【正文】 電力系統(tǒng)潮流問題的開始階段，人們普遍采用以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的高斯賽德爾迭代法（一下簡稱導(dǎo)納法）。這個(gè)方法的原理比較簡單，要求的數(shù)字計(jì)算機(jī)的內(nèi)存量也比較小，適應(yīng)當(dāng)時(shí)的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)制作水平和電力系統(tǒng)理論水平，于是電力系統(tǒng)計(jì)算人員轉(zhuǎn)向以阻抗矩陣為主的逐次代入法（以下簡稱阻抗法）。20世紀(jì)60年代初，數(shù)字計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到第二代，計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和計(jì)算速度發(fā)生了很大的飛躍，從而為阻抗法的采用創(chuàng)造了條件。阻抗矩陣是滿矩陣，阻抗法要求計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存表征系統(tǒng)接線和參數(shù)的阻抗矩陣。這就需要較大的內(nèi)存量。而且阻抗法每迭代一次都要求順次取阻抗矩陣中的每一個(gè)元素進(jìn)行計(jì)算，因此，每次迭代的計(jì)算量很大。阻抗法改善了電力系統(tǒng)潮流計(jì)算問題的收斂性，解決了導(dǎo)納法無法解決的一些系統(tǒng)的潮流計(jì)算，在當(dāng)時(shí)獲得了廣泛的應(yīng)用，曾為我國電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和研究作出了很大的貢獻(xiàn)。但是，阻抗法的主要缺點(diǎn)就是占用計(jì)算機(jī)的內(nèi)存很大，每次迭代的計(jì)算量很大。當(dāng)系統(tǒng)不斷擴(kuò)大時(shí)，這些缺點(diǎn)就更加突出。為了克服阻抗法在內(nèi)存和速度方面的缺點(diǎn)，后來發(fā)展了以阻抗矩陣為基礎(chǔ)的分塊阻抗法。這個(gè)方法把一個(gè)大系統(tǒng)分割為幾個(gè)小的地區(qū)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)只需存儲(chǔ)各個(gè)地區(qū)系統(tǒng)的阻抗矩陣及它們之間的聯(lián)絡(luò)線的阻抗，這樣不僅大幅度的節(jié)省了內(nèi)存容量，同時(shí)也提高了節(jié)省速度?？朔杩狗ㄈ秉c(diǎn)的另一途徑是采用牛頓拉夫遜法（以下簡稱牛頓法）。牛頓法是數(shù)學(xué)中求解非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。解決電力系統(tǒng)潮流計(jì)算問題是以導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的，因此，只要在迭代過程中盡可能保持方程式系數(shù)矩陣的稀疏性，就可以大大提高牛頓潮流程序的計(jì)算效率。自從20世紀(jì)60年代中期采用了最佳順序消去法以后，牛頓法在收斂性、內(nèi)存要求、計(jì)算速度方面都超過了阻抗法，成為直到目前仍被廣泛采用的方法。在牛頓法的基礎(chǔ)上，根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，抓住主要矛盾，對純數(shù)學(xué)的牛頓法進(jìn)行了改造，得到了PQ分解法。PQ分解法在計(jì)算速度方面有顯著的提高，迅速得到了推廣。牛頓法的特點(diǎn)是將非線性方程線性化。20世紀(jì)70年代后期，有人提出采用更精確的模型，即將泰勒級數(shù)的高階項(xiàng)也包括進(jìn)來，希望以此提高算法的性能，這便產(chǎn)生了保留非線性的潮流算法。另外，為了解決病態(tài)潮流計(jì)算，出現(xiàn)了將潮流計(jì)算表示為一個(gè)無約束非線性規(guī)劃問題的模型，即非線性規(guī)劃潮流算法。近20多年來，潮流算法的研究仍然非?；钴S，但是大多數(shù)研究都是圍繞改進(jìn)牛頓法和PQ分解法進(jìn)行的。此外，隨著人工智能理論的發(fā)展，遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法也逐漸被引入潮流計(jì)算。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。由于電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對計(jì)算速度的要求不斷提高，計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算技術(shù)也將在潮流計(jì)算中得到廣泛的應(yīng)用，成為重要的研究領(lǐng)域。第五篇：電力系統(tǒng)潮流計(jì)算程序設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算程序設(shè)計(jì)姓名：韋應(yīng)順學(xué)號(hào)：2011021052 電力工程學(xué)院牛頓—拉夫遜潮流計(jì)算方法具有能夠?qū)⒎蔷€性方程線性化的特點(diǎn)，而使用MATLAB語言是由于MATLAB語言的數(shù)學(xué)邏輯強(qiáng)，易編譯?！尽俊尽縁unction tisco %這是一個(gè)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的程序 n=input（‘n請輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)：n=’）； m=input(‘請輸入支路數(shù)：m=’)。ph=input(‘n請輸入平衡母線的節(jié)點(diǎn)號(hào)：ph=’)； B1=input（‘n請輸入支路信號(hào)：B1=’）。