié)點導(dǎo)納矩陣 y(1,2)=1/(0.07+0.21j); y(4,5)=0;y(1,3)=1/(0.06+0.18j); y(1,4)=1/(0.05+0.10j); y(1,5)=1/(0.04+0.12j); y(2,3)=1/(0.05+0.10j); y(2,5)=1/(0.08+0.24j); y(3,4)=1/(0.06+0.18j); for i=1:5 for j=i:5 y(j,i)=y(i,j); end end Y=0; % 求節(jié)點導(dǎo)納矩陣中互導(dǎo)納 for i=1:5 for j=1:5 if i~=j Y(i,j)=-y(i,j); end end end % 求節(jié)點導(dǎo)納矩陣中自導(dǎo)納 for i=1:5 Y(i,i)=sum(y(i,:)); end Y % Y為導(dǎo)納矩陣 G=real(Y); B=imag(Y);% 輸入原始節(jié)點的給定注入功率 S(1)=0.3+0.3j; S(2)=-0.5-0.15j; S(3)=-0.6-0.25j; S(4)=-0.7-0.2j; S(5)=0; P=real(S); Q=imag(S); % 賦初值，U為節(jié)點電壓的幅值，a為節(jié)點電壓的相位角 U=ones(1,5); U(5)=1.05; a=zeros(1,5); x1=ones(8,1); x2=ones(8,1); k=0; while max(x2)>1e-6 for i=1:4 for j=1:4 H(i,j)=0; N(i,j)=0; M(i,j)=0; L(i,j)=0; oP(i)=0; oQ(i)=0; end end % 求有功、無功功率不平衡量 for i=1:4 for j=1:5 oP(i)=oP(i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j))); oQ(i)=oQ(i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j))); end oP(i)=oP(i)+P(i); oQ(i)=oQ(i)+Q(i); end x2=[oP,oQ]'; % x2為不平衡量列向量 % 求雅克比矩陣 % 當(dāng)i~=j時，求H,N,M,L for i=1:4 for j=1:4 if i~=j H(i,j)=-U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j))); N(i,j)=-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j))); L(i,j)=H(i,j); M(i,j)=-N(i,j); end end end % 當(dāng)i=j時，求H,N,M,L for i=1:4 for j=1:5 if i~=j H(i,i)=H(i,i)+U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j)));N(i,i)=N(i,i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j))); M(i,i)=M(i,i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j))); L(i,i)=L(i,i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j))) end end N(i,i)=N(i,i)-2*(U(i))^2*G(i,i); L(i,i)=L(i,i)+2*(U(i))^2*B(i,i); end J=[H,N;M,L] % J為雅克比矩陣 x1=-((inv(J))*x2); % x1為所求△x的列向量 % 求節(jié)點電壓新值，準(zhǔn)備下一次迭代 for i=1:4 oa(i)=x1(i); oU(i)=x1(i+4)*U(i); end for i=1:4 a(i)=a(i)+oa(i); U(i)=U(i)+oU(i); end k=k+1; end k,U,a % 求節(jié)點注入功率 i=5; for j=1:5 P(i)=U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j)))+P(i); Q(i)=U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j)))+Q(i); end S(5)=P(5)+Q(5)*sqrt(-1); S % 求節(jié)點注入電流 I=Y*U' 四 運行結(jié)果 節(jié)點導(dǎo)納矩陣 經(jīng)過五次迭代后的雅克比矩陣 迭代次數(shù)以及節(jié)點電壓的幅值和相角（弧度數(shù)） 節(jié)點注入功率和電流 五 結(jié)果分析 在這次學(xué)習(xí)和實際操作過程里：首先，對電力系統(tǒng)分析中潮流計算的部分特別是潮流計算的計算機算法中的牛頓-拉夫遜法進行深入的研讀，弄明白了其原理、計算過程、公式推導(dǎo)以及設(shè)計流程。