電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課程設(shè)計

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計題 目：基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)復(fù)雜潮流分析學(xué)生姓名：劉建峰學(xué) 號：1167130207專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：電氣 20112 班指導(dǎo)教師：劉景霞內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書2摘要摘要電力系統(tǒng)潮流計算是電網(wǎng)分析的基礎(chǔ)應(yīng)用，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)的計算。給定電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和決定電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的邊界條件，確定電力系統(tǒng)運(yùn)行的方法之一是朝流計算。MATLAB 是一種交互式、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，廣泛應(yīng)用于工業(yè)界與學(xué)術(shù)界，主要用于矩陣運(yùn)算采用迭代法，通過建立矩陣的修正方程來依次迭代，逐步逼近真值來

2、計算出電力網(wǎng)的電壓，功率分布。PQ 分解法是極坐標(biāo)形式牛頓-拉潮流計算的一種簡化計算方法， 。PQ 分解法通過對電力系統(tǒng)具體特點(diǎn)的分析，對牛頓法修正方程式的雅可比矩陣進(jìn)行了有效的簡化和改進(jìn)。由于這些簡化只涉及修正方程式的系數(shù)矩陣，并未改變節(jié)點(diǎn)功率平衡方程和收斂判據(jù)，因不會降低計算結(jié)果的精度。用手算和計算機(jī)算法對其進(jìn)行設(shè)計。使用 MATLAB 軟件進(jìn)行編程，在很大程度上節(jié)省了內(nèi)存，減少了計算量。通過對本題計算我們了解了一些工程計算和解決工程問題的方法。關(guān)鍵詞：潮流計算，PQ 分解法，MATLAB 內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書3Electrical power system com

3、plex tidal current analysis based on MATLABPower Flow Analysis Grid computing is the basis of applications, the complex power system under normal and fault conditions for the calculation of steady state operation. Given the power system network structure, parameters and decisions operation of the po

4、wer system boundary conditions, to determine the method of operation of the power system is one of North Korea flow calculation.MATLAB is an interactive, object-oriented programming language, widely used in industry and academia, mainly for matrix calculation. Using iteration, the amendment through

5、the establishment of matrix iterative equation to turn, gradually moving towards a true value to calculate the voltage electricity grid, power distribution.PQ decomposition method is the form of polar coordinates Newton - the widening trend of a simplified calculation method. P-Q decomposition metho

6、d adopted by the specific characteristics of the power system analysis, Newtons Law of the Jacobian matrix formula has effectively simplified and improved. As a result of these simplified formula that involves only the coefficient matrix, the balance of power has not changed node equations and the c

7、onvergence criterion, because the results will not reduce the accuracy.Use MATLAB software programming, saving memory to a large extent, reduce the amount of computation. By this calculation we understand that a number of engineering calculation and solve engineering problemsKeywords : The trend, th

8、e PQ decomposition method, MATLAB內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書4目錄目錄內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 .5第一章第一章 引言引言 .71.1 研究背景及意義研究背景及意義.71.1.2 2 潮流計算的意義潮流計算的意義.81 1. .3 3 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)分分析析潮潮流流計計算算總總結(jié)結(jié) .91.4 MATLAB 的概述的概述.9第二章第二章 理論計算理論計算 .112.1 P-Q 法潮流計算的基本步驟法潮流計算的基本步驟.112.2 PQ 分解法分解法潮潮流計算流程圖流計算流程圖.122.3 兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)

9、潮流計算兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計算.13第三章第三章 程序設(shè)計程序設(shè)計 .183.1 設(shè)計流程設(shè)計流程.1832 程序設(shè)計程序設(shè)計.183.3 程序運(yùn)行結(jié)果程序運(yùn)行結(jié)果.22第四章第四章 設(shè)計感想設(shè)計感想 .44參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).45內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書5內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計設(shè)計題目兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計算 P-Q 法指導(dǎo)教師劉景霞時間1 周一、教學(xué)要求一、教學(xué)要求電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計以設(shè)計和優(yōu)化電力系統(tǒng)的潮流分析為重點(diǎn)，提高學(xué)生綜合能力為目標(biāo)，盡可能結(jié)合實際工程進(jìn)行。設(shè)計內(nèi)容的安排要充分考慮學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備，設(shè)計時間及工程實際需要，

