【正文】 備的母線做PU節(jié)點(diǎn)處理。這類(lèi)節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行中往往要有一定可調(diào)節(jié)的無(wú)功電源。在潮流計(jì)算中，系統(tǒng)大部分節(jié)點(diǎn)屬于PQ節(jié)點(diǎn)。Q給定時(shí)，也作為PQ節(jié)點(diǎn)。所以，根據(jù)電力系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的不同，很自然地把節(jié)點(diǎn)分成三類(lèi)：① PQ節(jié)點(diǎn)對(duì)這一類(lèi)點(diǎn)，事先給定的是節(jié)點(diǎn)功率(P，Q)，待求的未知量是節(jié)點(diǎn)電壓向量(U，)，所以叫PQ節(jié)點(diǎn)。然而在電力系統(tǒng)中，給出發(fā)電機(jī)或負(fù)荷連接母線上電壓或電流(都是向量)的情況是很少的，一般是給出發(fā)電機(jī)母線上發(fā)電機(jī)的有功功率(P)和母線電壓的幅值(U)，給出負(fù)荷母線上負(fù)荷消耗的有功功率(P)和無(wú)功功率(Q)。（4）它是一組n個(gè)復(fù)數(shù)方程，因而實(shí)數(shù)方程數(shù)為2n個(gè)但方程中共含4n個(gè)變量：P，Q，U和，i=1，2，n，故必須先指定2n個(gè)變量才能求解。A、取 ，得到潮流方程的極坐標(biāo)形式： (210) B、取 ， ，得到潮流方程的直角坐標(biāo)形式： (211) C、取， ，得到潮流方程的混合坐標(biāo)形式： (212)不同坐標(biāo)形式的潮流方程適用于不同的迭代解法。（2）它是一組非線性方程，因而只能用迭代方法求其數(shù)值解。節(jié)點(diǎn)功率與節(jié)點(diǎn)電流之間的關(guān)系為 (28)式中，因此用導(dǎo)納矩陣時(shí)，PQ節(jié)點(diǎn)可以表示為把這個(gè)關(guān)系代入式中 ，得 （29）式（34 ）就是電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型潮流方程。在潮流問(wèn)題中，任何復(fù)雜的電力系統(tǒng)都可以歸納為以下元件（參數(shù)）組成。5)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣一般是對(duì)稱(chēng)矩陣，這是網(wǎng)絡(luò)的互易特性所決定的。4)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的非對(duì)角元素等于連接節(jié)點(diǎn)i，j支路導(dǎo)納的負(fù)值。3)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的對(duì)角元素就等于各該節(jié)點(diǎn)所連接導(dǎo)納的總和。參考節(jié)點(diǎn)一般取大地，編號(hào)為零。小寫(xiě)字母i，j支路的導(dǎo)納等于支路阻抗的倒數(shù)數(shù)。如節(jié)點(diǎn)ij之間無(wú)支路直接相連，則該電流為0，從而=0。表明，互導(dǎo)納在數(shù)值上等于僅在節(jié)點(diǎn)j施加單位電壓而其余節(jié)點(diǎn)電壓均為零時(shí)，經(jīng)節(jié)點(diǎn)i注入網(wǎng)絡(luò)的電流，其顯然等于()即=。其顯然等于與節(jié)點(diǎn)i直接相連的所有支路的導(dǎo)納之和。節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的意義：是n*n階方陣，其對(duì)角元素 (i=1，2，n)稱(chēng)為自導(dǎo)納，非對(duì)角元素(i，j=1，2，n， )稱(chēng)為互導(dǎo)納。矩陣的稀疏性用稀疏度表示，其定義為矩陣中的零元素與全部元素之比，即 ， 式中Z 為中的零元素。利用這一性質(zhì)，可以檢驗(yàn)所形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的正確性。（2）對(duì)無(wú)接地支路的節(jié)點(diǎn)，其所在行列的元素之和均為零，即 。節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的性質(zhì)：（1）為對(duì)稱(chēng)矩陣?；?dǎo)納的這些性質(zhì)決定了節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是一個(gè)對(duì)稱(chēng)稀疏矩陣。j=i)稱(chēng)互導(dǎo)納，由此可得互導(dǎo)納數(shù)值上就等于在節(jié)點(diǎn)i施加單位電壓，其他節(jié)點(diǎn)全部接地時(shí)，經(jīng)節(jié)點(diǎn)j注入網(wǎng)絡(luò)的電流，因此可定義為： (24)節(jié)點(diǎn)j，i之間的互導(dǎo)納數(shù)值上就等于連接節(jié)點(diǎn)j，i支路到導(dǎo)納的負(fù)值。i=1，2，…。自導(dǎo)納數(shù)值上就等于在i節(jié)點(diǎn)施加單位電壓，其他節(jié)點(diǎn)全部接地時(shí)，經(jīng)節(jié)點(diǎn)i注入網(wǎng)絡(luò)的電流，因此，它可以定義為： (23)節(jié)點(diǎn)i的自導(dǎo)納數(shù)值上就等于與節(jié)點(diǎn)直接連接的所有支路導(dǎo)納的總和。節(jié)電導(dǎo)納矩陣的節(jié)點(diǎn)電壓方程： 展開(kāi)為： ： (22)是一個(gè)n*n階節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，其階數(shù)就等于網(wǎng)絡(luò)中除參考節(jié)點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)數(shù)。設(shè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)為n（不含參考節(jié)點(diǎn)），則，均為n*n列向量。在電力系統(tǒng)中一般以地為參考節(jié)點(diǎn)。既無(wú)電源又無(wú)負(fù)荷的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為零，帶有地方負(fù)荷的電源節(jié)點(diǎn)為二者代數(shù)之和。第二章 潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)電壓方程： (21)為節(jié)點(diǎn)注入電流列向量，注入電流有正有負(fù)，注入網(wǎng)絡(luò)的電流為正，流出網(wǎng)絡(luò)的電流為負(fù)。內(nèi)存要求。在解決電力系統(tǒng)潮流計(jì)算問(wèn)題時(shí)，是以導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的，因此，只要我們能在迭代過(guò)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法潮流程序的效率。