基于matlab的电力系统潮流计算牛顿拉夫逊法

安徽工程大学 本科生课程设计说明书

1

安徽工程大学课程设计说明书

目录

安徽工程大学课程设计任务书······················3 摘要··············································5 Abstract··········································5 第一章电力系统潮流计算概述························6 1.1电力系统概述···································6 1.2 电力系统潮流概述·····························7 1.3 潮流计算的目的································8 1.4电力系统的发展和分析计算·····················9 1.5、MATLAB软件的应用·····························10 第二章 牛顿—拉夫逊法潮流计算基本原理···········11 2.1牛顿—拉夫逊法潮流计算简介····················11 2.2牛顿—拉夫逊法潮流计算计算公式

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安徽工程大学课程设计说明书

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安徽工程大学课程设计任务书······················3 摘要··············································5 Abstract··········································5 第一章电力系统潮流计算概述························6 1.1电力系统概述···································6 1.2 电力系统潮流概述·····························7 1.3 潮流计算的目的································8 1.4电力系统的发展和分析计算·····················9 1.5、MATLAB软件的应用·····························10 第二章 牛顿—拉夫逊法潮流计算基本原理···········11 2.1牛顿—拉夫逊法潮流计算简介····················11 2.2牛顿—拉夫逊法潮流计算计算公式

毕业设计

目 录

引言 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 1 绪论 ........................................................................................................................... 1 1.1 电力系统叙述 ................................................................................................. 1 1.2潮流计算简介 .................................................................................................. 1 1.3 潮流计算的意义及其发展 ......................................

%本程序的功能是用牛顿——拉夫逊法进行潮流计算

% B1矩阵：1、支路首端号；2、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳 % 5、支路的变比；6、支路首端处于K侧为1，1侧为0

% B2矩阵：1、该节点发电机功率；2、该节点负荷功率；3、节点电压初始值 % 4、PV节点电压V的给定值；5、节点所接的无功补偿设备的容量 % 6、节点分类标号：1为平衡节点（应为1号节点）；2为PQ节点； % 3为PV节点； clear;

n=10;%input('请输入节点数：n='); nl=10;%input('请输入支路数：nl=');

isb=1;%input('请输入平衡母线节点号：isb='); pr=0.00001;%input('请输入误差精度：pr=');

B1=[1 2 0.03512+0.08306i 0.13455i 1 0; 2 3 0.0068+0.18375i 0 1.02381 1; 1 4 0.05620+0.13289i 0.05382i 1

%本程序的功能是用牛顿——拉夫逊法进行潮流计算

% B1矩阵：1、支路首端号；2、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳 % 5、支路的变比；6、支路首端处于K侧为1，1侧为0

% B2矩阵：1、该节点发电机功率；2、该节点负荷功率；3、节点电压初始值 % 4、PV节点电压V的给定值；5、节点所接的无功补偿设备的容量 % 6、节点分类标号：1为平衡节点（应为1号节点）；2为PQ节点； % 3为PV节点； clear;

n=10;%input('请输入节点数：n='); nl=10;%input('请输入支路数：nl=');

isb=1;%input('请输入平衡母线节点号：isb='); pr=0.00001;%input('请输入误差精度：pr=');

B1=[1 2 0.03512+0.08306i 0.13455i 1 0; 2 3 0.0068+0.18375i 0 1.02381 1; 1 4 0.05620+0.13289i 0.05382i 1

摘 要

潮流计算是研究电力系统稳态运行的一项基本运算， 是进行故障计算、继电保护整定、安全分析的必要环节。它根据给定系统的网络结构及运行条件来确定整个系统的运行状态，主要是各节点电压幅值相角、网络的功率分布及功率损耗等。它既是对电力系统规划设计和运行方式合理性、可靠性及经济性进行的定量分析依据，又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。

