【導(dǎo)讀】網(wǎng)絡(luò)原始數(shù)據(jù)輸入工作量大且易于出錯(cuò)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，MICROSOFT. 分析軟件已成為當(dāng)前的主流趨勢。另外，傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，定，易于維護(hù)和擴(kuò)充。結(jié)合電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，軟件采用MATLAB語言運(yùn)行于WINDOWS操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是操作簡單，圖形界面直觀，運(yùn)行穩(wěn)定.計(jì)。計(jì)算中，算法做了一些改進(jìn)，提高了計(jì)算速度，各個(gè)類的有效封裝又使程序具。有很好的模塊性.可維護(hù)性和可重用性。

　　

【正文】 仿真程序 Matlab 簡介 目前電子計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的分析計(jì)算，潮流計(jì)算是其基本應(yīng)用軟件之一。現(xiàn)有很多潮流計(jì)算方法。對(duì)潮流計(jì)算方法有五方面的要求：（ 1）計(jì)算速度快（ 2）內(nèi)存需要少（ 3）計(jì)算結(jié)果有良好的可靠性和可信性（ 4）適應(yīng)性好，亦即能處理變壓器變比調(diào)整、系統(tǒng)元件的不同描述和與其它程序配合的能力強(qiáng)（ 5）簡單。 MATLAB 是一種交互式、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，廣泛應(yīng)用于工業(yè)界與學(xué)術(shù)界，主要用于矩陣運(yùn)算，同時(shí)在數(shù)值分析、自動(dòng)控制模擬、數(shù)字信號(hào)處理、動(dòng)態(tài)分析、繪圖等方面也具有強(qiáng)大的功能。 MATLAB 程序設(shè)計(jì)語言結(jié)構(gòu)完整，且具有優(yōu)良的移植性，它的基本數(shù)據(jù)元素是不需要定義的數(shù)組。它可以高效率地解決工業(yè)計(jì)算問題，特別是關(guān)于矩陣和矢量的計(jì)算。MATLAB 與 C 語言和 FORTRAN 語言相比更容易被掌握。通過 M 語言，可以用類似數(shù)學(xué)公式的方式來編寫算法，大大降低了程序所需的難度并節(jié)省了時(shí)間，從而可把主要的精力集中在算法的構(gòu)思而不是編程上。 另外， MATLAB 提供了一種特殊的工具：工具箱（ TOOLBOXES） .這些工具箱主要包括：信號(hào)處理（ SIGNAL PROCESSING）、控制系統(tǒng)（ CONTROL SYSTEMS）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ NEURAL NETWORKS）、模糊邏輯 (FUZZY LOGIC)、小波 (WAVELETS)和模擬（ SIMULATION）等等。不同領(lǐng)域、不同層次的用戶通過 相應(yīng)工具的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，可以方便地進(jìn)行計(jì)算、分析及設(shè)計(jì)工作。 MATLAB 設(shè)計(jì)中，原始數(shù)據(jù)的填寫格式是很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它與程序使用的方便性和靈活性有著直接的關(guān)系。原始數(shù)據(jù)輸入格式的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)從使用的角度出發(fā)，原則是簡單明了，便于修改。 矩陣的運(yùn)算 矩陣是 MATLAB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單元，而矩陣的運(yùn)算是 MATLAB 語言的核心，在MATLAB 語言系統(tǒng)中幾乎一切運(yùn)算均是以對(duì)矩陣的操作為基礎(chǔ)的。矩陣的基本數(shù)學(xué)運(yùn)算包括矩陣的四則運(yùn)算、與常數(shù)的運(yùn)算、逆運(yùn)算、行列式運(yùn)算、秩運(yùn)算、特征值運(yùn)算等基本函數(shù)運(yùn)算，這里 進(jìn)行簡單介紹。 （ 1） 四則運(yùn)算 矩陣的加、減、乘運(yùn)算符分別為“ +， — ， *” ，用法與數(shù)字運(yùn)算 幾乎相同，但計(jì)算時(shí)要滿足其數(shù)學(xué)要求 在 MATLAB 中矩陣的除法有兩種形式：左除“ \”和右除“ /”。在傳統(tǒng)的 MATLAB 算法中，右除是先計(jì)算矩陣的逆再相乘，而左除則不需要計(jì)算逆矩陣直接進(jìn)行除運(yùn)算。