畢業(yè)設(shè)計(jì)論文電力系統(tǒng)潮流計(jì)算-資料下載頁(yè)
2025-11-22 22:31本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】根據(jù)給定的運(yùn)行條件及系統(tǒng)接線(xiàn)情況確定整個(gè)電力系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)。地分析比較供電方案或運(yùn)行方式的合理性，可靠性和經(jīng)濟(jì)性。便，有著其他高級(jí)語(yǔ)言無(wú)法比擬的強(qiáng)大的矩陣處理功能。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的首選計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。最后介紹了利用matlabGUI制作潮流計(jì)算軟件的過(guò)程。
【正文】 Matlab 作為強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算軟件，同樣也提供了圖像用戶(hù)界面設(shè)計(jì)的功能。在 matlab 中，基本的圖形用戶(hù)界面對(duì)象包含 3類(lèi)：用戶(hù)控件對(duì)象（ uicontrol）、下拉式菜單對(duì)象（ uimenu）、和快捷菜單對(duì)象（ uicontexmenu）。根據(jù)這些對(duì)象可以設(shè)計(jì)出界面友好、操作方便的圖形用戶(hù)界面。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 GUI 設(shè)計(jì)模板 及設(shè)計(jì)窗口 Matlab 為 GUI 設(shè)計(jì)準(zhǔn)本了四個(gè)模板，分別是 Blank GUI(默認(rèn) )、 GUI with Uicontronl（帶控件對(duì)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(wèn)話(huà)對(duì)話(huà)框的 GUI 模板）， GUI 設(shè)計(jì)模板如圖 31所示。 當(dāng)用戶(hù)選擇不同模板時(shí)，在 GUI 設(shè)計(jì)模板界面的右邊就會(huì)顯示與該模板對(duì)應(yīng)的 GUI 圖形。 圖 25 GUI 設(shè)計(jì)模板 選擇設(shè)計(jì)模板后就進(jìn)如 GUI 設(shè)計(jì)窗口， GUI 設(shè)計(jì)窗口由菜單欄、工具欄、控件工具欄以及圖形對(duì)象設(shè)計(jì)區(qū)組成。 在 GUI 設(shè)計(jì)窗口的工具欄上有位置調(diào)整器、菜單編輯器、 tab 順序編輯器、屬性查看器等可視化設(shè)計(jì)工具。控件工具欄包括 Push Button、 Check Box、 Edit Box、 Popup Menu、 Axes、 table 等控件對(duì)象， 他們是構(gòu)成 GUI 的基本元素。 GUI 設(shè)計(jì)的基本操作 為了添加對(duì)象控件，可以從 GUI 設(shè)計(jì)窗口的控件工具欄中選擇一個(gè)對(duì)象，然后以拖曳方式在對(duì)象設(shè)計(jì)區(qū)建立該對(duì)象，其對(duì)象創(chuàng)建方式方便、簡(jiǎn)單。在 GUI 設(shè)計(jì)窗口創(chuàng)建對(duì)象后，通過(guò)雙擊該對(duì)象，就會(huì)顯示該對(duì)象的屬性查看器，通過(guò)它可以設(shè)計(jì)該對(duì)象的屬性值。 在選中對(duì)象的前提下，單擊鼠標(biāo)右鍵，會(huì)彈出一個(gè)快捷菜單，可以從中某個(gè)子菜單進(jìn)行相應(yīng)的操作。在對(duì)象設(shè)計(jì)區(qū)右擊鼠標(biāo)，會(huì)顯示與圖形窗口有關(guān)的快捷菜單。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第 3章 牛頓拉夫遜潮流計(jì)算理論分析 概述 牛頓法收斂性好，迭代次數(shù)少， 在潮流計(jì)算方法中得到廣泛的應(yīng)用，目前為止還沒(méi)有更好的方法能夠完全取代它。 牛頓拉夫遜法（下面簡(jiǎn)稱(chēng)牛頓法）是數(shù)學(xué)中求解非線(xiàn)性方程的典型方法，能快速求出其他方法求不出或者難以求出的解。本章將主要針對(duì)牛頓法的理論進(jìn)行具體介紹。 牛頓法基本原理 牛頓 拉夫遜法是解非線(xiàn)性方程式的有效方法。牛頓拉夫遜法潮流計(jì)算是目前最為廣泛、效果最好的一種潮流計(jì)算方法。這種把非線(xiàn)性方程式的求解過(guò)程變成反復(fù)對(duì)相應(yīng)的線(xiàn)性方程式的求解過(guò)程，即逐次線(xiàn)性化過(guò)程，這就是牛頓法的核心。我們以如下非線(xiàn)性方程式的求解過(guò)程為例來(lái)說(shuō)明： 0)( ?xf （ 31） 設(shè) )0(x 為該方程式的初值。而真正解 x 在它的近旁： )0()0( xxx ??? （ 32） 式中： )0(x? 為初始值 )0(x 的修正量。如果求得 )0(x? ，則由式（ 32）就可以得到真正解 x。 為此將式 0)( )0()0( ??? xxf （ 33） 按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi) 0! )()()1(!2 )()()()()( )0()0()()(2)0()0(39。39。)0()0(39。)0()0()0( ???????????? nxxfxxfxxfxfxxf nnn? （ 34） 當(dāng)我們選擇的初始值比較好，即 )0(x? 很小時(shí)，式（ 34）中包含的 2)0( )( x? 和更高階次項(xiàng)可以略去不計(jì)。因此，式（ 34）可以簡(jiǎn)化為 0)(39。)( )0()0()0( ??? xxfxf （ 35） 這是對(duì)于變量 )0(x? 的形式方程式，用它可以求出修正量 )0(x? 。 由于式（ 35）是式（ 34）的簡(jiǎn)化結(jié)果，所以由式（ 35）解出 )0(x? 后，還不能得到方程式（ 31）的真正解。