传统的程序设计方法是结构化程序设计方法，该方法基于功能分解，把整个软件工程看作是一个个对象的组合，由于对某个特定问题域来说，该对象组成基本不变，因此，这种基于对象分解方法设计的软件结构上比较稳定，但是比较麻烦。现在国内外已经有成熟的专门应用于电力系统分析的计算软件，如中国电力科学研究院PASAP、美国电力局BAP等，这些软件功能强大但价格不，而且代码源不公开，不适合普通学者。本次设计基于MATLAB语言编写的电力系统潮流计算和最优化计算软件MATPOWER，其最大优点是代码公开并且免费使用，本次设计将介绍利用该软件如何进行潮流分析计算，并且介绍如何利用电力图形分析界面POWERGUI对简单电力系统潮流分析。通过算例，说明了该方法编程简便、 运算效率高并符合人们的思维习惯，计算结果能满足工程计算需要，同时验证了该

河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要

摘 要

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（幅值及相角），各元件中流过的功率、整个系统的功率损耗等。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设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。

本次设计的主要目的就是面向一般的电力网络，形成节点导纳矩阵，确定合适的算法，编写通用的计算程序，得到计算结果。设计中主要介绍了牛顿拉夫逊和PQ分解两种算法，PQ分解法虽然在结构上比牛顿法更加简化，但是针对一般网络现代计算机在存储空间及计算速度上已经十分强大，鉴于对牛顿法的熟悉与其算法的直观性，本次设计在编程时采用了牛顿拉夫逊法的直角坐标形式。解方程的过程利用Matlab的强大计算功能，编写M语言，合理设置变量，实现通用计算功能。

关键词: 电力系统，潮流计算，牛顿—拉夫逊法，Matlab。

昆 明 学 院

2014 届毕业论文（设计）

论文（设计）题目基于MATLAB的电力系统潮流计算

子课题题目

姓 名 白春涛 学 号 201004170201 所属院系 自动控制与机械工程 专业年级 电气工程及其自动化2010级 指导教师 王荔芳

2014 年 5 月

摘 要

电力系统潮流计算是最基本、最常用的计算。根据系统给定的运行条件、网络及元件参数，通过电力系统潮流计算可以确定各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率发布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。因此潮流计算在电力系统的规划设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。

由于电力系统是一个具有高度非线性的复杂系统，在潮流计算时涉及到大量的矢量计算和矩阵运算，手工计算已经无法满足需要，因而需要一个具有高效处理矩阵运算的语言。本次设计的主要目的就是利用MAT

目 录

引言 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 1 绪论 ........................................................................................................................... 1 1.1 电力系统叙述 ................................................................................................. 1 1.2潮流计算简介 .................................................................................................. 1 1.3 潮流计算的意义及其发展 .........................................

牛顿拉夫逊潮流计算程序

电力系统潮流计算的计算机算法(algorithm )提示 1、概 述

2、潮流计算(power-flow calculation )的基本方程3、牛顿-拉夫逊法(Newton-Laphson method )潮流计算 4、P Q分解法潮流计算

小

结

电力系统分析

牛顿拉夫逊潮流计算程序

本章提示 节点分类的概念； 潮流计算的基本方程式； 牛顿—拉夫逊法潮流计算的计算机算法；

P—Q分解法潮流计算的计算机算法。

电力系统分析

牛顿拉夫逊潮流计算程序

1概 述

类型：导纳法

阻抗法牛顿-拉夫逊法(N—R法) 快速分解法( PQ分解法)

电力系统分析

牛顿拉夫逊潮流计算程序

2 潮流计算的基本方程

2.1节点的分类 2.2基本方程式

电力系统分析

牛顿拉夫逊潮流计算程序

2.1节点(bus)的分类根据电力系统中各节点性质的不同，可把节点分成三种类型。 1.PQ节点 事先给定的是节点功率(P、Q),待求的是节点电压向量 (U、θ)。通常变电所母线都是PQ节点，当某些发电机的 出力P、Q给定时，也可作为PQ节点。PQ节点上的发电机称 之为PQ机(或PQ给定型发电机)。在潮流计算中，系统大 部分节点属于PQ节点。

电力系统分析

牛顿拉夫逊潮流计算程序

2.PU节