【正文】 是變壓器支路 if B1(i,6)==0 %左節(jié)點(diǎn)(首端)處于1側(cè) p=B1(i,1)。 % p=X(i,1)。S1=zeros(nl)。V=zeros(1,n)。e=zeros(1,n)。)。0 10+6i 10 0 2] %input(39。0 0 110 0 2。)。2 4 + 0 11/110 0 1] %input(39。1 3 4+16i 0 1 0 0。)。%input(39。)。%input(39。5 0。3 0。%X=[1 0。請輸入各節(jié)點(diǎn)參數(shù)形成的矩陣： B2=39。 0 + 0 2。 0 + 0 2。 6 5 0+ 0 1 1]B2=[0 0 0 1。 3 4 + 0+ 1 0 0。 2 3 + 0+ 1 0 0。)。%input(39。)。%input(39。)。 %input(39。)。 %input(39。附錄：源程序 %本程序的功能是用牛頓——拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算% B1矩陣：支路首端號； 末端號； 支路阻抗； 線路對地電納 (或變壓器導(dǎo)納)；% 支路的變比； 支路首端處于K側(cè)為1，1側(cè)為0；% 線路/變壓器標(biāo)識（0/1）變壓器參數(shù)當(dāng)支路首端處于K側(cè)標(biāo)識為1時(shí)歸算至末端側(cè)，0歸算至首端側(cè)% B2矩陣：該節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)功率； 該節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率；% PQ節(jié)點(diǎn)電壓初始值，或平衡節(jié)點(diǎn)及PV節(jié)點(diǎn)電壓的給定值% 節(jié)點(diǎn)所接無功補(bǔ)償并聯(lián)電容（感）的電納% 節(jié)點(diǎn)分類標(biāo)號：1為平衡節(jié)點(diǎn)（應(yīng)為1號節(jié)點(diǎn)）；2為PQ節(jié)點(diǎn)；3為PV節(jié)點(diǎn)；clear。在此對指導(dǎo)老師致以衷心的感謝。讓自己更上一層樓。也為我子以后走上工作崗位，提升自己的專業(yè)技能，打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。爭取早點(diǎn)對電力系統(tǒng)分析這門課程有個(gè)全方位的了解。這次課程設(shè)計(jì)后，我一定要重新對電力系統(tǒng)分析這門課程做進(jìn)一步的了解。而且我感覺自己的知識不夠連貫。在很多時(shí)候我很多東西都不了解。搞完這個(gè)課程設(shè)計(jì)讓我感覺電力系統(tǒng)分析是一門很有用的課程。我想我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中不斷去發(fā)現(xiàn)自己在很多方面的不足，并一一改正，希望在以后的工作中不要犯同樣的錯(cuò)誤?？傻脠D2的等值節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。圖21 牛頓拉夫遜法潮流計(jì)算流程圖3 手算潮流計(jì)算節(jié)點(diǎn)①為平衡節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)⑥為PV節(jié)點(diǎn)，其他四個(gè)節(jié)點(diǎn)都是PQ節(jié)點(diǎn)。其中平衡節(jié)點(diǎn)的功率的計(jì)算公式為 線路上的功率為: 從而線路上的損耗的功率為: 選用牛頓拉夫遜法進(jìn)行計(jì)算機(jī)潮流計(jì)算。（11）運(yùn)用個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓的新值自第四步開始下一次迭代。（6）解修正方程式,求各節(jié)點(diǎn)的電壓的變化量Δei(i=1,2,3...n,i≠s)（7）求各節(jié)點(diǎn)相角的新值ei=ei+Δei (i=1,2,3... n,i≠s)（8）計(jì)算無功功率的不平衡量ΔQi,從而求出 (i=1,2,3...n,i≠s)（9）解修正方程式,求各節(jié)點(diǎn)的電壓大小的變化量 (i=1,2,3...,n,i≠s)。（4）計(jì)算有功功率的不平衡量ΔPi,從而求出。（2）處理非標(biāo)準(zhǔn)變比支路,使其變成標(biāo)準(zhǔn)變比為1的變壓器支路。其中的各個(gè)環(huán)節(jié)都可通過MATLAB程序來實(shí)現(xiàn)。 修正方程可寫成分塊矩陣的形式： 通過反復(fù)求解修正方程，解出各節(jié)點(diǎn)的未知量，再通過收斂判據(jù)判定是否已為真值。導(dǎo)納矩陣元素可表示為，本文中節(jié)點(diǎn)電壓以直角坐標(biāo)形式表示，即。對初始近似解進(jìn)行修正： （i=1,2,……，n）反復(fù)迭代，在進(jìn)行k+1次迭代時(shí)，從求解修正方程式：得到修正量,……,對各量進(jìn)行修正 （i=1,2,……，n）迭代過程一直進(jìn)行到滿足收斂判據(jù)節(jié)點(diǎn)總數(shù)為n；PQ節(jié)點(diǎn)有m，；PV節(jié)點(diǎn)有nm1，平衡節(jié)點(diǎn)有1個(gè)，節(jié)點(diǎn)編號按照先PQ節(jié)點(diǎn)，再PV節(jié)點(diǎn)，最后平衡節(jié)點(diǎn)的順序進(jìn)行編號，即:1，2，…，m為PQ節(jié)點(diǎn)；m+1，m+2，…，n1為PV節(jié)點(diǎn)；n為平衡節(jié)點(diǎn)。