實(shí)際上，用 )0(x? 對(duì) )0(x 修正后得到的 )1(x ： )0()0()1( xxx ??? （ 36） 只是向真正解更逼近一些。現(xiàn)在如果再以作為初值 )1(x ，解式（ 35） 0)(39。)( )1()1()1( ??? xxfxf 就能得到更趨近真正解的 )2(x ： )1()1()2( xxx ??? （ 37） 這樣反復(fù)下去，就構(gòu)成了不斷求解非線(xiàn)性方程式的逐次線(xiàn)性化過(guò)程。第 t次迭代時(shí)的參數(shù)方程為 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 0)(39。)( )()()( ??? ttt xxfxf （ 38） 或 )()()( )(39。( ttt xxfxf ?? （ 39） 上式左端可以看成是近似解 )(tx 引起的誤差，當(dāng) 0)( )( ?txf 時(shí)，就滿(mǎn)足了原方程式（ 31），因而 )(tx 就成為該方程的解。式中 )(39。 )(txf 是函數(shù) 0)( ?xf 在 )(tx 點(diǎn)的一次導(dǎo)數(shù)，也就是曲線(xiàn)在 )(tx 點(diǎn)的斜率，如圖（ 31）所示，修正量 )(tx? 則是由 )(tx點(diǎn)的切線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)來(lái)確定，由圖（ 31）可以直觀的看出牛頓法的求解過(guò)程。 0)( )1( ?txf)( xfy ?)( )( txf)1( ?tx )(tx)1( ?? tx)( tx?XYX 圖 31 牛頓 拉夫遜法幾何解釋 現(xiàn)在把牛頓法推廣到多變量非線(xiàn)性方程組的情況。設(shè)有變量 nxxx ?21, 的非線(xiàn)性聯(lián)立方程組 ： ??????????0),(0),(0),(21212211nnnnxxxfxxxfxxxf???? （ 310） 給定各變量初值 )0()0(2)0(1 , nxxx ? ，假設(shè) )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?為其修正量，并使華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 其滿(mǎn)足 ????????????????????????????0),(0),(0),()0()0()0(2)0(2)0(1)0(1)0()0()0(2)0(2)0(1)0(12)0()0()0(2)0(2)0(1)0(11nnnnnnnxxxxxxfxxxxxxfxxxxxxf???? （ 311） 對(duì)以上 n 個(gè)方程式分別按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，當(dāng)忽略 )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?所組成的二次項(xiàng)和高次項(xiàng)時(shí)，可以得到 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????0),(0),(0),()0(0)0(202)0(101)0()0(2)0(1)0(02)0(2022)0(1012)0()0(2)0(12)0(01)0(2021)0(1011)0()0(2)0(11nnnnnnnnnnnnnxxfxxfxxfxxxfxxfxxfxxfxxxfxxfxxfxxfxxxf??????? （ 312） 式中：0iixf?? 為 函 數(shù) ),( 21 ni xxxf ? 對(duì) 自 變 量 jx 的 偏 導(dǎo) 數(shù) 在 點(diǎn)（ )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?）處的值。把上式寫(xiě)成矩陣形式： ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????)0()0(2)0(1002010202201201021011)0()0(2)0(1)0()0(2)0(12)0()0(2)0(11),(),(),(nnnnnnnnnnnxxxxfxfxfxfxfxfxfxfxfxxxfxxxfxxxf????????? （ 313） 這是變量 )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?的線(xiàn)性方程組，稱(chēng)為牛頓法的修正方程，通過(guò)它可以解出 )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?，并可以進(jìn)一步求得 ????????????????)0()0()1()0(2)0(2)1(2)0(1)0(1)1(1nnn xxxxxxxxx? （ 314） 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 式中 )1()1(2)1(1 , nxxx ? 向真正解逼近了一步，如果再以它們作為初值 重復(fù)解式（ 313）修正方程式，等到更接近真解的 )2()2(2)2(1 , nxxx ? ，如此迭代下去，并按式（ 314）進(jìn)行修正，直到滿(mǎn)足收斂要求為止并停止迭代計(jì)算，這就構(gòu)成了牛頓法的迭代過(guò)程。 一般第 t 次迭代式的修正方程為 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????)()(2)(1212221212111)()(2)(1)()(2)(12)()(2)(11),(),(),(tntttnntntntntttntttnttntntttnttxxxxfxfxfxfxfxfxfxfxfxxxfxxxfxxxf????????? （ 315） 上式可以簡(jiǎn)寫(xiě)為 )()()( )( ttt XJXF ?? (316) 其中 ???????????????),(),(),()()()(2)(1)()(2)(12)()(2)(11)(tnttntntttntttxxxfxxxfxxxfXF????，?????????????????????????????????
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