【正文】 PLs、QLs是給定的，節(jié)點(diǎn)電壓的大小和相位也是給定的。有一定無(wú)功功率儲(chǔ)備的發(fā)電廠和有一定無(wú)功功率電源的變電所母線都 可以作為 PV節(jié)點(diǎn)。等值負(fù)荷的無(wú)功功率 QLi和節(jié)點(diǎn)電壓的大小 Ui也是給定的。 屬于這類(lèi)節(jié)點(diǎn)的有按給定有功、無(wú)功率發(fā)電的發(fā)電廠母線和沒(méi)有其他電源的變電所母線。常規(guī)的潮流計(jì)算一般給定其中的二個(gè)變量： PQ節(jié)點(diǎn)（注入有功功率及無(wú)功功率）， PV節(jié)點(diǎn)（注入有功功率及電壓的大小），平衡節(jié)點(diǎn)（電壓的大小及相角）。 二、潮流計(jì)算方法概述 2． 1 節(jié)點(diǎn)分類(lèi) 常規(guī)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中一般具有三種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)： PQ、 PV及平衡節(jié)點(diǎn)。 牛頓 拉夫遜法是數(shù)學(xué)中解決非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性 。隨著電力系統(tǒng)及在線應(yīng)用的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成，為電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。要嚴(yán)格保證所有的用戶在任何時(shí)刻都有額定的電壓是不可能的，因此系統(tǒng)運(yùn)行中個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)電壓的偏移是不可避免的。利用成形的程序?qū)ο到y(tǒng)中出現(xiàn)的各種情況，例如負(fù)荷的變化以及線路上所發(fā)生的變化進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)母線上不滿足范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控，使得系統(tǒng)處于一個(gè)較穩(wěn)定的狀態(tài)。 潮流計(jì)算在數(shù)學(xué)上是多元非線性方程組的求解問(wèn)題，求解的方法有很多種，牛頓 — 拉夫遜法是數(shù)學(xué)上解非線性方程組的有效方法，有較好的收斂性。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(lái)定量的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。 課程設(shè)計(jì)論文 基于 MATLAB的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 目錄： 一、 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述 ....................................................................................... 4 二、 潮流計(jì)算方法概述 ............................................................................................... 4 2． 1 節(jié)點(diǎn)分類(lèi) ........................................................................................................ 4 牛頓 — 拉夫遜法概要 ...................................................................................... 5 牛頓 — 拉夫遜法迭代原理 ................................................................. 5 2． 牛 頓法的框圖及求解過(guò)程 .............................................................. 6 三、 課程設(shè)計(jì)任務(wù) ........................................................................................................ 8 題目原始數(shù)據(jù) .................................................................................................. 9 課程設(shè)計(jì)要求 ................................................................................................ 10 四、 初步分析 .............................................................................................................. 10 節(jié)點(diǎn)設(shè)置及分類(lèi) ............................................................................................ 10 參數(shù)計(jì)算 ....................................................................................................... 10 等值電路繪制 ................................................................................................ 12 五、 潮流計(jì)算 .............................................................................................................. 13 給定負(fù)荷下的 潮流計(jì) 算 ...................................................................... 13 B1/B2 矩陣的形成 ........................................................................... 13 潮流調(diào)整及分析 .............................................................................. 13 仿真比較 .......................................................................................... 15 變電所負(fù)荷變化 時(shí)的潮流計(jì)算 ................................................................... 16 4 個(gè)變電所 負(fù)荷同時(shí)以 2%的比例增大 ........................................ 16 4 個(gè)變電所負(fù)荷成比例 2%下降 .................................................... 18 4 號(hào)負(fù)荷 下降， 3 號(hào)負(fù)荷 上升 .......................................... 