【正文】 ................... 44 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 45 xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 1 第一章 課程設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)目的 1. 掌握電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的基本原理和電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化 2. 讓學(xué)生結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容了解實(shí)際電力系統(tǒng)分析中的某些最基本的計(jì)算、分析過程、常規(guī)典型計(jì)算方法和結(jié)果分析等方面知識(shí)，加深電力系統(tǒng)分析課程的理解和掌握 3. 掌握并能熟練運(yùn)用一門計(jì)算機(jī)語言（ MATLAB語言或 C語言或 C++語言）； 4. 采用計(jì)算機(jī)語言對(duì)潮流計(jì)算進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。 2020年春季 17周至 18周 xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 3 第二章（針對(duì)該課程設(shè)計(jì)題目的）設(shè)計(jì)思路 潮流計(jì)算題目 1 2 3 10Mvar 180MW 100Mvar G 5 4 40MW 30Mvar 50MW 30Mvar 如圖所示，變壓器參數(shù)為： Zt1=3+j110, Zt2=+j23,變比分別為231/110kV,231/121kV。本文經(jīng)過手算形成了等值電路圖，并 G xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 4 編寫好了程序得出節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值，使其滿足所要求的調(diào)整范圍。 3 1。 這就形成了計(jì)算潮流的原始數(shù)據(jù)，把它代入程序中就可以計(jì)算潮流分布。 運(yùn)營方式管理中，潮流是確定電網(wǎng)運(yùn)行方式的基本出發(fā)點(diǎn)：在規(guī)劃領(lǐng)域，需要進(jìn)行潮流分析驗(yàn)證規(guī)劃方案的合理性；在實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，調(diào)度員潮流提供了電網(wǎng)在預(yù)想操作預(yù)想下的電網(wǎng)的潮流分布以及校驗(yàn)運(yùn)行的可靠性。 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算也分為離線計(jì)算和在線計(jì)算兩種，前者主要用于系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式，后者則用于正在運(yùn)行系統(tǒng)的經(jīng)常監(jiān)視及實(shí)時(shí)控制。實(shí)際電力系統(tǒng)的潮流技術(shù)那主要采用牛頓 — 拉夫遜法。這個(gè)方法把一個(gè)大系統(tǒng)分割為幾個(gè)小的地區(qū)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)只需要存儲(chǔ)各個(gè)地區(qū)系統(tǒng)的阻抗矩陣及它們之間聯(lián)絡(luò)的阻抗，這樣不僅大幅度的節(jié)省了內(nèi)存容量，同時(shí)也提高了計(jì)算速度。 xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 8 第四章 導(dǎo)納矩陣的原理及計(jì)算方法 電力 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)電壓方程： B B BI Y U? BI 為節(jié)點(diǎn)注入電流列向量，注入電流有正有負(fù)，注入網(wǎng)絡(luò)的電流為正，流出網(wǎng)絡(luò)的電流為負(fù)。 節(jié)電導(dǎo)納矩陣的節(jié)點(diǎn)電壓方程： B B BI Y U? 展開為： ：11 12 13 11121 22 23 22231 32 33 3331 2 3nnnn n n nnnnY Y Y YIUY Y Y YY Y Y YIUY Y Y YIU? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? BY 是一個(gè) n*n 階節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，其階數(shù)就等于網(wǎng)絡(luò)中除參考節(jié)點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)數(shù)。互導(dǎo)納的這些性質(zhì)決定了節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是一個(gè)對(duì)稱稀疏矩陣。矩陣的稀疏性用稀疏度表示，其定義為矩陣中的零元素與全部元素之比，即 2/S Z n? ， 式中 Z 為 BY 中的零元素。如節(jié)點(diǎn) ij 之 間無支路直接相連，則該電流為 0，從而 ijY =0。 3)。從而，一般只要求求取這 個(gè)矩陣的上三角或下三角部分。 a。主要目的是由這些已知量去求電力系統(tǒng)內(nèi)的各種電氣量。用以維持給定的電壓值。 以上三類節(jié)點(diǎn) 4 個(gè)運(yùn)行參數(shù) P。 xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 17 3. 節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率應(yīng)滿足 4. m in m a xm in m a xG i G i G iG i G i G iP P PQ Q Q?? ???? ? PQ 節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率，以及 PU節(jié)點(diǎn)的有功功率，在給定是就必須滿足上述條件，因此，對(duì)平衡節(jié)點(diǎn)的 P和 Q以及 PU 節(jié)點(diǎn)的 Q 應(yīng)按上述條件進(jìn)行檢驗(yàn)。