【正文】 研究內(nèi)容通過一道例題來認真分析牛頓拉夫遜法的原理和方法（采用極坐標形式的牛拉法），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=，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106。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)點導納矩陣，然后由節(jié)點導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，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)點導納矩陣Y；2)設(shè)各節(jié)點電壓的初值，如果是直角坐標的話設(shè)電壓的實部e和虛部f；如果是極坐標的話則設(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)點導納矩陣y(1,2)=1/(+)。y(4,5)=0。y(1,3)=1/(+)。y(1,4)=1/(+)。y(1,5)=1/(+)。y(2,3)=1/(+)。y(2,5)=1/(+)。y(3,4)=1/(+)。for i=1:5for j=i:5y(j,i)=y(i,j)。endendY=0。% 求節(jié)點導納矩陣中互導納for i=1:5for j=1:5if i~=jY(i,j)=y(i,j)。endendend% 求節(jié)點導納矩陣中自導納for i=1:5Y(i,i)=sum(y(i,:))。endY% Y為導納矩陣G=real(Y)。B=imag(Y)。% 輸入原始節(jié)點的給定注入功率S(1)=+。S(2)=。S(3)=。S(4)=。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)=。a=zeros(1,5)。x1=ones(8,1)。x2=ones(8,1)。k=0。while max(x2)1e6for i=1:4for j=1:4H(i,j)=0。N(i,j)=0。M(i,j)=0。L(i,j)=0。oP(i)=0。oQ(i)=0。endend% 求有功、無功功率不平衡量for i=1:4for j=1:5oP(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)))。endoP(i)=oP(i)+P(i)。oQ(i)=oQ(i)+Q(i)。endx2=[oP,oQ]39。% x2為不平衡量列向量% 求雅克比矩陣% 當i~=j時，求H,N,M,Lfor i=1:4for j=1:4if i~=jH(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)。endendend% 當i=j時，求H,N,M,Lfor i=1:4for j=1:5if 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)))endendN(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)。endJ=[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，準備下一次迭代for i=1:4oa(i)=x1(i)。oU(i)=x1(i+4)*U(i)。endfor i=1:4a(i)=a(i)+oa(i)。U(i)=U(i)+oU(i)。endk=k+1。endk,U,a% 求節(jié)點注入功率i=5。for j=1:5P(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)。endS(5)=P(5)+Q(5)*sqrt(1)。S% 求節(jié)點注入電流I=Y*U39。四運行結(jié)果節(jié)點導納矩陣經(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)果分析在這次學習和實際操作過程里：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