牛頓-拉夫遜法是求解非線性方程的迭代過程，其計算公式為?F?J?X，式中J為所求函數(shù)的雅可比矩陣；?X為需要求的修正值；?F為不平衡的列向量。利用x(*)=x(k+1)+?X(k+1)進行多次迭代，通過迭代判據(jù)得到所需要的精度值即準(zhǔn)確值x(*)。六 結(jié)論 通過這個任務(wù)，自己在matlab編程，潮流計算，word文檔的編輯功能等方面均有提高，但也暴漏出一些問題：理論知識儲備不足，對matlab的性能和特點還不能有一個全面的把握，對word軟件也不是很熟練，相信通過以后的學(xué)習(xí)能彌補這些不足，達(dá)到一個新的層次。 《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析計算機方法》實驗指導(dǎo)書 實驗三 直流潮流計算實驗 1.實驗?zāi)康模?/p> 潮流計算是電力系統(tǒng)分析的一個重要的部分。通過對電力系統(tǒng)潮流分布的分析和計算，可進一步對系統(tǒng)運行的安全性，經(jīng)濟性進行分析、評估，提出改進措施。電力系統(tǒng)潮流的計算和分析是電力系統(tǒng)運行和規(guī)劃工作的基礎(chǔ)。 在電力系統(tǒng)分析的部分領(lǐng)域，要對潮流計算提出一些特殊要求，比如在一些實時控制的領(lǐng)域，要求計算的速度快，并且收斂性高。為了符合這些要求，有時可以降低計算精度。而直流潮流計算就是在這種實際應(yīng)用中簡化而來的。 在一些應(yīng)用場所，如輸電網(wǎng)絡(luò)中，只要考慮的是電力系統(tǒng)中有功功率的分布，而不需要計算各個節(jié)點電壓幅值，且要計算速度要快，這勢必要對潮流計算進行簡化處理，本節(jié)實驗就是研究直流潮流計算，編程與調(diào)試，獲得電力系統(tǒng)中各支路的有功分布，為進一步進行電力系統(tǒng)分析作準(zhǔn)備。通過實驗教學(xué)加深學(xué)生對電力系統(tǒng)潮流計算原理的理解和計算，初步學(xué)會運用計算機知識解決電力系統(tǒng)的問題，掌握潮流計算的過程及其特點。熟悉各種常用應(yīng)用軟件，熟悉硬件設(shè)備的使用方法，加強編制調(diào)試計算機程序的能力，提高工程計算的能力，學(xué)習(xí)如何將理論知識和實際工程問題結(jié)合起來。2．實驗器材： 計算機、軟件（已安裝，包括各類編程軟件C語言、C++、VB、VC等、應(yīng)用軟件MATLAB等）、移動存儲設(shè)備（學(xué)生自備，軟盤、U 盤等）3．實驗內(nèi)容： 一、直流潮流的介紹 在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過有關(guān)高斯-塞德爾和牛頓-拉夫遜等潮流計算方法，它們所面對的是個非線性方程組求解問題。雖然這些方法都具有一定的精度，但計算量較大，這顯然不適應(yīng)形成電網(wǎng)規(guī)劃方案時多次而反復(fù)的潮流計算要求。 直流潮流模型是把非線性電力潮流問題簡化為線形電路問題，從而使分析計算非常方便，直流潮流專門用于研究電網(wǎng)中有功潮流的分布。 二、直流潮流算法的形成過程 對下圖所示等值電路圖，對于之路（i,j），如果忽略其并聯(lián)支路，例如忽略線路的充電電容。則支路的有功潮流方程可寫成： Pij?jQij?Ui[gij?j(bij?bi0)]?UiUje2j?ij(gij?jbij)..（1） 其中g(shù)ij為支路電導(dǎo)，為支路電納。相當(dāng)于注入的有功功率。 bijPij正常運行的電力系統(tǒng)，其節(jié)點電壓在額定的電壓附近，且支路 sin?=?，Ui=U=1，兩端的相角差很小，因此，可以如下簡化假設(shè)： jijijcos?ij=1，rij=0，則式（1）可以簡化成 Pij??bij??i??j???i??xijj................（2） bij??式中，1xij，x為支路電抗。對照一般直流電路的歐姆定律，ij可以把P看成直流電流，?i和?看成節(jié)點i和節(jié)點j的電壓，x看ijjij成支路電阻，則式（1）所示的非線性有功潮流方程變成式（2）所示線性的直流潮流方程。設(shè)平衡節(jié)點s的相角為?s?0?