什么是潮流计算

南华大学电气工程学院毕业设计

前言

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性。可靠性和经济性。此外，电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和很基础的计算。

随着科学技术的发展，电力系统变得越来越复杂，电气工程师掌握一种好的能对电力系统进行仿真的软件是学习和研究的需要。文章简要介绍了MATLAB发展历史、组成和强大的功能，并用简单例子分别就编程和仿真两方面分析了MATIAB软件在电力系统研究中的具体应用。采取等效电路法，能对特殊、复杂地电力系统进行高效仿真研究，因此，掌握编程和仿真是学好MATLAB的基础。与众多专门的电力系统仿真软件相比，MATLAB软件具有易学、功能强大和开放性好，是电力系统仿真研究的有力工具。

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南华大学电气工程学院毕业设计

1电力系统的基本概念

电力系统：发电机把机械能转化为电能，电能经变压器和电

%线路数据 Line=[1-节点编号 2-线路首端节点号 3-线路末端节点号 4-支路电阻 5-支路电抗 6-支路电纳(注意：此处取的是B/2)]

Line=[1 1 2 0.04 0.25 0.25 2 1 3 0.1 0.35 0 3 2 3 0.08 0.30 0.25 ];

%变压器数据 transform=[1-支路编号 2-支路首节点编号 3-支路末节点编号 4-支路电阻(p.u.) 5-支路电抗(p.u.) 6-变压器变比(p.u.)] transform=[ 1 2 4 0 0.015 1.05

2 3 5 0 0.03 1.05]; %数据预处理

Nbus=5; % 节点数 nline=size(Line,1); % 线路个数 ntrans=size(transform,1); % 变压器个数 slack=5; % 平衡节点号 Npq=4;

潮流计算实例

潮流例题：根据给定的参数或工程具体要求（如图），收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选：本设计选择Matlab进行设计）。

2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 一、设计原理

1． 牛顿-拉夫逊原理

牛顿迭代法是取x0 之后，在这个基础上，找到比x0 更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅可比矩阵，给未知节点赋电压初值，一般为额定电压，将初值带入功率平衡方程，得到功率不平衡量，这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不

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潮流计算实例

平衡量（未知的）构成了误差

摘 要

本文运用MATLAB软件进行潮流计算，对给定题目进行分析计算，再应用DDRTS软件，构建系统图进行仿真，最终得到合理的系统潮流。

潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。

首先，画出系统的等效电路图，在计算出各元件参数的基础上，应用牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法以及MATLAB软件进行计算对给定系统图进行了四种不同负荷下的潮流计算，经过调节均得到符合电压限制及功率限制的潮流分布。

其次，轮流断开环网的三条支路，在新的系统结构下进行次潮流计算，结果亦均满足潮流分布要求。牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法具有较好的收敛性，上诉计算过程经过四到五次迭代后均能收敛。

最后，应用DDRTS软件，构建系统图，对给定负荷重新进行分析，潮流计算后的结果也能满足相应的参数要求。

关键词 牛顿—拉夫逊法 MATLAB DDRTS 潮流计算

１．问题的重述

PSASP潮流计算实验

一、实验目的

理解电力系统分析中潮流计算的相关概念，掌握用PSASP软件对系统潮流进行计算的过程。学会在文本方式下和图形方式下的对潮流计算结果进行分析。

二、预习要求

复习《电力系统分析》中有关潮流计算的内容，了解有关潮流计算的功能，理解常用潮流计算方法，了解PQ、PV和Vθ（平衡节点，在PSASP中称为Slack节点）的设置。

三、实验内容

（一） PSASP潮流计算概述

潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。

PSASP潮流计算的流程和结构如下图所示：

文本方式图形方式文本方式图形方式用户自定义模型库数据录入和编辑电网基础数据库各种计算公共部分潮流计算方案定义(电网结构)计算作业的定义(运行方式和计算控制)文本方式图形方式执行计算计算结果库文本方式结果的编辑和输出图形方式

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以一个图所示9节点系统为例，计算其在常规、规划两种运行方式下的潮流。规划运行方式即在常规运行

简介几种潮流计算

电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算，下面简单介绍三种潮流计算方法。

一、基于多口逆向矩阵的并行潮流计算方法

多口逆向矩阵方法是求解线性方程组的普通并行方法，它只是修改了串行方法的几个部分，并且非常适用于从串行到并行的编程。该方法已用于一些电力系统并行分析方法，比如说机电暂态稳定分析和小信号稳定性，并且并行效率高。基于多口逆向矩阵方法，本文提出了一种并行牛顿潮流算法。对一个划分几个网络的大型互联系统模型的仿真结果表明这种并行算法是正确的并且效率很高。 关键词:并行潮流计算，串行潮流计算，多口逆向矩阵方法，线性方程组，电力系统分析

