【正文】 些基本要求進(jìn)行的。但是，到目前為止這些新的模型和算法還不能取代牛頓法和PQ分解法的地位。這樣,既利用了保留非線性的快速算法,在迭代中使用常數(shù)雅克比矩陣，又保留了PQ解耦的優(yōu)點?？尚庞蚝途€性搜索方法是保證最優(yōu)化算法全局收斂性能的兩類技術(shù)，將內(nèi)點法和可信域、線性搜索方法有機結(jié)合，構(gòu)造新的優(yōu)化算法，是數(shù)學(xué)規(guī)劃領(lǐng)域的研究熱點。第2章 電力系統(tǒng)潮流計算基本原理 電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型電力網(wǎng)絡(luò)可以用結(jié)點方程式或回路方程式表示出來。因輸電系統(tǒng)Net只是由無源元件構(gòu)成的，而導(dǎo)納矩陣是對稱矩陣，于是有以下關(guān)系 （25）電壓V和電流Ｉ的關(guān)系用式(21)～(25) 表示時稱為節(jié)點導(dǎo)納方程式。設(shè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)為（不含參考節(jié)點），則，均為n*n列向量。j=i)稱互導(dǎo)納，由此可得互導(dǎo)納數(shù)值上就等于在節(jié)點i施加單位電壓，其他節(jié)點全部接地時，經(jīng)節(jié)點j注入網(wǎng)絡(luò)的電流，因此可定義為： (210)節(jié)點j，i之間的互導(dǎo)納數(shù)值上就等于連接節(jié)點j，i支路到導(dǎo)納的負(fù)值。利用這一性質(zhì)，可以檢驗所形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣的正確性。同時可見。2) 節(jié)點導(dǎo)納矩陣是稀疏矩陣，其各行非零非對角元素就等于與該行相對應(yīng)節(jié)點所連接的不接地支路數(shù)?，F(xiàn)在變壓器阻抗按實際變比歸算到低壓側(cè)為例,推導(dǎo)出變壓器型等值電路。PQ節(jié)點上的發(fā)電機稱之為PQ機(或PQ給定型發(fā)電機)。也就是說，對平衡節(jié)點給定的運行參數(shù)是U和，因此有城為U節(jié)點，而待求量是該節(jié)點的P。各點電壓是否滿足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率損耗等。例如：利用牛頓拉夫遜迭代法求解，以直角坐標(biāo)和混合坐標(biāo)形式的潮流方程為方便；而PQ解耦法是在混合坐標(biāo)形式的基礎(chǔ)上發(fā)展而成，故當(dāng)然采用混合坐標(biāo)形式。這一約束的主要意義就在于此。（2）高斯塞德爾潮流計算過程假設(shè)有n個節(jié)點的電力系統(tǒng)，沒有PV節(jié)點，平衡節(jié)點編號為s，功率方程可寫成下列復(fù)數(shù)方程式： （230） 對每一個PQ節(jié)點都可列出一個方程式，因而有n1個方程式。2. 在無功功率部分，PV節(jié)點要做相應(yīng)的處理。MATLAB具有編程效率高、用戶使用方便、擴充能力強、語句簡單，內(nèi)涵豐富、高效方便的矩陣和數(shù)組運算、方便的繪圖功能等特點，給用戶帶來了極大的方便。用戶通過輸入設(shè)備，如：鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、繪制板或麥克風(fēng)，與計算機通訊。在matlab中，基本的圖形用戶界面對象包含3類：用戶控件對象（uicontrol）、下拉式菜單對象（uimenu）、和快捷菜單對象（uicontexmenu）。在GUI 設(shè)計窗口創(chuàng)建對象后，通過雙擊該對象，就會顯示該對象的屬性查看器，通過它可以設(shè)計該對象的屬性值。這種把非線性方程式的求解過程變成反復(fù)對相應(yīng)的線性方程式的求解過程，即逐次線性化過程，這就是牛頓法的核心?，F(xiàn)在如果再以作為初值，解式（35） 就能得到更趨近真正解的： （37）這樣反復(fù)下去，就構(gòu)成了不斷求解非線性方程式的逐次線性化過程。 