【文章內(nèi)容簡介】 程，旨在引導(dǎo)學(xué)生將理論知識和實際工程相結(jié)合，掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)分析的原理、分析步驟以及結(jié)論分析。清晰認(rèn)知電力系統(tǒng)分析的意義。三、原理和說明PSDBPA電力系統(tǒng)分析程序穩(wěn)態(tài)分析主要是潮流計算，軟件中潮流程序的計算方法有P_Q分解法，牛頓_拉夫遜法，改進的牛頓－拉夫遜算法。采用什么算法以及迭代的最大步數(shù)可以由用戶指定。注：采用PQ分解法和牛頓－拉夫遜法相結(jié)合，以提高潮流計算的收斂性能，程序通常先采用PQ分解法進行初始迭代，然后再轉(zhuǎn)入牛頓－拉夫遜法求解潮流?？蛇M行交流系統(tǒng)潮流計算，也可進行包括雙端和多端直流系統(tǒng)的交直流混合潮流計算。除了潮流計算功能外，該軟件還具有自動電壓控制、聯(lián)絡(luò)線功率控制、系統(tǒng)事故分析（N1開斷模擬）、網(wǎng)絡(luò)等值、靈敏度分析、節(jié)點P－V、Q－V和P－Q曲線、確定系統(tǒng)極限輸送水平、負(fù)荷靜特性模型、靈活多樣的分析報告、詳細(xì)的檢錯功能等功能。、輸出相關(guān)文件 *.dat潮流計算數(shù)據(jù)文件*.bse潮流計算二進制結(jié)果文件（可用于潮流計算的輸入或穩(wěn)定計算）*.pfo潮流計算結(jié)果文件*.map 供單線圖格式潮流圖及地理接線圖格式潮流圖程序使用的二進制結(jié)果文件*.pff，*.pfd 中間文件（正常計算結(jié)束后將自動刪除。不正常時，將留在硬盤上，可隨時刪除） 儲存一個潮流作業(yè)計算時屏幕顯示的信息。 定義潮流程序卡片格式文件，用戶可更改及調(diào)整該文件。該文件安裝時放在與潮流程序相同的目錄中。打開TextEdit應(yīng)用程序時先讀入該文件。常用的控制語句主要包括：(1)指定潮流文件開始的一級控制語句“(POWERFLOW, CASEID=方式名, PROJECT=工程名)”(2)指定計算方法和最大迭代次數(shù)的控制語句“/SOL_ITER, DECOUPLED=PQ法次數(shù), NEWTON=牛拉法次數(shù)”；(3)指定計算結(jié)果輸出的控制語句“/P_OUTPUT_LIST, ?”；(4)指定計算結(jié)果輸出順序的控制語句“/RPT_SORT= ?”；(5)指定計算結(jié)果分析列表的控制語句“/P_ANALYSIS, LEVEL= ？”；(6)指定潮流結(jié)果二進制文件名的控制語句“/NEW_BASE, FILE = 文件名”；(7)指定潮流圖和地理接線圖使用的結(jié)果文件控制語句“/PF_MAP，F(xiàn)ILE=文件名”；(8)指定網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的控制語句“/NETWORK_DATA”；(9)指定潮流數(shù)據(jù)文件結(jié)束的控制語句“(END)”；BPA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，以卡片形式輸入，數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格按規(guī)定的格式錄入，否則軟件無法識別。潮流計算中，常用的卡片有B卡：節(jié)點參數(shù)、L/E卡：線路參數(shù)、T/R卡：變壓器參數(shù)。交流數(shù)據(jù)節(jié)點通常填寫B(tài)卡，可以表示發(fā)電機端點、線路連接點、變壓器端點、負(fù)荷節(jié)點等，其中可以填寫值包括負(fù)荷、發(fā)電機有功無功出力、無功補償、電壓值等變量；可選的節(jié)點類型：PQ節(jié)點、PV節(jié)點、Vθ節(jié)點；根據(jù)不同的節(jié)點填寫不同的節(jié)點類型和數(shù)據(jù)，必須填寫類型、節(jié)點名、基準(zhǔn)電壓。