通常右除要快一點(diǎn)，但左除可避免被除矩陣的奇異性所帶來的麻煩。在 MATLAB6 中兩者的區(qū)別不太大。 （ 2） 與常數(shù)的運(yùn)算 常數(shù)與矩陣的運(yùn)算即是同該矩陣的每一元素進(jìn)行運(yùn)算。但需注意進(jìn)行數(shù)除時(shí)，常數(shù) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 通常只能做除數(shù)。 （ 3） 基 本函數(shù)運(yùn)算 矩陣的函數(shù)運(yùn)算是矩陣運(yùn)算中最實(shí)用的部分，常用的主要有以下幾個(gè)： det(a) 求矩陣 a的行列式 eig(a) 求矩陣 a的特征值 inv(a)或 a ^ (1) 求矩陣 a 的逆矩陣 rank(a) 求矩陣 a的秩 trace(a) 求矩陣 a的跡（對(duì)角線元素之和） 我們在進(jìn)行工程計(jì)算時(shí)常常遇到 矩陣對(duì)應(yīng)元素之間的運(yùn)算。 這種運(yùn)算不同于前面講的數(shù)學(xué)運(yùn)算，為有所區(qū)別，我們稱之為數(shù)組運(yùn)算。 （ 4） 基本數(shù)學(xué)運(yùn)算 數(shù)組的加、減與矩陣的加、減運(yùn)算完全相同。而乘除法運(yùn)算有相當(dāng)大的區(qū)別，數(shù)組的乘除法是指兩同維數(shù)組對(duì)應(yīng)元素之間的乘除法，它們的運(yùn)算符為“ .*”和“ ./”或“ .\”。前面講過常數(shù)與矩陣的除法運(yùn)算中常數(shù)只能做除數(shù)。在數(shù)組運(yùn)算中有了“對(duì)應(yīng)關(guān)系”的規(guī)定，數(shù)組與常數(shù)之間的除法運(yùn)算沒有任何限制。 另外，矩陣的數(shù)組運(yùn)算中還有冪運(yùn)算（運(yùn)算符為 .^ ）、指數(shù)運(yùn)算（ exp）、對(duì)數(shù)運(yùn)算（ log）、和開方運(yùn)算（ sqrt）等。 有了“對(duì)應(yīng)元素”的規(guī)定，數(shù)組的運(yùn)算實(shí)質(zhì)上就是針對(duì)數(shù)組內(nèi)部的每個(gè)元素進(jìn)行的。矩陣的冪運(yùn)算與數(shù)組的冪運(yùn)算有很大的區(qū)別。 （ 5） 邏輯關(guān)系運(yùn)算 邏輯運(yùn)算是 MATLAB 中數(shù)組運(yùn)算所特有的一種運(yùn)算形式，也是幾乎所有的高級(jí)語言普遍適用的一種運(yùn)算。 牛頓 — 拉夫遜法潮流計(jì)算程序 本程序的功能是用 牛頓 拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算 ，詳見附錄。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 結(jié)束語 在電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算算法中牛頓一拉夫遜法是得到電力系統(tǒng)研究人員認(rèn)可的算法之一，在本文中我們采用牛頓一拉夫遜法，主要是同時(shí)考慮到計(jì)算的準(zhǔn)確和程序的運(yùn)行速度。沒 有采用經(jīng)常用的高斯迭代法，而是采用了傳統(tǒng)的逆陣方法，是考慮到用 MATLAB實(shí)現(xiàn)高斯迭代將會(huì)通過很多的循環(huán)迭代才能實(shí)現(xiàn)，而逆陣可以直接通過命令來求解，這必然可以大大節(jié)省時(shí)間。對(duì)于不能求逆的矩陣我們通過在電力系統(tǒng)中至少有一條支路上有接地支路來實(shí)現(xiàn)其求逆。對(duì)于 PQ分解法不能使用于有些 R/X 比較大的電力系統(tǒng)的缺點(diǎn)，可以通過在電力系統(tǒng)中并聯(lián)補(bǔ)償法或虛構(gòu)節(jié)點(diǎn)來得以解決。通過實(shí)例計(jì)算分析，取得了比較滿意的效果?；?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 語言正是以處理矩陣見長，實(shí)踐證明， MATLAB語言在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算仿真研究中的應(yīng)用是可行的，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；用 MATLAB 語言編程效率高，程序調(diào)試十分方便，可大大縮減軟件開發(fā)周期，如果像控制界一樣開發(fā)出電力系統(tǒng)自己的專用工具箱，將系統(tǒng)分析用的一些基本計(jì)算以函數(shù)的形式直接調(diào)用，那么更高層次的系統(tǒng)軟件也可以很容易地實(shí)現(xiàn)。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 參考文獻(xiàn) [1] 于永源，楊綺雯．