10、并使學(xué)生初步學(xué)會運(yùn)用所學(xué)知識解決工程中的實際問題。二、設(shè)計資料及參數(shù)二、設(shè)計資料及參數(shù)（一）設(shè)計原始資料（一）設(shè)計原始資料1、待設(shè)計電氣設(shè)備系統(tǒng)圖2、電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)3、電力系統(tǒng)電氣元件的使用規(guī)范4、電力工程電氣設(shè)計手冊（二）設(shè)計參考資料（二）設(shè)計參考資料1、 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 ，陳珩，中國電力出版社，2007，第三版2、 電力系統(tǒng)分析 ，韓禎祥，浙江大學(xué)出版社，2005，第三版3、 電力系統(tǒng)分析課程實際設(shè)計與綜合實驗 ，祝書萍，中國電力出版社，2007，第一版三、設(shè)計要求及成果三、設(shè)計要求及成果1.根據(jù)給定的參數(shù)或工程具體要求，收集和查閱資料；學(xué)習(xí)相關(guān)軟件（軟件自選） 。2.在給定的電

11、力網(wǎng)絡(luò)上畫出等值電路圖。3.運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行潮流計算。4.編寫設(shè)計說明書?；疽螅?.編寫潮流計算程序；2.在計算機(jī)上調(diào)試通過（？） ；3.運(yùn)行程序并計算出正確結(jié)果（？） ；內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書64.寫出課程設(shè)計報告（包括以下內(nèi)容） （1 份）（1）程序框圖；（2）源程序；（3）符號說明表；（4）算例及計算結(jié)果5.編寫計算說明書（1 份） 。四、四、進(jìn)度安排進(jìn)度安排根據(jù)給定的參數(shù)或工程具體要求，收集和查閱資料（半天）學(xué)習(xí)軟件（MATLAB 或 C 語言等）（一天半）編程計算復(fù)雜系統(tǒng)潮流計算（三天）編寫計算設(shè)計書（一天）五、評分標(biāo)準(zhǔn)五、評分標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)計成績評定依據(jù)包括以下

12、幾點(diǎn)：1） 工作態(tài)度（占 10%） ；2） 基本技能的掌握程度（占 20%） ；3） 程序編寫是否合理是否有運(yùn)行結(jié)果(40%)；4） 課程設(shè)計說明書編寫水平(占 30%)。5） 分為優(yōu)、良、中、合格、不合格五個等級?？己朔绞剑涸O(shè)計期間教師現(xiàn)場檢查；評閱設(shè)計報告GG0.08+j0.240.01+j0.030.06+j0.180.06+j0.180.04+j0.120.08+j0.240.02+j0.060.45+j0.150.4+j0.050.6+j0.1-(0.2+j0.2)12345第一章第一章 引言引言內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書71.1 研究背景及意義研究背景及意義電力系

13、統(tǒng)在運(yùn)行時，在電源電勢激勵作用下，電流或功率從電源通過系統(tǒng)各元件流入負(fù)荷，分布于電力網(wǎng)各處，稱為潮流分布。潮流計算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基本的計算，即根據(jù)給定電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，在滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的邊界條件情況下，確定電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的最基本的方法。它的任務(wù)是在給定的接線方式和運(yùn)行條件下，確定系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值和相角） 、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布及功率損耗等，是電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計算。潮流計算是對電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的分析和計算，即電力系統(tǒng)中的電壓、電流、功率的計算，即潮流計算；潮流計算方法很多：高斯塞德爾法、牛頓拉夫遜法、P-Q 分解法、直流潮流法，以及由高斯塞德