這樣的方法就是所謂的牛頓 — 拉夫遜法。 xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 20 ④解修正方程式 )0()0( , fe ?? ； ⑤修正各節(jié)點(diǎn)電壓 )0()0()1( eee ??? ， )0()0()1( fff ??? ； ⑥將 )1(e ， )1(f 在帶入方程式，求出 )1(2)1()1( )(, VQP ??? ； ⑦檢驗(yàn)是否收斂，即 ? ? ???? )()( ,m a x kiki QP 如果收斂，迭代到此結(jié)束，進(jìn)一步計(jì)算各線路潮流和平衡節(jié)點(diǎn)功率，并打印輸出結(jié)果。 global line。 NR。 global myf。) else lfile =length(dfile)。 break。 節(jié)點(diǎn)重新編號(hào)： function change xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 23 global nb。 nPQ = 0。 end end bus=[PQ。 global nb。 Zt=line(k,3)+j*line(k,4)。 Y(J,I)=Y(I,J)。 Y(J,J)=Y(J,J)+K*K*Yt。 global myf。%10f+j*(%10f) 39。u]。第 %d次迭代的雅比矩陣 J\n39。 end fprintf(myf,39。)。\n39。 u=x(nb:nb+nPQ1,1)。, I,u(I,1))。 global line。 for J=1:nb ang=bus(I,3)bus(J,3)。 for k=1:nl xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 27 I=line(k,1)。 Ui=bus(I,2)*(cos(bus(I,3))+j*sin(bus(I,3)))。 end if K0 Iij=(UiUj)*Yt/K+Ui*(Ym+Yt*(K1)/K)。 lPQ(k,3:5)=[Sij Sji delS]。 for I=1:nb for J=1:nb if nodenum(J,2)==I break。 global lPQ。 fprintf(myf, 39。)。 xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 30 第六章 運(yùn)行結(jié)果分析 正 常運(yùn)行結(jié)果分析 MATLAB 運(yùn)行結(jié)果 用 MATLAB 把 m 文件，文件內(nèi)容如下： % (bus)(volt) (ang) (p) (q) (bus type) bus=[ 1 3。 3 4 65 100 0。 1 5 3 110 。, lPQ(I,1),lPQ(I,2),real(lPQ(I,3)),imag(lPQ(I,3)),real(lPQ(I,4)),imag(lxx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 29 PQ(I,4)),real(lPQ(I,5)),imag(lPQ(I,5)))。 end fprintf(myf, 39。 節(jié)點(diǎn)計(jì)算結(jié)果： \n39。 global nl。 xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 28 global nodenum。 Sji=Uj*conj(Iji)。(J==0) Iij=Ui*Ym。 end Ym=line(k,5)+j*line(k,6)。 global bus。 end bus(I,4)=sum。 global nPQ。 fprintf(myf, 39。,i)。, dx(I,1))。 fprintf(myf, 39。\n39。,i)。 u(:,1)=bus(1:nPQ,2)。)。 global line。 Y(J,I)=Y(I,J)。 Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym。 for k=1:nl I=line(k,1)。 for I=1:nl for J=1:2 for k=1:nb if line(I,J)==nodenum(k,2) line(I,J)=nodenum(k,1)。 else nPQ = nPQ + 1。 nSW = 0。w39。 for I=1:length(dfile) if dfile(I)==39。 if pathname == 0 error(39。 global line。 change。 global nl。這一步在收斂到希望的值以前重復(fù)進(jìn)行，一般要反復(fù)計(jì)算滿足 ? ? ????? ?????? 1112121111 ,m a x nnnnnnnn XXXXXX ? ? 為預(yù)先規(guī)定的小正數(shù)， 1?nnX 是第 n次迭代 nX 的近似值。 xx 大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第 頁 18 第五章 牛頓 — 拉夫遜法 及程序代碼 — 拉夫遜法 牛頓 — 拉夫遜法概要 首先對(duì)一般的牛頓 — 拉夫遜法作一簡單的說明。 PU節(jié)點(diǎn)電壓幅值必須按上述條件給定。 關(guān)于平衡節(jié)點(diǎn)的選擇，一般選擇系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻調(diào)壓的某一發(fā)電廠 (或發(fā)電機(jī) )，有時(shí)也可能按其他原則選擇，例如，為提高計(jì)算的收斂性。 ② PU節(jié)點(diǎn) 這類節(jié)點(diǎn)給出的參數(shù)是該節(jié)點(diǎn)的有功功率 P 及電壓幅值 U，待求量為該節(jié)點(diǎn)的無功功率 Q 及電壓向量的相角 ? 。 用一般的電路理論求解網(wǎng)絡(luò)方程，目的是給出電壓源 (或電流源 )研究網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電流 (或電壓 )分布，作為基礎(chǔ)的方程式，一般用線性代數(shù)方程式表示。 （ 2）它是一組非線性方程，因而只能用迭 代方法求其數(shù)值解。 5)。 2)。表明，互導(dǎo)納在數(shù)值上等于僅在節(jié)點(diǎn) j施加單位電壓而其余節(jié)點(diǎn)電壓均為零時(shí)，經(jīng)節(jié)點(diǎn) i注入網(wǎng)絡(luò)的電流，其顯然等于 ( ijy? )即 ijY = ijy? 。利 用這一性質(zhì)，可以檢驗(yàn)所形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的正確性。j=