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。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)字信號處理、動(dòng)態(tài)分析、繪圖等方面也具有強(qiáng)大的功能?，F(xiàn)有很多潮流計(jì)算方法。 基本步驟：（1）形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；（2）將各節(jié)點(diǎn)電壓設(shè)初值U；（3）將節(jié)點(diǎn)初值代入相關(guān)求式，求出修正方程式的常數(shù)項(xiàng)向量；（4）將節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求式，求出雅可比矩陣元素；（5）求解修正方程，求修正向量；（6）求取節(jié)點(diǎn)電壓的新值；（7）檢查是否收斂，如不收斂，則以各節(jié)點(diǎn)電壓的新值作為初值自第3步重新開始進(jìn)行狹義次迭代，否則轉(zhuǎn)入下一步；（8）計(jì)算支路功率分布，PV節(jié)點(diǎn)無功功率和平衡節(jié)點(diǎn)柱入功率。平衡節(jié)點(diǎn)的電壓大小與相位是給定的，通常以它的相角為參考量，即取其電壓相角為0。（3）平衡節(jié)點(diǎn)：用來平衡全電網(wǎng)的功率。 節(jié)點(diǎn)類型：（1）PV節(jié)點(diǎn)：柱入有功功率P為給定值，電壓也保持在給定數(shù)值。對現(xiàn)有電力系統(tǒng)的運(yùn)行和擴(kuò)建，對新的電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)都是以潮流計(jì)算為基礎(chǔ)。 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是對復(fù)雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算。 牛頓拉夫遜法作為一種實(shí)用的，有競爭力的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，是在應(yīng)用了稀疏矩陣技巧和高斯消去法求修正方程后。 利用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算從50年代中期就已經(jīng)開始。表11 各節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值參數(shù)UUUUUU表12 線路、變壓器阻抗標(biāo)幺值 線路L2L3L4L5T1T2Y/2阻抗++++表13 節(jié)點(diǎn)輸出功率節(jié)點(diǎn)②③④⑤⑥功率2+j1+++5注：各PQ節(jié)點(diǎn)的電壓取1是為了方便計(jì)算和最后驗(yàn)證程序的正確性。 圖11 電力系統(tǒng)圖圖12 電力系統(tǒng)等值導(dǎo)納圖該系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)①為平衡節(jié)點(diǎn)，保持=+j0為定值，節(jié)點(diǎn)⑥為PV節(jié)點(diǎn)，其他四個(gè)節(jié)點(diǎn)都是PQ節(jié)點(diǎn)。運(yùn)用以直角坐標(biāo)表示的牛頓拉夫遜計(jì)算如圖11所示系統(tǒng)中的潮流分布。與眾多專門的電力系統(tǒng)仿真軟件相比，MATLAB軟件具有易學(xué)、功能強(qiáng)大和開放性好，是電力系統(tǒng)仿真研究的有力工具。所以潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)的一種很重要和很基礎(chǔ)的計(jì)算?？煽啃院徒?jīng)濟(jì)性。 電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì) 電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)學(xué) 院 電氣工程學(xué)院 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 時(shí) 間 前言 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種計(jì)算，它根據(jù)給定的運(yùn)行條件及系統(tǒng)接線情況確定整個(gè)電力系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)：各母線的電壓，各元件中流過的功率，系統(tǒng)的功率損耗等等。在電力系統(tǒng)規(guī)劃的設(shè)計(jì)和現(xiàn)有電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的研究中，都需要利用潮流計(jì)算來定量地分析比較供電方案或運(yùn)行方式的合理性。此外，電力系統(tǒng)潮流計(jì)算也是計(jì)算系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，電氣工程師掌握一種好的能對電力系統(tǒng)進(jìn)行仿真的軟件是學(xué)習(xí)和研究的需要。目錄1 設(shè)計(jì)題目 3 3 42 潮流計(jì)算 5 5 5 MATLAB概述 6 7 8 9 113 手算潮流計(jì)算 12 12 12（不平衡量） 134 計(jì)算機(jī)算法潮流計(jì)算 15 15 23 25個(gè)人心得 29附錄：源程序 30參考文獻(xiàn) 401 設(shè)計(jì)題目選擇六節(jié)點(diǎn)、環(huán)網(wǎng)、兩電源和多引出的電力系統(tǒng)，簡化電力系統(tǒng)圖如圖11所示，等值導(dǎo)納圖如圖12所示。