，對于節(jié)點i應(yīng)用基爾霍夫電流定律，則節(jié)點i的電流平衡條件為 Pi??j?i,j?iPij??j?i,j?i?i??jxiji?1,2,?,N.........（3） 其中Pi是節(jié)點i給定的注入有功功率，式中N=n+1，可寫成矩陣形式有 Pi?B0?...................（4） 考慮到平衡節(jié)點，給定的Pi和待求量?都減少一個對應(yīng)N的分量，于是式（4）中Pi，?都是n列矢量，平衡節(jié)點的相角為零，B0為n?n階矩陣，不包括平衡節(jié)點，其元素是 1?B(i,i)??x?0j?i,j?iij??........................(5） 1?B(i,j)???0xij? 式（4）為直流潮流方程，因為忽略了接地支路，同時忽略了支路電阻，所以沒有有功功率損耗。直流潮流模型中的有功功率是無損失流，所以平衡節(jié)點的有功功率有其他節(jié)點注入功率確定，其本身不獨立。 用式（4）不需要迭代就可以求出節(jié)點電壓相角，再用式（2）計算各支路的有功潮流，這就是直流潮流的解算過程。直流潮流的 解算沒有收斂性問題，而且對于超高壓電網(wǎng)有r??x，其中計算誤差通常在3%到10%之間，可以滿足許多對精度要求不是很高的應(yīng)用場所。 三、直流潮流算法計算步驟 1）選擇平衡節(jié)點。 2）取支路電抗根據(jù)公式（5）形成矩陣B0。 3）根據(jù)注入功率的情況，形成矩陣Pi（除平衡節(jié)點）。4）根據(jù)式（4）可得??B0Pi可求出各節(jié)點的相角。 ?15）通過式（2）的潮流計算公式求出各條支路的功率情況。 實驗要求： a.將事先編制好的形成電力網(wǎng)數(shù)學(xué)模型的計算程序原代碼由自備移動存儲設(shè)備導(dǎo)入計算機。 b.在相應(yīng)的編程環(huán)境下對程序進行組織調(diào)試。c.應(yīng)用計算例題驗證程序的計算效果。d.對調(diào)試正確的計算程序進行存儲、打印。e.完成本次實驗的實驗報告。實驗數(shù)據(jù) 如圖所示三母線電力系統(tǒng)中，支路電抗和節(jié)點注入的攻入如圖所示，編寫程序，求個各條支路的有功潮流分布。 關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；潮流計算；matlab仿真 中圖分類號：tm744 文獻標(biāo)識碼：a 文章編號：1006-4311（2016）21-0185-03 0 引言 潮流計算是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行中的基本計算方法中的一種計算方法，也是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行中最重要的運算。潮流計算是保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的根本。在新電網(wǎng)建設(shè)的初期規(guī)劃中，有了潮流計算，可規(guī)劃出電源的容量及其接入點，可計算出無功補償?shù)娜萘浚x擇合適的補償方式，以滿足在電網(wǎng)潮流的控制、調(diào)壓、調(diào)相、調(diào)峰的交換要求。潮流計算可以選擇電力系統(tǒng)的運行方式，便于定期對電力系統(tǒng)中的元件進行檢修。 潮流計算的過程 1.1 原始資料 ①系統(tǒng)圖：兩個發(fā)電廠分別通過變壓器和輸電線路與四個變電所相連。（圖1） ②發(fā)電廠資料： ③變電所資料： 1）變電所1、2、3、4低壓母線的電壓等級分別為：10kv，35kv，10kv，35kv。 3）每個變電所的功率因數(shù)均為cosφ=0.9。 ④輸電線路資料： 發(fā)電廠和變電所之間的輸電線路的電壓等級及長度標(biāo)于圖中，單位長度的電阻為0.17ω，單位長度的電抗為0.402ω，單位長度的電納為2.78*10-6s。 1.2 基本要求 ①對給定的網(wǎng)絡(luò)查找潮流計算所需的各元件等值參數(shù)，畫出等值電路圖。 ②輸入各支路數(shù)據(jù)，各節(jié)點數(shù)據(jù)，利用simulink搭建仿真模型等方法，進行在變電所的某一負(fù)荷情況下的潮流計算及仿真，并對計算結(jié)果進行分析。 ③如果各母線電壓不滿足要求，進行電壓的調(diào)整。（變電所低壓母線電壓10kv要求調(diào)整范圍在9.5-10.5之間；電壓35kv要求調(diào)整范圍在35-36之間）。 ④利用matlab軟件，進行上述各種情況潮流的計算及仿真。 