14、爾法、牛頓拉夫遜法演變的各種潮流計算方法。潮流計算可以用傳統(tǒng)的手工方式進(jìn)行，也可以計算機(jī)為工具通過軟件完成。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。前者物理概念清晰，可用來計算一些接線較簡單的電力網(wǎng)，但若將其用于接線復(fù)雜的電力網(wǎng)則計算量過大，難于保證計算準(zhǔn)確性。后者從數(shù)學(xué)上看可歸結(jié)為用數(shù)值方法解非線性代數(shù)方程，數(shù)學(xué)邏輯簡單完整，借助計算機(jī)可快速精確地完成計算，但其缺點(diǎn)是物理概念不明顯，物理規(guī)律被埋沒在循環(huán)往復(fù)的數(shù)值求解過程中。潮流計算是電力系統(tǒng)非常重要的分析計算，用以研究系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中提出的各種問題。對規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過潮流計算可以檢驗所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿足各種運(yùn)行方式的要求：對運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，

15、通過潮流計算可以預(yù)知各種負(fù)荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會不會危及系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)中所有母線的電壓是否在允許的范圍以內(nèi)，系統(tǒng)中各元件（線路、變壓器等）是否會出現(xiàn)過負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過負(fù)荷時應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施等。因此潮流計算的目的是： 為電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計提供接線、電氣設(shè)備選擇和導(dǎo)線截面選擇的依據(jù)。 提供電力線運(yùn)行方式和制定檢修計劃的依據(jù)。 提供繼電保護(hù)、自動裝置設(shè)計和整定計算的依據(jù)。 為調(diào)壓計算、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計算、短路和穩(wěn)定計算提供必要的數(shù)據(jù)。內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書8潮流計算的研究是從 20 世紀(jì) 50 年代隨著電網(wǎng)的產(chǎn)生而開始的，涌現(xiàn)出各種算法都是圍繞著算法的可靠性或收斂性；對計

16、算機(jī)內(nèi)存量的要求和計算速度；計算的方便性和靈活性等。1.1.2 2 潮流計算的意義潮流計算的意義潮流計算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種基本電氣計算，常規(guī)潮流計算的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的基礎(chǔ)。通過潮流計算可以判斷電網(wǎng)母線電壓、支路電流和功率是否越限，如果有越限，就應(yīng)采取措施，調(diào)整運(yùn)行方式。對于正在規(guī)劃的電力系統(tǒng)，通過潮流計算，可以為選擇電網(wǎng)供電方案和電氣設(shè)備提供依據(jù)。潮流計算還可以為繼電保護(hù)和自動裝置定整計算、電力系統(tǒng)故障計算和穩(wěn)定計算等提供原始數(shù)據(jù)。

17、具體表現(xiàn)在以下方面：(1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段 ,通過潮流計算 ,合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn) ,合理規(guī)劃網(wǎng)架,選擇無功補(bǔ)償方案 ,滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。(2)在編制年運(yùn)行方式時 ,在預(yù)計負(fù)荷增長及新設(shè)備投運(yùn)基礎(chǔ)上 ,選擇典型方式進(jìn)行潮流計算 ,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié) ,供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考 ,并對規(guī)劃、基建部門提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu) ,加快基建進(jìn)度的建議。(3)正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計算 ,用于日運(yùn)行方式的編制 ,指導(dǎo)發(fā)電廠開機(jī)方式 ,有功、無功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案 ,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。(4)預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對靜態(tài)安全的影響分

18、析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式調(diào)整方案?？偨Y(jié)為在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時，為了實內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書9時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實時監(jiān)控中，則采用在線潮流計算。1 1. .3 3 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)分分析析潮潮流流計計算算總總結(jié)結(jié)潮流計算針對電力革統(tǒng)各正常運(yùn)行方式，而靜態(tài)安全分析則要研究各種運(yùn)行方式下個別系統(tǒng)元件