20 仿真比較 .......................................................................................... 21 斷線潮流計(jì)算 ................................................................................................ 23 斷開(kāi) 3 節(jié)點(diǎn)間的一條支路 ...................................................... 23 斷開(kāi) 5 支路的一條線 ................................................................ 25 斷開(kāi) 7 支路的一條線 ................................................................ 26 斷開(kāi) 9 支路的一條線 ................................................................ 28 斷開(kāi) 9 支路的一條線 ................................................................ 29 仿真比較 ........................................................................................ 31 六、 潮流分析總結(jié) ...................................................................................................... 33 七、 心得體會(huì) .............................................................................................................. 35 參考文獻(xiàn) ： .................................................................................................................. 35 附錄： .......................................................................................................................... 36 潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì) 摘要 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。此外，電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，所以潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)的一種重要的計(jì)算。本文應(yīng)用了電力系統(tǒng)潮流計(jì)算仿真軟件 DDTR 與利用程序計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，使計(jì)算的結(jié)果更加準(zhǔn)確。 關(guān)鍵詞 ： 牛頓 — 拉夫遜法 MATLAB DDRTS 潮流計(jì)算 一、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述 在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，隨著用電負(fù)荷的變化和系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變，網(wǎng)絡(luò)中的損耗也將發(fā)生變化。為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，要進(jìn)行潮流調(diào)節(jié)。它的發(fā)展主要圍繞這樣幾個(gè)方面：計(jì)算方法的收斂性、可靠性；計(jì)算速度的快速性；對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的要求以及計(jì)算的方便、靈活等。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，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，就可以大大提高潮流計(jì)算的效率。一個(gè)節(jié)點(diǎn)有四個(gè)變量，即注入有功功率、注入無(wú)功功率，電壓大小及相角。 第一類(lèi)稱 PQ節(jié)點(diǎn)：等值負(fù)荷功率 PLi、 QLi和等值電源功率 PGi、 QGi是給定的，從而注入功率 P、 Q 是給定的，待求的則是節(jié)點(diǎn)電壓的大小 Ui和相位角 。 第二類(lèi)稱 PV節(jié)點(diǎn)：等值負(fù)荷和等值電源的有功功率 PLi、 PGi是給定的，從而注入有功功率 Pi是給定的。待求的則是等值電源的無(wú)功功率 QGi，從而注入無(wú)功功率 Qi和節(jié)點(diǎn)電壓的相位角。 第三類(lèi)平衡節(jié)點(diǎn)：潮流計(jì)算時(shí)一般只設(shè)一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)。擔(dān)負(fù)調(diào)整系統(tǒng)頻率任務(wù)的發(fā)電廠母線往往被選作為平衡節(jié)點(diǎn)。這樣的方法就是所謂的牛頓 — 拉夫遜法。 )( )( )()(nnXf Xf???? 比較兩式，可以看出牛頓 — 拉夫遜法的休整量和 )(nX 的誤差的一次項(xiàng)相等。這一矩陣稱為雅可比（ JACOBI）矩陣。這一步在收斂到希望的值以前重復(fù)進(jìn)行，一般要反復(fù)計(jì)算滿足 ? ? ????? ?????? 1112121111 ,m a x nnnnnnnn XXXXXX ? ? 為預(yù)先規(guī)定的小正數(shù)， 1?nnX 是第 n次迭代 nX 的近似值。 ④解修正方程式 )0()0( , fe ?? ； ⑤修正各節(jié)點(diǎn)電壓 )0()0()1( eee ??? ， )0()0()1( fff ??? ； ⑥將 )1(e ， )1(f 在帶入方程式，求出 )1(2)1()1( )(, VQP ??? ； ⑦檢驗(yàn)是否收斂，即 ? ? ???? )()( ,m a x kiki QP 如果收斂，迭代到此結(jié)束，進(jìn)一步計(jì)算各線路潮流和平衡節(jié)點(diǎn)功率，并打印 輸出結(jié)果。 （ 2） 牛頓 — 拉夫遜法計(jì)算程序框圖 三、課程設(shè)計(jì)任務(wù) 啟動(dòng) 輸入原始數(shù)據(jù) 形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣 分解各節(jié)點(diǎn)初始電壓的實(shí)部和虛部 迭代次數(shù) K=0 求 PQ 節(jié)點(diǎn)的 )(kiP? , )(kiQ? ，求 PV 節(jié)點(diǎn)的 )(kiP? ， )(kiU? 置節(jié)點(diǎn)號(hào) i=0 雅克比矩陣是否形成， in 求得雅克比矩陣各元素)(kijH? )(kijN? )(kijJ? )(kijL? )(kijR? )(kijS? 增大節(jié)點(diǎn)號(hào) i=i+1 把雅克比矩陣單位化 求解修正方程，得 )(kie? ， )(kif? 求解最大修正量 max)( || kie? ， max)( || kif? 是否收斂 回帶各電壓新值， K=K+1 計(jì)算輸出電壓大小及相角，節(jié)電功率及支路損耗 停止 否 是 否 是 ： 兩個(gè)發(fā)電廠分別通過(guò)變壓器和