1.3 節(jié)點設(shè)置及分析 由上述系統(tǒng)圖可知，該系統(tǒng)圖為雙端供電網(wǎng)絡(luò)。將母線1，2設(shè)為節(jié)點1，10，將變電所1、2、3、4的高低壓側(cè)分別設(shè)為節(jié)點2、3、4、5、6、7、8、9。并且，將節(jié)點1設(shè)為平衡節(jié)點，將節(jié)點10設(shè)為pv節(jié)點，其余節(jié)點設(shè)為pq節(jié)點。 1.4 參數(shù)求取 將參數(shù)整理如表 1、表2所示。 1.5 進行潮流計算 圖2為仿真模型圖。 從潮流計算的結(jié)果可得到，系統(tǒng)的各個節(jié)點電壓的標(biāo)幺值可歸納為表3。 由matlab編程調(diào)節(jié)后，可得到表4的發(fā)電廠電壓和變壓器分接頭電壓得標(biāo)幺值。 在得到了上述調(diào)節(jié)后的電壓標(biāo)幺值，對電機模型和變壓器模型進行更改。表5為調(diào)節(jié)前后各節(jié)點的電壓標(biāo)幺值。 由題意可知，變電所低壓母線電壓10kv要求調(diào)整范圍在9.5-10.5之間；電壓35kv要求調(diào)整范圍在35-36之間。因此我們可以看出，經(jīng)過調(diào)節(jié)后，節(jié)點3、5、7、9點電壓已經(jīng)滿足了系統(tǒng)的要求。表6是電壓調(diào)節(jié)前后對線路損耗進行分析的記錄。 由表6的電壓調(diào)節(jié)前后功率損耗對比，可以看出有功功率隨著變壓器分接頭變比的增大而逐漸增大，使得變壓器的低壓側(cè)的電壓處于允許范圍內(nèi)，符合其要求。 表7為調(diào)節(jié)后的各支路電壓首末端的功率整理表 表8為各節(jié)點功率s的標(biāo)幺值。 1.6 對比 由上面的三種方法簡單地比較，我們可以看出，在同一個電力系統(tǒng)中，用不同的方法進行潮流計算，所得到的結(jié)果是大致相同的。 結(jié)束語 電力系統(tǒng)潮流計算程序設(shè)計 姓名：韋應(yīng)順 學(xué)號：2011021052 電力工程學(xué)院 牛頓—拉夫遜潮流計算方法具有能夠?qū)⒎蔷€性方程線性化的特點，而使用MATLAB語言是由于MATLAB語言的數(shù)學(xué)邏輯強，易編譯。 【】【】1.MATLAB程序12 Function tisco %這是一個電力系統(tǒng)潮流計算的程序 n=input（‘n請輸入節(jié)點數(shù)：n=’）； m=input(‘請輸入支路數(shù)：m=’);ph=input(‘n請輸入平衡母線的節(jié)點號：ph=’)； B1=input（‘n請輸入支路信號：B1=’）;%它以矩陣形式存貯支路的情況，每行存貯一條支路 %第一列存貯支路的一個端點 %第二列存貯支路的另一個端點 %第三列存貯支路阻抗 %第四列存貯支路的對地導(dǎo)納 %第五列存貯變壓器的變比，注意支路為1 %第六列存貯支路的序號 B2=input(‘n請輸入節(jié)點信息：B2=’)； %第一列為電源側(cè)的功率 %第二列為負(fù)荷側(cè)的功率 %第三列為該點的電壓值 %第四列為該點的類型：1為PQ，2為PV節(jié)點，3為平衡節(jié)點 A=input（‘n請輸入節(jié)點號及對地阻抗：A=’）； ip=input（‘n請輸入修正值：ip=’）； %ip為修正值);Y=zeros（n）； Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i3)*B1(i5);e=zeros（1，n）； Y(p,q)=Y(p,q);f=zeros（1，n）； no=2*ph=1； Y(q,q)=Y(q,q)+1./B1(i3)+B1(i4)/2； End for i=1：n G=real(Y);if A（i2）=0 B=imag(Y);p=A(i1)； Y(p p)=1./A(i2);for i=1：n End e(i)=real(B2(i3));End f(i)=imag(B2(i3));For i=1:m S(i)=B2(i1)-B2(i2);p=B1(i1);V(i)=B2(i3);p=B1(i2);end Y(p,p)=Y(p,p)+1./(B1(i3)*B1(i5)^2+B1(i4)./2P=real(S);Q=imag(S);[C,D,DF]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no);J=jacci(Y,G,B,P,Q,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no);[De,Di]=hxf(J,D,F,ph,n,no);t=0;while