19、退出運(yùn)行后系統(tǒng)的狀況。其目的是校驗系統(tǒng)是否能安全運(yùn)行，即是否有過負(fù)荷的元件或電壓過低的母線等。原則上講，靜態(tài)安全分析也可 U 用潮流計算來代替。但是一般靜態(tài)安全分析需要校驗的狀態(tài)數(shù)非常多，用嚴(yán)格的潮流計算來分析這些狀態(tài)往往計算量過大，因此不得不尋求一些特殊的算法以滿足要求。利用電子數(shù)字計算機(jī)進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計算從20 世紀(jì) 50 年代中期就己開始，此后，潮流計算曾采用了各種不同的方法，這些方法的發(fā)展主要是圍繞著對潮流計算的一些基本要求進(jìn)行的，對潮流計算的要求可以歸納為下面幾點(diǎn)：(1)計算方法的可靠性或收斂性(2)對計算速度和內(nèi)存量的要求(3)計算的方便性和靈活性一般情況下，采用 P-Q 分解法

20、計算時要求的迭代次數(shù)較采用牛頓 -拉夫遜法時多，但每次迭代所需的時間則較采用牛頓 -拉夫遜法時少，以致總的計算速度仍是 P-Q 分解法快。1.4 MATLAB 的概述的概述目前電子計算機(jī)已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的分析計算，潮流計算是其基本應(yīng)用軟件之一。現(xiàn)有很多潮流計算方法。對潮流計算方法有五方面的要求：（1）計算速度快（2）內(nèi)存需要少（3）計算結(jié)果有良好的可靠性和可信性（4）適應(yīng)內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書10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 是一種交互式、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)界和學(xué)術(shù)界，主要用

21、于矩陣運(yùn)算，同時在數(shù)值分析、自動控制模擬、MATLAB程序設(shè)計語言結(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。它可以高效地解決工業(yè)計算的問題，特別是關(guān)于矩陣和矢量的計算。MATLAB 與 C 語言和 FORTRAN 語言相比更容易掌握。通過 MATLAB 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)省了時間，從而可以把主要的精力集中在算法的構(gòu)思而不是編程上。另外，MATLAB 提供了一種特殊的工具：工具箱（TOOLBOXES）.這些工具箱主要包括：信號處理（SIGNAL PROCESSING） 、控制系統(tǒng)（CONTROL SYSTEMS） 、神經(jīng)

22、網(wǎng)絡(luò)（NEURAL NETWORKS） 、模糊邏輯(FUZZY LOGIC)、小波(WAVELETS)和模擬（SIMULATION）等等。不同領(lǐng)域、不同層次的用戶通過相應(yīng)工具的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，可以方便地進(jìn)行計算、分析及設(shè)計工作。 MATLAB 設(shè)計中，原始數(shù)據(jù)的填寫格式是很關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，它與程序使用的方便性和靈活性有著直接的關(guān)系。原始數(shù)據(jù)輸入格式的設(shè)計，主要應(yīng)從使用的角度出發(fā)，原則是簡單明了，便于修改。內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書11第二章第二章 理論計算理論計算2.1 P-Q 法潮流計算的基本步驟法潮流計算的基本步驟 運(yùn)用 P-Q 分解法計算潮流分布時的基本步驟是：（1） 形成

23、系數(shù)矩陣 B、B，并求其逆陣。（2） 設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值（i=1,2，n，is）和 0i（i=1,2，m，is） 。 0iU（3） 按式=-計算有功功率的不平 0iPip njjiU10 0jU 00sincosijijijijBG衡量，從而求出（i=1，2，ns） 。 0iP 00UP（4） 解修正方程式 ()=BU，求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的變量UP 0（i=1,2，n，is） 。 0i（5） 求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的新值=+（i=1,2，n，is） 。 1i 0i 0i（6） 按式=- 計算無功功率的 0iQiQ njjiU10 0jU 11cossinijijijijBG不平衡量，從而求出（i=

24、1,2，m，is） 。 0iQ 00UQ（7） 解修正方程式()=BU（i=1,2，m，is） 。UQ（8） 求各節(jié)點(diǎn)電壓大小的新值=+（i=1,2，m，is） 。 1iU 0iU 0iU（9） 運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開始進(jìn)入下一次迭代。（10）計算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書122.2 PQ 分解法潮流計算流程圖分解法潮流計算流程圖 啟動輸入原始數(shù)據(jù)形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣形成 BB并求其逆陣計算 計算電壓新值iPiQiU新值是否滿足要求滿足 停止置迭代次數(shù) k=0不滿足k+12.3 兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計算兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計算內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)