%它以矩陣形式存貯支路的情況，每行存貯一條支路 %第一列存貯支路的一個(gè)端點(diǎn) %第二列存貯支路的另一個(gè)端點(diǎn) %第三列存貯支路阻抗%第四列存貯支路的對地導(dǎo)納%第五列存貯變壓器的變比，注意支路為1 %第六列存貯支路的序號(hào)B2=input(‘n請輸入節(jié)點(diǎn)信息：B2=’)； %第一列為電源側(cè)的功率 %第二列為負(fù)荷側(cè)的功率 %第三列為該點(diǎn)的電壓值%第四列為該點(diǎn)的類型：1為PQ，2為PV節(jié)點(diǎn)，3為平衡節(jié)點(diǎn) A=input（‘n請輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)及對地阻抗：A=’）； ip=input（‘n請輸入修正值：ip=’）； %ip為修正值)。Y=zeros（n）；Y(p,q)=Y(p,q)1./(B1(i3)*B1(i5)。e=zeros（1，n）；Y(p,q)=Y(p,q)。f=zeros（1，n）；no=2*ph=1； Y(q,q)=Y(q,q)+1./B1(i3)+B1(i4)/2；End for i=1：nG=real(Y)。if A（i2）=0B=imag(Y)。p=A(i1)；Y(p p)=1./A(i2)。for i=1：n End e(i)=real(B2(i3))。End f(i)=imag(B2(i3))。For i=1:m S(i)=B2(i1)B2(i2)。p=B1(i1)。V(i)=B2(i3)。p=B1(i2)。end Y(p,p)=Y(p,p)+1./(B1(i3)*B1(i5)^2+B1(i4)./2P=real(S)。Q=imag(S)。[C,D,DF]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no)。J=jacci(Y,G,B,P,Q,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no)。[De,Di]=hxf(J,D,F,ph,n,no)。t=0。whilemax(abs(De))ipamp。max(abs(Dfi)ipt=t+1。e=e+De；f=f+Df。[C,D,DF]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no)；J=jacci(Y,G,B,P,Q,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no)；[De,Df]=hxf(J,Df,ph,n,no)。end v=e+f*j。for i=1:n hh(i)=conj(Y(ph,i)*v(i))。end S(ph)=sum(hh)*v(ph)。B2(ph,1)=S(ph)。V=abs(v)。jd=angle(v)*180/p。resulte1=[A(:,1),real(v),imag(v),V,jd,real(S’)，imag(S’),real(B2(:1)),imag(B2(:1)),real(B2(:2)),imag(B2(:,2))]。for i=1:ma(i)=conj((v(B1(i1))/B1(i5)v(B1(i2))/B1(i3))。b(i)=v(B1(i1))*a(i)j*B1(i4)*v(B1(i))^2/2。c(i)=v(B1(i2))*a(i)j*B1(i4)*v(B1(i2))^2/2。end result2=[B1(:,6),B1(:,1),B1(:,2),real(b’),imag(b’),real(c’),imag(c’), real(b’+c’),imag(b’+c’)]。printcut(result1,S,b,c,result2)。type resultm function [C,D,Df]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no)%該子程序是用來求取Df for i=1:nIfi=phC(i)=0。D(i)=0。For j=i:nC(i)=C(i)+G(i,j)*e(j)B(i,j)*f(j)。D(i)=D(i)+G(i,j)*f(j)+B(i,j)*e(j)。endP1=C(i)*e(i)+D(i)*f(i)。Q1=C(i)*f(i)D(i)*e(i)。V1=e(i)^2+f(i)^2。IfB2(i4)=2 p=2*i1。Df(p)=P(i)P1。p=p+1。else p=2*i1。Df(p)=P(i)P1。p=p+1。Df(p)=Q(i)Q1。end end end Df=Df’。If ph=n Df(noJ=[]。endfunction [De,Df]=hxf(J,Df,ph,n,no)%該子函數(shù)是為求取De Df DX=JDf。DX1=DX。x1=length(DX1)。if ph=n DX(no)=0。DX(no+1)=0。For i=(no+2):(x1+2)DX(i)=DX1(i2)。End ElseDX=[DX1,0,0]。End k=0。[x,y]=size(DX)。For i=1:2:x K=k+1。Df(k)=DX(i)。De(k)=DX(i+1)。End End case 2 Function for j=1:n J=jacci(Y,G,B,PQ,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no)X1=G(i,j)*f(i)B(i,j)*e(i)。X2=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i)。%該子程序是用來求取jacci矩陣for i=1:n X3=0。switch B2(i4)X4=0。case 3 P=2*i1。continue q=2*j1。case 1 J(p,q)=X1。for j=1:n m=p+1。ifJ=amp。J=ph J(m,q)=X3。X1=G(i)*f(i)B(i,j)*e(i)。q=q+1。X2=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i)。J(p,q)=X2。X3=X2。J(m,q)=X4。X4=X1。X1=D(i)+G(i,j)*f(i)B(i,j)*e(i)。p=2*i1。X2=C(i)+G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i)。