圖1 B卡－節(jié)點數(shù)據(jù)卡格式對稱線路卡一般填寫L卡，該卡用于模擬對稱的π型支路。圖2 L卡－對稱線路數(shù)據(jù)卡變壓器支路通常填寫T、TP卡，本卡模擬的是兩繞組變壓器和移相器。三繞組變壓器先按常規(guī)方法化為三臺兩繞組變壓器后再用此卡模擬。變壓器和移相器抽頭可以是固定的，也可以是可調(diào)的。如為可調(diào)的，則要附加填寫R卡。圖3 T－變壓器數(shù)據(jù)卡注：不同卡片規(guī)定的格式中，各字段所代表的意義具體見《PSDBPA潮流程序說明書》 （PFO文件）潮流計算結(jié)果文件內(nèi)容主要分下述幾個方面： 1）程序控制語句列表。2）輸入、輸出文件及輸出的內(nèi)容列表。3）錯誤信息。如為致命性錯誤，則中斷計算。4）誤差控制參數(shù)列表。5）迭代過程。6）計算結(jié)果輸出：詳細(xì)計算結(jié)果列表：按節(jié)點、與該節(jié)點相聯(lián)接支路順序，并根據(jù)用戶的要求（通過控制語句控制）可按照字母、分區(qū)或區(qū)域排序輸出潮流計算結(jié)果。分析報告列表：并根據(jù)用戶的要求（通過控制語句控制），輸出各種潮流分析報告。7）錯誤信息統(tǒng)計。IEEE 9節(jié)點例題：圖1 IEEE9節(jié)點系統(tǒng)接線圖節(jié)點參數(shù)、線路參數(shù)及變壓器參數(shù)分別見表1～表3。表1 IEEE 9節(jié)點算例節(jié)點參數(shù)表2 IEEE 9節(jié)點算例線路參數(shù)表3 IEEE 9節(jié)點算例變壓器參數(shù)注：表1表3中功率基準(zhǔn)值為100MVA；電阻、電感值為標(biāo)幺值。對應(yīng)于上述系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的潮流計算數(shù)據(jù)（）見例1。例1：(POWERFLOW,CASEID=IEEE9,PROJECT=IEEE_9BUS_TEST_SYSTEM)/SOL_ITER,DECOUPLED=2,NEWTON=15,OPITM=0./P_INPUT_LIST,ZONES=ALL /P_OUTPUT_LIST,ZONES=ALL /RPT_SORT=ZONE /NEW_BASE,FILE= /PF_MAP,FILE = /NETWORK_DATA BS GEN1 BGEN1BSTATIONA STATIONB STATIONC BGEN2BE GEN2 10 25 BGEN3 BE GEN3 .Ltransmission linesLGEN1 .. LGEN1 L.. L.. L.. L.. L..T GEN1230..0576 GEN2230..0625 GEN3230..0586 230.(END)四、實驗項目和方法，在PSDBPA平臺上，建立IEEE9節(jié)點系統(tǒng)潮流計算模型，并分析結(jié)果。在PSDBPA單線圖程序上，建立IEEE9節(jié)點系統(tǒng)單線圖。四、實驗報告要求1．電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析（潮流計算）原理。2．實驗程序以及實驗結(jié)果。3．實驗過程中遇到的錯誤解決方法和實驗收獲。五、思考題1． 電力系統(tǒng)潮流計算方法有哪些？各種方法的原理？ 2． 電力系統(tǒng)潮流計算的作用？3． PSDBPA仿真軟件中潮流計算模型中不同控制語句的作用？ 4． PSDBPA仿真軟件中潮流計算模型建模的注意事項?第四篇：電力系統(tǒng)潮流計算南 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 XX2015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=，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(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