25、分析課程設(shè)計說明書13GG0.08+j0.240.01+j0.030.06+j0.180.06+j0.180.04+j0.120.08+j0.240.02+j0.060.45+j0.150.4+j0.050.6+j0.1-(0.2+j0.2)12345系統(tǒng)接線圖解： 1,.形成系數(shù)矩陣BB、BB并求他們的逆陣由于節(jié)點(diǎn) 1 為平衡節(jié)點(diǎn)，其他的節(jié)點(diǎn)均為 PQ 節(jié)點(diǎn)，系數(shù)矩陣，階數(shù)相B B同。又應(yīng)對該等值網(wǎng)絡(luò)，不存在除去與有功功率和電壓相位或無功功率和電壓大小關(guān)系較小的因素的可能性，這兩個矩陣 BB、BB完全相同。他們就由導(dǎo)納矩陣的虛部部分中除第一行第一列外的各個元素所組成，即Y=6.25-18.7

26、5j -5+15j -1.25+3.75j 0 0 -5+15j 10.834-32.5j -1.667+5j -1.667+5j -2.5+7.5j -1.25+3.75j -1.667+5j 12.917-38.75j -10+30j 0 0 -1.667+5j -10+30j 12.917-38.75j -1.25+3.75j0 -2.5+7.5j 0 -1.25+3.75j 3.75-11.25jB=B=B=B= -32.500 5.000 5.000 7.500 5.000 -38.750 30.000 0 5.000 30.000 -38.750 3.750 內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)

27、穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書14 7.500 0 3.750 -11.250 由此可見，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣雖為奇異矩陣，但它的虛數(shù)部分的子陣 BB或 BB則是非奇異矩陣，可以求逆，其逆陣為=1)(B1 )(B -0.056190 -0.041905 -0.44762 -0.052381 -0.041905 -0.099048 -0.087619 -0.057143 -0.044762 -0.087619 -0.105714 -0.065079 -0.052381 -0。057143 -0.065079 -0.145503 2.計算各節(jié)點(diǎn)有功功率的不平衡量iP 取=1.06，=0；=1.0；=0，按1

28、U1)0(2U)0(3U)0(4U)0(5U)0(2)0(3)0(4)0(5下式計算各節(jié)點(diǎn)有功功率不平衡量 =- 0iPip njjiU10 0jU 00sincosijijijijBG=0.201.01.06（-5.000cos0+15.000sin0） 02P1.01.0（10.384cos032.500sin0）1.01.0（-1.667cos0+5.000sin0）1.01.（-1.667cos0+5.000sin0）1.01.0(-2.500cos0+7.500sin0)=0.50000相似地可得 =-0.375000；=-0.400000；=-0.600000 03P 04P 05

29、P 3.計算各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角（弧度）i 由方程式 ()=U1)(BUP 0可得=0.036952；=0.085524；=0.091810；=)0(2)0(3)0(4)0(50.108571；所以內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書15=0.036952； =0.085524； =0.091810； =)1(2)1(3)1(4)1(50.108571； 4.計算各節(jié)點(diǎn)無功功率不平衡量iQ按下式計算各節(jié)點(diǎn)無功功率不平衡量 =- 0iQiQ njjiU10 0jU 11cossinijijijijBG=0.201.01.065.00sin（-0.0369520）15.000cos（-0.0

30、369520） 02Q1.01.010.834sin0+32.5cos01.01.0-1.667sin（-0.036952+0.085524）5.000cos（-0.036952+0.085524）1.01.0-1.667sin（0.036952+0,091810）5.000cos（-0,036952+0.091810）1.01.0-2.500sin（0.036952+0.108571）7.500cos（-0.036952+0.108571）=1.211930相似地可得 =0.077279； =0.191947； =0.319599； 03Q 04Q 05Q 5.計算各節(jié)點(diǎn)電壓的大小iU 由方