max(abs(De))>ip&max(abs(Dfi)>ip t=t+1; e=e+De； f=f+Df; [C,D,DF]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no)； J=jacci(Y,G,B,P,Q,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no)； [De,Df]=hxf(J,Df,ph,n,no);end v=e+f*j;for i=1:n hh(i)=conj(Y(ph,i)*v(i));end S(ph)=sum(hh)*v(ph);B2(ph,1)=S(ph);V=abs(v); jd=angle(v)*180/p;resulte1=[A(:,1),real(v),imag(v),V,jd,real(S’)，imag(S’),real(B2(:1)),imag(B2(:1)),real(B2(:2)),imag(B2(:,2))];for i=1:m a(i)=conj((v(B1(i1))/B1(i5)-v(B1(i2))/B1(i3)); b(i)=v(B1(i1))*a(i)-j*B1(i4)*v(B1(i))^2/2; c(i)=-v(B1(i2))*a(i)-j*B1(i4)*v(B1(i2))^2/2;end result2=[B1(:,6),B1(:,1),B1(:,2),real(b’),imag(b’),real(c’),imag(c’), real(b’+c’),imag(b’+c’)];printcut(result1,S,b,c,result2);type resultm function [C,D,Df]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no)%該子程序是用來求取Df for i=1:n If i=ph C(i)=0; D(i)=0; For j=i:n C(i)=C(i)+G(i,j)*e(j)-B(i,j)*f(j);D(i)=D(i)+G(i,j)*f(j)+B(i,j)*e(j);end P1=C(i)*e(i)+D(i)*f(i);Q1=C(i)*f(i)-D(i)*e(i);V1=e(i)^2+f(i)^2;If B2(i4)=2 p=2*i-1; Df(p)=P(i)-P1;p=p+1;else p=2*i-1; Df(p)=P(i)-P1;p=p+1; Df(p)=Q(i)-Q1;end end end Df=Df’;If ph=n Df(no?=[];end function [De,Df]=hxf(J,Df,ph,n,no)%該子函數(shù)是為求取De Df DX=JDf;DX1=DX; x1=length(DX1);if ph=n DX(no)=0;DX(no+1)=0; For i=(no+2):(x1+2)DX(i)=DX1(i-2);End Else DX=[DX1,0,0];End k=0; [x,y]=size(DX);For i=1:2:x K=k+1; Df(k)=DX(i);De(k)=DX(i+1);End End case 2 Function for j=1:n J=jacci(Y,G,B,PQ,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no)X1=G(i,j)*f(i)-B(i,j)*e(i); X2=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);%該子程序是用來求取jacci矩陣 for i=1:n X3=0;switch B2(i4)X4=0;case 3 P=2*i-1;continue q=2*j-1;case 1 J(p,q)=X1;for j=1:n m=p+1;if J=&J=ph J(m,q)=X3;X1=G(i)*f(i)-B(i,j)*e(i);q=q+1;X2=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);J(p,q)=X2;X3=-X2;J(m,q)=X4;X4=X1;X1=D(i)+G(i,j)*f(i)-B(i,j)*e(i);p=2*i-1;X2=C(i)+G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);q=2*j-1;X3=0;J(p,q)=X1;X4=0;m=p+1;P=2*i-1;J(p,q)=X2;q=2*j-1;J(m,q)=X4;J(p,q)=X1;Else if j=&j=jph