【正文】 3) 將節(jié)點(diǎn)電壓初值代入（328）（329），求出修正方程式的常數(shù)項(xiàng)向量；4) 將節(jié)點(diǎn)電壓初值代入（331），（332），求出雅可比矩陣元素；5) 求解修正方程式（330），求出變量的修正向量；6) 求出節(jié)點(diǎn)電壓的新值；7) 如有PV節(jié)點(diǎn)，則檢查該類(lèi)節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率是否越限；8) 檢查是否收斂，由式（319）可知，若電壓趨近于真解時(shí)，功率偏移量將趨于零。如不收斂，則以各節(jié)點(diǎn)電壓的新值作為初值自第3步重新開(kāi)始下一次迭代，否則轉(zhuǎn)入下一步。9) 計(jì)算支路功率分布，PV節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率和平衡節(jié)點(diǎn)注入功率，最后輸出結(jié)果，并結(jié)束。牛頓拉夫遜潮流計(jì)算程序框圖如圖32所示 第4章 基于matlab潮流計(jì)算軟件的實(shí)現(xiàn) 登陸界面的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)登陸界面是用戶(hù)對(duì)軟件進(jìn)行操作的門(mén)戶(hù)，也對(duì)用戶(hù)身份進(jìn)行驗(yàn)證。本設(shè)計(jì)的登陸界面設(shè)計(jì)如圖41所示：圖 41登陸界面當(dāng)用戶(hù)輸入正確的用戶(hù)信息是進(jìn)入潮流計(jì)算主界面，否則彈出錯(cuò)誤提示對(duì)話(huà)框，錯(cuò)誤對(duì)話(huà)框如圖42所示：圖42 錯(cuò)誤提示對(duì)話(huà)框 潮流計(jì)算主界面設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 主界面介紹主界面是進(jìn)行潮流計(jì)算的的操作界面，能完成數(shù)據(jù)的初始化、進(jìn)行潮流計(jì)算、并顯示潮流計(jì)算的相關(guān)結(jié)果以供用戶(hù)分析。具體來(lái)講就是點(diǎn)擊第一個(gè)彈出框選擇潮流計(jì)算數(shù)據(jù)組，并在主界面上顯示所選擇數(shù)據(jù)組的電路接線(xiàn)圖，單擊計(jì)算按鈕就能完成潮流計(jì)算并將潮流計(jì)算結(jié)果保存下來(lái)，單擊第二個(gè)彈出框可以查看具體的結(jié)果，同時(shí)還將畫(huà)出潮流計(jì)算電壓迭代曲線(xiàn)。潮流計(jì)算主界面如圖43所示：圖43 主界面 數(shù)據(jù)初始化本設(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)保存在excel表格里，在主界面上單擊彈出框選擇數(shù)據(jù)組從而從excel表格里調(diào)入數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)初始化。本設(shè)計(jì)定義了7個(gè)數(shù)據(jù)供主程序調(diào)用，他們分別是節(jié)點(diǎn)數(shù)n，支路數(shù)n1，平衡節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)isb，精度值pr，節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣B1，支路參數(shù)矩陣B2和節(jié)點(diǎn)號(hào)及其對(duì)地阻抗形成的舉證X。從excel表格中調(diào)入數(shù)據(jù)采用xlsread函數(shù)，這樣excel表格中的數(shù)據(jù)就以矩陣的形式存放在matlab中。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(jì)把數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部分開(kāi)分別讀入，然后在matlab中將其轉(zhuǎn)化回去。數(shù)據(jù)初始化程序如下所示：val=get(hObject,39。value39。)。str=get(hObject,39。string39。)。switch str{val} case 39。電力系統(tǒng)139。 M=1。 case 39。電力系統(tǒng)239。 M=2。endif M==1 a=xlsread(39。39。)。 =a(1)。 handles. =a(2)。 =a(3)。 =a(4)。 b=xlsread(39。39。)。 c=xlsread(39。39。)。 =b(:,1:6)+j*c(:,1:6)。 =b(:,7:12)+j*c(:,7:12) d=xlsread(39。39。)。 =d(:,1:2)+j*d(:,3:4)elseif M==2 a=xlsread(39。39。)。 =a(1)。 =a(2)。 =a(3) =a(4)。 b=xlsread(39。39。)。 c=xlsread(39。39。)。 =b(:,1:6)+j*c(:,1:6) =b(:,7:12)+j*c(:,7:12) d=xlsread(39。39。)。 =d(:,1:2)+j*d(:,3:4)。endguidata(hObject,handles)。 潮流計(jì)算本設(shè)計(jì)通過(guò)計(jì)算按鈕調(diào)用潮流計(jì)算主程序完成潮流計(jì)算。