計(jì)算精度要求各節(jié)點(diǎn)電壓的誤差或修正量不大于。給定的注入電壓標(biāo)幺值如表1線路阻抗標(biāo)幺值如表1輸出功率標(biāo)幺值如表13。2 潮流計(jì)算 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算也分為離線計(jì)算和在線計(jì)算兩種，前者主要用于系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式，后者則用于正在運(yùn)行系統(tǒng)的經(jīng)常監(jiān)視及實(shí)時(shí)控制。在這20年內(nèi)，潮流計(jì)算曾采用了各種不同的方法，這些方法的發(fā)展主要圍繞著對潮流計(jì)算的一些基本要求進(jìn)行的。牛頓拉夫遜法是求解非線性代數(shù)方程有效的迭代計(jì)算。潮流計(jì)算的目標(biāo)是求取電力系統(tǒng)在給定運(yùn)行方式下的節(jié)點(diǎn)電壓和功率分布，用以檢查系統(tǒng)各元件是否過負(fù)荷、各點(diǎn)電壓是否滿足要求、功率的分布和分配是否合理以及功率損耗等。 潮流計(jì)算結(jié)果的用途，例如用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究、安全估計(jì)或最優(yōu)潮流等也對潮流計(jì)算的模型和方法有直接影響。（2）PQ節(jié)點(diǎn)：諸如有功功率和無功功率是給定的。選一容量足夠大的發(fā)電機(jī)擔(dān)任平衡全電網(wǎng)功率的職責(zé)。一個(gè)獨(dú)立的電力網(wǎng)中只設(shè)一個(gè)平衡點(diǎn)。 MATLAB概述 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)用之一。對潮流計(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。MATLAB與C語言和FORTRAN語言相比更容易被掌握。假設(shè)有n個(gè)聯(lián)立的非線性代數(shù)方程： 假設(shè)以給出各變量的初值，……，令其分別為個(gè)變量的修正量，使?jié)M足以上方程，所以： 將上式中的n個(gè)多元函數(shù)在初始值附近分別展開成泰勒級數(shù)，并略去含有，……，的二次及以上階次的各項(xiàng)，便得：方程可寫成： 以上方程是對于修正量，……，的線性方程組，稱為牛頓法的修正方程，可解出，……。可形成結(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。由此下列公式可求出Pi，Qi假設(shè)系統(tǒng)中的第1，2，…，m號節(jié)點(diǎn)為PQ節(jié)點(diǎn)，第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的給定功率為和，對該節(jié)點(diǎn)可列方程： 假設(shè)系統(tǒng)中的第m+1，m+2，…，n1號節(jié)點(diǎn)為PV節(jié)點(diǎn)，則對其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可列方程: 第n號節(jié)點(diǎn)為平衡節(jié)點(diǎn)，其電壓為是給定的，故不參加迭代。從而求得PQ節(jié)點(diǎn)的電壓V及相角δ的真值，PV節(jié)點(diǎn)的Q、δ真值，平衡節(jié)點(diǎn)的P、Q真值，以上即為牛頓拉夫遜迭代法的潮流計(jì)算過程，其優(yōu)點(diǎn)為計(jì)算精確，運(yùn)行速度快。（1）對電力網(wǎng)絡(luò)的所有參數(shù)設(shè)初值,包括電壓、相角、有功、無功等。（3）形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y。（5）根據(jù)節(jié)點(diǎn)的類型形成J。（10）求各節(jié)點(diǎn)的電壓大小的新值 (i=1,2,3...,n,i≠s)。 計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)的功率和線路功率。牛頓拉夫遜法潮流計(jì)算流程圖如圖21 。 由圖1可知，該系統(tǒng)以串聯(lián)支路的導(dǎo)納標(biāo)幺值和對地并聯(lián)導(dǎo)納標(biāo)幺值得等值電路如圖2所示。對角線上的元素為： 非對角線上的元素為： 所以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為：Y=（不平衡量）設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓初始值為：根據(jù)上述NR法的求解過程，將各節(jié)點(diǎn)電壓的初始值代入（1）式和（2）式，進(jìn)行潮流計(jì)算，得節(jié)點(diǎn)功率和節(jié)點(diǎn)電壓：雅可比矩陣：J=修正各節(jié)點(diǎn)電壓： 4 計(jì)算機(jī)算法潮流計(jì)算導(dǎo)納矩陣 Y=0 0 + 0 0 0 0 0 + + 0 + 0 0 + + 0 0 0 0 + + 0 0 + 0 + 0 +0 0 0 0 0 + 0 功率方程第(1)次差值： Columns 1 through 12 0 0 0 形成的第(1)次Jacobi矩陣： Columns 1 through 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0