随着电力系统规模的扩大，尤其是区域互联网络，人们要求速度更快效率更高的功率计算，传统的串行计算越来越难满足要求，特别是对实时控制。作为电力系统的基本计算，它的效率的提高会使其他为基

计算机病毒是编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据的代码，能影响计算机使用，能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。

计算机病毒不是天然存在的，是人利用计算机软件和硬件所固有的脆弱性编制的一组指令集或程序代码。

它能潜伏在计算机的存储介质（或程序）里，条件满足时即被激活，通过修改其他程序的方法将自己的精确拷贝或者可能演化的形式放入其他程序中。从而感染其他程序，对计算机资源进行破坏。

特征：计算机病毒可以像生物病毒一样进行繁殖，当正常程序运行时，它也进行运行自身复制，是否具有繁殖、感染的特征是判断某段程序为计算机病毒的首要条件。

计算机中毒后，可能会导致正常的程序无法运行，把计算机内的文件删除或受到不同程度的损坏。破坏引导扇区及BIOS，硬件环境破坏。

原理：

病毒依附存储介质软盘、硬盘等构成传染源。病毒传染的媒介由工作的环境来定。病毒激活是将病毒放在内存， 并设置触发条件。

触发的条件是多样化的， 可以是时钟，系统的日期，用户标识符，也可以是系统一次通信等。条件成熟病毒就开始自我复制到传染对象中，进行各种破坏活动等。

病毒的传染是病毒性能的一个重要标志。在传染环节中，病毒复制一个自身副本到传染对象中去

现行主流潮流计算综述

1引言

电力系统中的潮流是指电力系统中的电压与功率的稳态分布，也即通常所称的“潮流分布”。通过对电力系统潮流分布的分析和计算，可分析和评价电力系统运行的安全经济和优质，服务于电力系统的规划和运行。本文主要介绍现行的主流潮流计算方法及应用。

2基本的潮流计算

2.1常规潮流计算的数学模型

根据电路分析理论，电力系统等值成一个电路后，其中的电压电流之间的关系依解决的方法不同（如节点法、回路法），可以得到不同的线性关系式（如节点方程、回路方程等）。但电力系统分析计算是以功率代替电流进行计算的，进行这样的替代后，网络中的功率与电压之间的关系将是非线性的，一般不能用解析法求解而常用迭代法进行。 对n母线系统的节点方程进行展开得到：

Ii??YijUj(i?1,2,???,n) (1)

j?1n又 Ii?Pi?jQiUi (2)

其中Pi为节点注入有功功率，Pi?PGi?PDi；Qi为节点注入无功功率，Qi?QGi?QDi。

由上式两式可得

Pi?jQiUi??YijUj(

课程设计报告

《电力系统潮流上机》课程设计报告

院 系：电气与电子工程学院 班 级： 电气1405 学 号： 1141180505 学生姓名：

指导教师： 孙英云 设计周数： 两周

成 绩：

日期：2017年7月5日

课程设计报告

一、课程设计的目的与要求

培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识

二、 设计正文

1． 掌握计算机潮流计算的原理：

a) 复习电力系统分析基础中潮流的计算机算法一章，重点掌握节点分类、潮流算法介

绍 b) 详细阅读牛拉法部分，掌握潮流方程（极坐标、直角坐标）的写法，掌握雅可比矩

阵的公式及排列顺序和潮流方程、变量顺序的关系，掌握迭代法收敛条件及迭代法的基本原理 c) 设计程序框图，划分功能模块、并对每个模块的输入输出量进行细化。 2． 编写计算机潮流计算程序

a) 学习了解IEEE标准格式数据，学习掌握C/C++读取数据的方法

b) 设计计算机数据存储母线、支路数据的结构，并将所读取的数据存放于所设计的结

构当中 c) 学习节点排序、节点导纳阵计算方法，编写节点导纳阵生成模块 d) 编写潮流方程不

Matpower学习总结和优化本人所编写的程序

一、

Matpower用法总结（潮流计算）

应用Matpower计算潮流技巧的核心在于输入好三个矩阵和部分参数，清晰的知道输入参数、矩阵中每一个元素的含义。下列以case(‘5’)为例子说明：

? 参数一

%% MATPOWER Case Format : Version 2 mpc.version = '2';

解释：目前普遍采用 2 形式的算法。

? 参数二

%% system MVA base mpc.baseMVA = 100;

解释：采用有铭值 mpc.baseMVA = 100；（Matpower只能计算有铭值得网络）

? 矩阵一 %% bus data

% bus_i type Pd Qd Gs Bs area Vm Va baseKV zone Vmax Vmin

解释：bus data母线参数也就是我们所说的节点参数，下面逐条注释：

1 bus number (positive integer) ：第一列表示节点的编号（括号里面注释正整数）；

2 bus type ：第二列表示节点的类型，一般只用得到1、2、3三种节点类