m=p+1;X1=D(i)+G(i,j)*f(i)-B(i,j)*e(i);J(m,q)=X3;X2=C(i)+G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);q=q+1;X3= C(i)+G(i,j)*e(i)-B(i,j)*f(i);J(p,q)=X2;X4= C(i)+G(i,j)*f(i)-B(i,j)*e(i);J(m,q)=X4;P=2*i-1;end q=2*j-1;end J(p,q)=X1;end m=p+1;end J(m,q)=X3;if ph=n q=q+1;J(no:)=[];J(p,q)=X2;J(no:)=[];J(m,q)=X4;J(:,no)=[];End J(:,no)=[];End 2實例驗證 【例題】設(shè)有一系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)線見圖1，各支路阻抗和各節(jié)點功率均已以標(biāo)幺值標(biāo)示于圖1中，其中節(jié)點2連接的是發(fā)電廠，設(shè)節(jié)點1電壓保持U1＝1.06定值，試計算其中的潮流分布，請輸入節(jié)點數(shù)：n=5 請輸入支路數(shù)：m=7 請輸入平衡母線的節(jié)點號：ph=l 請輸入支路信息： BI=[ l 2 0．02+0．06i O l 1；1 3 0．08+0．24i 0 1 2；2 3 0．06+0．18i 0 l 3： 2 4 0．06+0．18i O l 4： 2 5 0．04+0．12i 0 l 5： 3 4 0．01+0．03i 0 l 6： 4 5 0．08+0．24i O 1 7] 請輸入節(jié)點信息： B2=[ 0 0 1．06 3；0．2+0．20i 0 1 1；一O．45一O．15i 0 l l；一0．4-0．05i 0 l 1；一0．6—0．1i 0 1 l] 請輸入節(jié)點號及對地阻抗： A=[l 0；2 0；3 0；4 0；5 O ] 請輸入修正值：ip=0．000 0l 參考文獻 [1]陳珩．電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析[M]．北京：中國電力出版社，2002：139—187． [2]鄭阿奇．MATLAB實用教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2005：1-243． [3] 束洪春，孫士云，等．云電送粵交商流混聯(lián)系統(tǒng)全過 程動態(tài)電壓研究[J】．中國電力，2008，4l(10)：l-4． SHU Hong—ch吼，SUN Shi-yun，et a1．Research on fun prc'cess dyn鋤ic Voltage stabil時of hybrid AC／DC poWer tmnsmission System舶m Yu衄an proVince to G啪gdong province【J】．Electric Power，2008，4l(10)： l-4． [4] 朱新立，湯涌，等．大電網(wǎng)安全分析的全過程動態(tài)仿 真技術(shù)[J】．電網(wǎng)技術(shù)，2008，32(22)：23—28． SONG Xin—Ii，TANG Yof唱，et a1． Full dyn鋤ic simulation for the stabilhy a眥lysis of large power system【J】．Power System融IlrIolo影，2008，32(22)： 23．28． [5]Roytelm鋤I，Shallidehpour S M．A comprehcnsivc long teml dynaIIlic simulation for powcr system recoVery【J】． IEEE Transactions 0n Power Systems，1994，9(3)． [6] 石雩梅，汪志宏，等．發(fā)電機勵磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及參 數(shù)對電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定性分析結(jié)果影響的研究[J】．繼電 器，2007，35(21)：22-27． 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第三篇：電力系統(tǒng)直流潮流計算實驗指導(dǎo)書
第四篇：基于MATLAB的電力系統(tǒng)潮流計算設(shè)計
第五篇：電力系統(tǒng)潮流計算程序設(shè)計
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