q=2*j1。X3=0。J(p,q)=X1。X4=0。m=p+1。P=2*i1。J(p,q)=X2。q=2*j1。J(m,q)=X4。J(p,q)=X1。Else if j=amp。j=jph m=p+1。X1=D(i)+G(i,j)*f(i)B(i,j)*e(i)。J(m,q)=X3。X2=C(i)+G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i)。q=q+1。X3= C(i)+G(i,j)*e(i)B(i,j)*f(i)。J(p,q)=X2。X4= C(i)+G(i,j)*f(i)B(i,j)*e(i)。J(m,q)=X4。P=2*i1。end q=2*j1。end J(p,q)=X1。end m=p+1。end J(m,q)=X3。if ph=n q=q+1。J(no:)=[]。J(p,q)=X2。J(no:)=[]。J(m,q)=X4。J(:,no)=[]。End J(:,no)=[]。End2實(shí)例驗(yàn)證 【例題】設(shè)有一系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)線見圖1，各支路阻抗和各節(jié)點(diǎn)功率均已以標(biāo)幺值標(biāo)示于圖1中，其中節(jié)點(diǎn)2連接的是發(fā)電廠，設(shè)節(jié)點(diǎn)1電壓保持U1＝，試計(jì)算其中的潮流分布，請輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)：n=5 請輸入支路數(shù)：m=7 請輸入平衡母線的節(jié)點(diǎn)號(hào)：ph=l 請輸入支路信息：BI=[ l 2 0．02+0．06i O l 1；1 3 0．08+0．24i 0 1 2；2 3 0．06+0．18i 0 l 3： 2 4 0．06+0．18i O l 4： 2 5 0．04+0．12i 0 l 5： 3 4 0．01+0．03i 0 l 6： 4 5 0．08+0．24i O 1 7] 請輸入節(jié)點(diǎn)信息：B2=[ 0 0 1．06 3；0．2+0．20i 0 1 1；一O．45一O．15i 0 l l；一0．40．05i 0 l 1；一0．6—0．1i 0 1 l] 請輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)及對地阻抗： A=[l 0；2 0；3 0；4 0；5 O ] 請輸入修正值：ip=0．000 0l參考文獻(xiàn)[1]陳珩．電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析[M]．北京：中國電力出版社，2002：139—187．[2]鄭阿奇．MATLAB實(shí)用教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2005：1243．[3] 束洪春，孫士云，等．云電送粵交商流混聯(lián)系統(tǒng)全過 程動(dòng)態(tài)電壓研究[J】．中國電力，2008，4l(10)：l4． SHU Hong—ch吼，SUN Shiyun，et a1．Research on fun prc39。cess dyn鋤ic Voltage stabil時(shí)of hybrid AC／DC poWer tmnsmission System舶m Yu衄an proVince to G啪gdong province【J】．Electric Power，2008，4l(10)： l4．[4] 朱新立，湯涌，等．大電網(wǎng)安全分析的全過程動(dòng)態(tài)仿 真技術(shù)[J】．電網(wǎng)技術(shù)，2008，32(22)：23—28． SONG Xin—Ii，TANG Yof唱，et a1． Full dyn鋤ic simulation for the stabilhy a眥lysis of large power system【J】．Power System融IlrIolo影，2008，32(22)： 23．28．[5]Roytelm鋤I，Shallidehpour S M．A prehsivc long teml dynaIIlic simulation for powcr system recoVery【J】． IEEE Transactions 0n Power Systems，1994，9(3)． [6] 石雩梅，汪志宏，等．發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及參 數(shù)對電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析結(jié)果影響的研究[J】．繼電 器，2007，35(21)：2227．SHI Xue．mei，WANG Zllihon舀et a1．Iksearch on the innuence of g鋤e翰to璐baScd ∞de詛iled excitation system models柚d parameterS t0 power鏟id dyn鋤ic stabil時(shí)【J】．Relay，2007，35(2 1)：2227．[7] 方思立，朱方．快速勵(lì)磁系統(tǒng)對系統(tǒng)穩(wěn)定的影響[J】．中 國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，1986，6(1)：20．28．FANG Si．1i，ZHU Fang．The effbct of f弧t．respon∞excitation system on the stability of power netwofk【J】． Proceedings ofthe CSEE，1986，6(1)：2028．[8] 劉?。娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定性及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制[M】．北京： 中國電力出版社，2007．LIU Qu．Power system S詛bility鋤d generator