牛頓法潮流計算方程 電力系統(tǒng)的負(fù)荷習(xí)慣用功率表示，對于有n個節(jié)點的電力系統(tǒng)，系統(tǒng)中各節(jié)點注入電流與注入功率以標(biāo)幺值表示的關(guān)系為 i=1，2，……，n （320）式中表示其共軛復(fù)數(shù)。通過以上分析可見，式（328）和式（329）共2（n1）個方程，待求量共2（n1）個。由方程（333）可以寫出修正方程 (334)式中 （335）其中：H是階方陣，其元素為；N是階矩陣，其元素為；K是階矩陣，其元素為；L是階矩陣，其元素為。本設(shè)計定義了7個數(shù)據(jù)供主程序調(diào)用，他們分別是節(jié)點數(shù)n，支路數(shù)n1，平衡節(jié)點標(biāo)號isb，精度值pr，節(jié)點參數(shù)矩陣B1，支路參數(shù)矩陣B2和節(jié)點號及其對地阻抗形成的舉證X。)。39。)。 =d(:,1:2)+j*d(:,3:4)elseif M==2 a=xlsread(39。)。endguidata(hObject,handles)。q=B1(i,2)。本程序通過while循環(huán)實現(xiàn)迭代運算，迭代循環(huán)條件為未達(dá)到精度要求的個數(shù)，即如果未達(dá)到精度要求的個數(shù)為零就停止迭代，否則繼續(xù)迭代。 endSi(p,q)=UU(p)*(conj(UU(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(UU(p)*B1(i,5))conj(UU(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))))。end 數(shù)據(jù)處理為了使用戶能方便的查看潮流計算結(jié)果，主界面上設(shè)彈出框，用戶可以根據(jù)需要選擇所要查看的數(shù)據(jù)，選中之后數(shù)據(jù)即顯示在界面里的表格里。,f)。=ff。電力系統(tǒng)模型的接線圖如圖51所示：圖51 接線圖選擇此仿真實例計算，結(jié)果如下所示：圖52 仿真結(jié)果通過彈出框選擇要顯示的數(shù)據(jù)，運行結(jié)果如圖52所示。MATLAB 有著強大的數(shù)值計算的功能，它的編程語言同樣簡短而強大，特別是它的GUI設(shè)計窗口為潮流計算軟件的實現(xiàn)提供極大的好處，這種可視化設(shè)計工具極大的減少了編程的工作量?？傊ㄟ^這次畢業(yè)設(shè)計，使我學(xué)會了如何更好的學(xué)習(xí)，如何更好的查資料，如何更好的找信息。完成程序的編程之后就是軟件的具體實現(xiàn)階段，在這一階段首先完成了軟件登陸界面的設(shè)計與實現(xiàn)，然后就是軟件主界面的設(shè)計實現(xiàn)。該算例可以基本上模擬電力系統(tǒng)中的所有線路。=S。潮流計算主程序要調(diào)用數(shù)據(jù)初始化程序段的初始化數(shù)據(jù)，查看主程序潮流計算所得的數(shù)據(jù)都涉及到數(shù)據(jù)傳遞問題。把數(shù)據(jù)寫入excel中使用xlswrite函數(shù)，下面是將功率寫入excel中的程序段：rf=real(f)。end這是首端功率的求取程序，末端功率的求取與此相似，故不再贅述。 for q=1:n c(p)=c(p)+conj(Y(p,q))*conj(UU(q))。q=B1(i,1)。潮流計算程序根據(jù)牛頓—拉夫遜法編制，對主程序介紹如下：1：導(dǎo)納矩陣的形成①求導(dǎo)納矩陣Y中的非對角元元素Yij，若無變壓器,則Yij直接為線路阻抗分之一取負(fù)值，若有變壓器，Yij為線路阻抗乘以KT后分之一再取負(fù)值。39。)。39。 =a(1)。電力系統(tǒng)139。但xlsread函數(shù)不能讀入虛數(shù)，其將虛數(shù)標(biāo)記符i當(dāng)做字符處理，所以本設(shè)計把數(shù)據(jù)的實部和虛部分開分別讀入，然后在matlab中將其轉(zhuǎn)化回去。