潮流計(jì)算程序根據(jù)牛頓—拉夫遜法編制，對(duì)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(duì)角元元素Yij，若無(wú)變壓器,則Yij直接為線(xiàn)路阻抗分之一取負(fù)值，若有變壓器，Yij為線(xiàn)路阻抗乘以KT后分之一再取負(fù)值。②求導(dǎo)納矩陣Y中對(duì)角元元素Yii，無(wú)變壓器時(shí)Yii為Yij加上線(xiàn)路對(duì)地電導(dǎo)的一半乘j，有變壓器時(shí)，對(duì)角元元素就與所輸入的折算到哪一側(cè)有關(guān)，如果支路起始端處于高壓側(cè)，支路起始節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納中要加上變壓器等值導(dǎo)納模型的對(duì)地支路的(1KT)/KT^2倍，支路終止節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納要加上變壓器等值導(dǎo)納模型的對(duì)地支路的(KT1)/KT倍，如果支路起始端處于低壓側(cè)，情況正好相反支路起始節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納中要加上變壓器等值導(dǎo)納模型的對(duì)地支路的(KT1)/KT倍，支路終止節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納要加上變壓器等值導(dǎo)納模型的對(duì)地支路的(1KT)/KT^2倍。導(dǎo)納矩陣形成程序如下所示：for i=1:n if X(i,2)~=0。 p=X(i,1)。 Y(p,p)=X(i,2)。 endendfor i=1:n1 if B1(i,6)==0 p=B1(i,1)。q=B1(i,2)。 else p=B1(i,2)。q=B1(i,1)。 end Y(p,q)=Y(p,q)1./(B1(i,3)*B1(i,5))。 Y(q,p)=Y(p,q)。 Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2。 Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2。end 2：迭代修正初始值這一部分是程序的主題部分，通過(guò)迭代求取修正量從而修正電壓，直至修正量達(dá)到給定的精度。本程序通過(guò)while循環(huán)實(shí)現(xiàn)迭代運(yùn)算，迭代循環(huán)條件為未達(dá)到精度要求的個(gè)數(shù)，即如果未達(dá)到精度要求的個(gè)數(shù)為零就停止迭代，否則繼續(xù)迭代。3：各節(jié)點(diǎn)功率的求取節(jié)點(diǎn)功率等于電壓的平方與導(dǎo)納的乘積，程序如下所示：for p=1:n c(p)=0。 for q=1:n c(p)=c(p)+conj(Y(p,q))*conj(UU(q))。 end s(p)=UU(p)*c(p)。end4：支路首端功率和末端功率的求取for i=1:n1 if B1(i,6)==0 p=B1(i,1)。 q=B1(i,2)。 else p=B1(i,2)。 q=B1(i,1)。 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))))。 f(i,1:end)=[p,q,Si(p,q)]。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。5：各支路功率損耗的求取for i=1:n1 if B1(i,6)==0 p=B1(i,1)。q=B1(i,2)。 else p=B1(i,2)。q=B1(i,1)。endDs(i)=Si(p,q)+Sj(q,p)。end 數(shù)據(jù)處理為了使用戶(hù)能方便的查看潮流計(jì)算結(jié)果，主界面上設(shè)彈出框，用戶(hù)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。同時(shí)為了使用戶(hù)能更好的處理數(shù)據(jù)，本軟件還將計(jì)算所得結(jié)果存入excel表格中，以供用戶(hù)隨時(shí)查看調(diào)用。把數(shù)據(jù)寫(xiě)入excel中使用xlswrite函數(shù)，下面是將功率寫(xiě)入excel中的程序段：rf=real(f)。imf=imag(f)。imf=imf(:,3)。f=[rf imf]。xlswrite(39。39。,f)。其他數(shù)據(jù)類(lèi)似于此不再贅述。潮流計(jì)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(jì)算所得的數(shù)據(jù)都涉及到數(shù)據(jù)傳遞問(wèn)題。一個(gè)函數(shù)里的數(shù)據(jù)是局部變量，它不能被其他函數(shù)調(diào)用，然而初始化所得的數(shù)據(jù)要被主程序所調(diào)用，主程序運(yùn)行后計(jì)算所得結(jié)果要被數(shù)據(jù)顯示這邊的函數(shù)所調(diào)用，這就要求數(shù)據(jù)共享，matlab GUI 編程里的handles結(jié)構(gòu)體很好的解決了這一問(wèn)題。handles結(jié)構(gòu)體是運(yùn)行GUI 時(shí)自動(dòng)生成的，它就像是一個(gè)數(shù)據(jù)的容器，它可以將存放在里邊的函數(shù)作為每個(gè)函數(shù)的第三個(gè)輸入?yún)?shù)隨意地傳給每個(gè)函數(shù)。下面是將潮流計(jì)算結(jié)果定義為handles結(jié)構(gòu)體的程序段：=UU。=xj。=f。=ff。=Ds。=S。=ICT2。=Y。guidata(hObject,handles)。這樣后面的函數(shù)就可以很好的隨意的調(diào)用這些數(shù)據(jù)。