克服阻抗法缺點(diǎn)的另一途徑是采用牛頓拉夫遜法。為了克服阻抗法在內(nèi)存和速度方面的缺點(diǎn)，60年代中期發(fā)展了以阻抗矩陣為基礎(chǔ)的分塊阻抗法。阻抗法的主要缺點(diǎn)是占用計(jì)算機(jī)內(nèi)存大，每次迭代的計(jì)算量大。這就迫使電力系統(tǒng)計(jì)算人員轉(zhuǎn)向以阻抗矩陣為基礎(chǔ)的逐次代入法。這個(gè)方法的原理比較簡(jiǎn)單，要求的數(shù)字計(jì)算機(jī)內(nèi)存量比較下，適應(yīng)50年代電子計(jì)算機(jī)制造水平和當(dāng)時(shí)電力系統(tǒng)理論水平。潮流是確定電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的基本因素，潮流問(wèn)題是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)問(wèn)題的基礎(chǔ)和前提。在運(yùn)行方式管理中，潮流是確定電網(wǎng)運(yùn)行方式的基本出發(fā)點(diǎn)；在規(guī)劃領(lǐng)域，需要進(jìn)行潮流分析驗(yàn)證規(guī)劃方案的合理性；在實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，調(diào)度員潮流提供了多個(gè)在預(yù)想操作情況下電網(wǎng)的潮流分布以校驗(yàn)運(yùn)行可靠性。潮流計(jì)算結(jié)果可用如電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)研究，安全估計(jì)或最優(yōu)潮流等對(duì)潮流計(jì)算的模型和方法有直接影響。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)算的目標(biāo)是求取電力系統(tǒng)在給定運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算。這種情況成為促使電力系統(tǒng)計(jì)算人員不斷尋求新的更可靠方法的重要因素。因此，對(duì)潮流計(jì)算方法，首先要求它能可靠地收斂，并給出正確答案。對(duì)潮流計(jì)算的要求可以歸納為下面幾點(diǎn)：（1）計(jì)算方法的可靠性或收斂性；（2）對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存量的要求；（3）計(jì)算速度；（4）計(jì)算的方便性和靈活性。 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(kāi)始。所以潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)的一種很重要和基礎(chǔ)的計(jì)算?？煽啃院徒?jīng)濟(jì)性。 10 根據(jù)上述模型編寫(xiě)的MATPOWER程序及其說(shuō)明 10 MATPOWER程序在Matlab中運(yùn)行所得的結(jié)果 12第四章 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中的仿真 14 Matlab/Simulink仿真模型及其簡(jiǎn)介 14 牛頓拉夫遜法基本原理 16 17 Simulink仿真所得的結(jié)果 21總結(jié) 23參 考 文 獻(xiàn) 24第一章 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述電力系統(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(guò)的功率，系統(tǒng)的功率損耗等等。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)潮流計(jì)算；MATPOWER； 牛頓—拉夫遜法潮流計(jì)算； MATLAB目錄摘 要 I第一章 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述 1 1 潮流計(jì)算的意義及其發(fā)展 1第二章 潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型 3 3 5 8 9第三章 MATPOWER在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中的應(yīng)用 10 MATPOWER簡(jiǎn)介本系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，圖形界面直觀。本文介紹了圖形化潮流計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)思想和總體結(jié)構(gòu)，闡述了該軟件所具備的功能和特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，MICROSOFT WINDOWS操作系統(tǒng)早已被大家所熟悉，其友好的圖形用戶界面已成為PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，而DOS操作系統(tǒng)下的應(yīng)用程序因其界面不夠友好，開(kāi)發(fā)具有WINDOWS風(fēng)格界面的電力系統(tǒng)分析軟件已成為當(dāng)前的主流趨勢(shì)。傳統(tǒng)的潮流計(jì)算程序缺乏圖形用戶界面，結(jié)果顯示不直觀，難于與其他分析功能集成。 研究生矩陣實(shí)驗(yàn)報(bào)告（2013—2014學(xué)年第1學(xué)期）報(bào)告題目：電力系統(tǒng)運(yùn)行分析課程設(shè)計(jì)姓名：　　　 趙 正 偉　　 　　學(xué)號(hào)：　　 211408010029 　 　 年級(jí)： 2014級(jí) 專(zhuān)業(yè)：　　　　電氣工程 　　學(xué)院：　 　 電氣學(xué)院 　　注意事項(xiàng)： 以上各項(xiàng)由研究生本人認(rèn)真填寫(xiě)； 研究生課程論文應(yīng)符合一般學(xué)術(shù)規(guī)范，具有一定學(xué)術(shù)價(jià)值，嚴(yán)禁抄襲或應(yīng)付；凡學(xué)校檢查或抽查不合格者，一律取消該門(mén)課程成績(jī)和學(xué)分，并按有關(guān)規(guī)定追究相關(guān)人員責(zé)任； 論文得分由批閱人填寫(xiě)，并簽字確認(rèn)；批閱人應(yīng)根據(jù)作業(yè)質(zhì)量客觀、公正的簽寫(xiě)批閱意見(jiàn)（原則上不少于50字）； 原則上要求所有課程論文均須用A4紙打印，加裝本封面，左側(cè)裝訂； 課程論文由學(xué)生所在學(xué)院（系）統(tǒng)一保存，以備查用。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　課程名稱(chēng)