如不收斂，則以各節(jié)點電壓的新值作為初值自第3步重新開始下一次迭代，否則轉(zhuǎn)入下一步。對于非對角元素（）有 （331）對于對角元素（有 （332）由上述表達(dá)式可以看到，雅克比矩陣具有以下特點：1） 各元素是各節(jié)點電壓的函數(shù)，迭代過程中每迭代一次各節(jié)點電壓都要變化，因而各元素每次也變化；2） 雅克比矩陣不具有對稱性；3） 互導(dǎo)納，與之對應(yīng)的非對角元素亦為零，此外因非對角元素，故雅克比矩陣是稀疏矩。根據(jù)方程中的節(jié)點電壓向量表示的不同，可以得到不同形式的功率方程。式中是函數(shù) 在點的一次導(dǎo)數(shù)，也就是曲線在點的斜率，如圖（31）所示，修正量則是由點的切線與橫軸的交點來確定，由圖（31）可以直觀的看出牛頓法的求解過程。而真正解x在它的近旁： （32）式中：為初始值的修正量。在對象設(shè)計區(qū)右擊鼠標(biāo)，會顯示與圖形窗口有關(guān)的快捷菜單。 GUI 設(shè)計模板及設(shè)計窗口Matlab為GUI設(shè)計準(zhǔn)本了四個模板，分別是Blank GUI(默認(rèn))、GUI with Uicontronl（帶控件對象的GUI）、GUI with Axes and Menu（帶坐標(biāo)軸與菜單的GUI）、Modal Question Dialog（帶模式問話對話框的GUI模板），GUI 設(shè)計模板如圖31所示。通常， 多是根據(jù)悅目的結(jié)構(gòu)和用戶界面功能的有效性來選擇計算機或程序。在歐美等國家的高校，MATLAB已成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)字信號處理、時間序列分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學(xué)工具。PQ分解法的特點：1. 以一個n1階和一個nm1階線性方程組代替原有的2nm1階線性方程組；’和B”為對稱常數(shù)矩陣，且在迭代過程中保持不變；，與牛頓拉夫遜法相比，當(dāng)收斂到同樣的精度時需要的迭代次數(shù)較多；。 將上式寫成高斯塞德爾法的迭代形式 (231)如系統(tǒng)內(nèi)存在PV節(jié)點，假設(shè)節(jié)點p為PV節(jié)點，設(shè)定的節(jié)點電壓為Up0。常用的方法是迭代法和牛頓法，在計算過程中，或得出結(jié)果之后用約束條件進(jìn)行檢驗。 潮流計算的約束條件電力系統(tǒng)運行必須滿足一定的技術(shù)和經(jīng)濟上的要求。采用導(dǎo)納矩陣時，節(jié)點注入電流和節(jié)點電壓構(gòu)成如式(27)所示線性方程組可展開如下形式： (218) 由于實際電網(wǎng)中測量的節(jié)點注入量一般不是電流而是功率，因此必須將式中的注入電流用節(jié)點注入功率來表示。關(guān)于平衡節(jié)點的選擇，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)，有時也可能按其他原則選擇，例如，為提高計算的收斂性。（2） PU節(jié)點這類節(jié)點給出的參數(shù)是該節(jié)點的有功功率P及電壓幅值U，待求量為該節(jié)點的無功功率Q及電壓向量的相角。因此可得各支路導(dǎo)納為： （217）由此可得用導(dǎo)納表示的變壓器型等值電路：圖24變壓器型等值電路 潮流計算的數(shù)學(xué)模型 潮流計算的節(jié)點類型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。因此，與沒有接地支路的節(jié)點對應(yīng)的行或列中，對角元素為非對角元素之和的負(fù)值。為支路的導(dǎo)納，負(fù)號表示該電流流出網(wǎng)絡(luò)。（4）為稀疏矩陣，因節(jié)點i ，j 之間無支路直接相連時=0，這種情況在實際電力系統(tǒng)中非常普遍?；?dǎo)納的這些性質(zhì)決定了節(jié)點導(dǎo)納矩陣是一個對稱