第5章 實(shí)例仿真與分析 實(shí)例仿真本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了兩個(gè)仿真實(shí)例，此處就對(duì)其中之一做說(shuō)明。電力系統(tǒng)模型的接線(xiàn)圖如圖51所示：圖51 接線(xiàn)圖選擇此仿真實(shí)例計(jì)算，結(jié)果如下所示：圖52 仿真結(jié)果通過(guò)彈出框選擇要顯示的數(shù)據(jù)，運(yùn)行結(jié)果如圖52所示。圖52 運(yùn)行結(jié)果分析該算例包含平衡節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)、PQ節(jié)點(diǎn)這三種類(lèi)型的存在于電力系統(tǒng)中，既含有長(zhǎng)度l100km的“一”字形架空線(xiàn)路又包含有長(zhǎng)度100kml300km的“”形架空線(xiàn)路，最重要的是，該線(xiàn)路還包含有非標(biāo)準(zhǔn)變比的變壓器，實(shí)際電力系統(tǒng)中所包含的情況，本線(xiàn)路基本上一一提到，只是在節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)上有所減少，但是不影響基本計(jì)算。該算例可以基本上模擬電力系統(tǒng)中的所有線(xiàn)路。因此，如果該程序可以成功實(shí)現(xiàn)算例所要求的內(nèi)容，那么該程序?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的大多數(shù)線(xiàn)路都適用。第6章 小結(jié)在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里大家都經(jīng)歷了很多，從一開(kāi)始的迷茫與不解到設(shè)計(jì)的完成，這不能不說(shuō)是一種蛻變。拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目之后的第一件事情就是查找相關(guān)資料以熟悉電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的相關(guān)理論知識(shí)，無(wú)疑這一步是至關(guān)重要的一步。經(jīng)過(guò)深入學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的理論知識(shí)，是我真確的明白潮流計(jì)算的重要性及潮流計(jì)算的計(jì)算流程，這為我后面編寫(xiě)潮流計(jì)算程序打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。接著不得不做的一件事就是深入學(xué)習(xí)MATLAB，MATLAB是完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的工具。MATLAB 有著強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算的功能，它的編程語(yǔ)言同樣簡(jiǎn)短而強(qiáng)大，特別是它的GUI設(shè)計(jì)窗口為潮流計(jì)算軟件的實(shí)現(xiàn)提供極大的好處，這種可視化設(shè)計(jì)工具極大的減少了編程的工作量。熟悉理論知識(shí)后就進(jìn)入了畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)階段，首先要完成的潮流計(jì)算程序段的編制，這是一件繁瑣的工作，它需要不斷的編譯調(diào)試直到完美為止，但這也鍛煉我處理問(wèn)題的能力，增強(qiáng)了我的工作耐性。完成程序的編程之后就是軟件的具體實(shí)現(xiàn)階段，在這一階段首先完成了軟件登陸界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，然后就是軟件主界面的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。事實(shí)證明基于MATLAB的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算使計(jì)算機(jī)在計(jì)算、分析、研究復(fù)雜的電力系統(tǒng)潮流分布問(wèn)題上又前進(jìn)了一步。不管采用什么算法，所有的潮流計(jì)算都是基于矩陣的迭代運(yùn)算。而MATLAB語(yǔ)言正是以處理矩陣見(jiàn)長(zhǎng)，實(shí)踐證明，MATLAB語(yǔ)言在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算軟件的實(shí)現(xiàn)是可行的，而且由于其強(qiáng)大的矩陣處理功能，完全可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)的其它分析計(jì)算中，而且MATLAB語(yǔ)言編程效率高，程序調(diào)試十分方便，可大大縮減軟件開(kāi)發(fā)周期。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)歷了很多，付出了很多，但由于能力和時(shí)間的有限仍有許多值得改進(jìn)的地方。例如登陸界面及潮流計(jì)算主界面的美觀(guān)性有待提高，軟件與用戶(hù)的互動(dòng)交流還不夠好，這些問(wèn)題都有待改善。總之，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了如何更好的學(xué)習(xí)，如何更好的查資料，如何更好的