電力系統(tǒng)分析 (第二版 )．北京 :中國 電力出版社 ,2020 [2] 劉從愛．電力工程基礎(chǔ)．濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社， 1997 [3] 《電氣工程師手冊》第二版編輯委員會(huì)．電氣工程師手冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [4] 何仰贊，溫增銀 ．電力系統(tǒng)分析 .武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2020 [5] 吳際舜 ,侯志撿 . 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的計(jì)算機(jī)方法 . 上海： 上海交通大學(xué)出版社 , 2020 [6] 陳珩 . 電力系統(tǒng)穩(wěn) 態(tài)分析（第三版） . 北京： 中國電力出版社 , 2020 [7] 孫麗華．電力工程基礎(chǔ)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社： 2020 [8] 李維波 . 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GrigoraT, Optimal Operation and Planning of Power Systems, Casa de EditurR VENUS, IaTi, 2020 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 致 謝 值此本科論文完成之際，首先要感謝我的導(dǎo)師 唐萃 老師。 唐 老師從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問題，細(xì)心的給我指出錯(cuò)誤，修改論文。 唐 老師誨人不倦的工作作風(fēng)，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)風(fēng)格給我留下深刻的影響，值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。在此， 謹(jǐn)向?qū)?唐 老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 學(xué)部領(lǐng)導(dǎo)孫親錫主任 、 電氣工程及其自動(dòng)化 系主任 劉沛 、 輔導(dǎo)員張甸 老師等為我提供了良好的研究條件，謹(jǐn)向各位表示誠摯的敬意和謝忱。 感謝我的同學(xué) 鄭鑫這學(xué)期來和我一起完成畢業(yè)論文的過程中給予我的幫助。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 附錄 Matlab 仿真程序 n=input(39。請(qǐng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)： n=39。)。 n1=input(39。請(qǐng)輸入支路數(shù)： n1=39。)。 isb=input(39。請(qǐng)輸入平衡母線節(jié)點(diǎn)號(hào)： isb=39。)。 pr=input(39。請(qǐng)輸入誤差精度： pr=39。)。 B1=input(39。請(qǐng)輸入由支路參數(shù)形成的矩 陣： B1=39。)。 B2=input(39。請(qǐng)輸入各節(jié)點(diǎn)參數(shù)形成的矩陣： B2=39。)。 X=input(39。請(qǐng)輸入由節(jié)點(diǎn)參數(shù)形成的矩陣： X=39。)。 Y=zeros(n)。e=zeros(1,n)。f=zeros(1,n)。V=seros(1,n)。O=zeros(1,n)。S1=zeros(n1)。 for i=1:n if X(i,2)~=0。 p=X(i,1)。 Y(p,p)=1./X(i,2)。 end end 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)。 end Y(p,q)=Y(p,q)1./(B1(i,3)*B1(i,5)。 Y(p,q)=Y(p,q)。 Y(p,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 %求導(dǎo)納矩陣 G=real(Y)。B=imag(Y)。 for i=1:n e(i)=real(B2(i,3))。 f(i)=imag(B2(i,3))。 V(i)=B2(i,4)。 end for i=1:n S(i)=B2(i,1)B2(i,2)。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5)。 end P=rea(S)。Q=imag(S)。 ICT1=0。IT2=1。NO=2*n。N=NO+1。a=0。 while IT2~=0 IT2=0。a=a+1。 for i=1:n。 if i~=isb