31、程式 ()=U1 )(BUQ可得=1.039528； =0.008050； =0.006386； =0.000072； 02U 03U 04U 05U所以=1.039528； =0.008050； =0.006386； =0.000072； 12U 13U 14U 15U求得各節(jié)點(diǎn)電壓的新值后，就開始第二次迭代。每次迭代所得適于表 1表3。由表 1 可見經(jīng) 6 次迭代就可滿足 的要求。510表 1 迭代過程中各節(jié)點(diǎn)功率的不平衡量內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書16K)(2kP kQ2)(3kP kQ3)(4kP kQ4)(5kP kQ50-0.5000001.211930-0.37

32、5000-0.0772790.400000-0.191947-0.600000-0.3195991-0.411720-0.1364970.0498020.0183000.0762480.0248490.1208990.04021820.0432230.014875-0.005899-0.001936-0.007856-0.002664-0.012588-0.0042653-0.004833-0.001658-0.0006500.0002150.0008720.0002950.0013760.00046640.0005370.000184-0.000072-0,000024-0.000096-0

33、.000033-0.000150-0.0000515-0.000060-0.0000210.0000080.0000030.0000110.0000040.0000160.00000660.0000070.000000-0.0000010.000000-0.0000010.0000000-0.0000020.000000表 2 迭代過程中各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量k)(2k kU2)(3k kU3)(4k kU4)(5k kU50-0.0369520.039528-0.0855240.008050-0.0918100.006386-0.1085710.0000721-0.010063-0.003406

34、0.0018280.0007570.0024610.0009410.0045970.00161820.0010540.000385-0.000230-0.000064-0.000285-0.000082-0.000484-0.0001493-0.000120-0.0000430.0000230.000006-0.0000280.0000080.0000490.00001540.0000130.000005-0.000002-0.000001-0.000003-0.000001-0.000005-0.0000025-0.000002-0.0000010.0000000.0000000.00000

35、00.0000000.0000010.0000006表 3 迭代過程中各節(jié)點(diǎn)電壓k)(2k kU2)(3k kU3)(4k kU4)(5k kU500.0000001.0000000.0000001.0000000.0000001.0000000.0000001.0000001-0.0369521.039528-0.0855241.008050-0.0918101.006386-0,1085711.0000722-0.0470161.036122-0.0836961.008808-0,0893481.007327-0,1039741.0016903-0.0459621.036507-0.083

36、9261.008744-0.0896331.007245-0.1044581.0015404-0.0460821.036463-0.0839031.008750-0.0896051.007253-0.1044101.0015555-0.0460681.036468-0.0839061.008750-0.0896081.007252-0.1044151.001554內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書176-0.0460701.036468-0,0839061.008750-0.0896081.007252-0.1044141.001554 =1.036468； =1.0087502U6

37、39610. 2-3U807433. 4- =1.007252； =1.0015544U134133. 5-5U982486. 5- 6.計算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率1SijS 迭代收斂后，就可以計算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。結(jié)果如下 =1.298162+j0.2444721S各線路功率如表 4表 4 各線路功率ijSj i1234510.889505+j0.1386620.408657+j0.1058102-0.875079-j0.0953850.246884+j0.0814570.279319+j0.0806060.548870+j0.133213-0.395969-j0.067747-0.2

38、43108-j0.0701330.189079-j0.0121204-0.274598-j0.066445-0.188726+j0.0131780.063325+j0.0032675-0.536990-j0.097684-0.063008-j0.002316計算完畢。內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書18第三章第三章 程序設(shè)計程序設(shè)計3.1 設(shè)計流程設(shè)計流程32 程序設(shè)計程序設(shè)計針對兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計算基于 MATLAB 的程序如下：Clc %清除當(dāng)前屏幕上顯示的內(nèi)容，但并不清楚工作空間的數(shù)據(jù)Clear %清除工作空間內(nèi)的所有變量disp(節(jié)點(diǎn)總數(shù)為：); %顯示內(nèi)容N=5 dis

39、p(平衡節(jié)點(diǎn)為：);1內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書19Y=input(請輸入導(dǎo)納矩陣：Y=);pr=input(請輸入誤差精度：pr=);G=real(Y);B=imag(Y); %real 實部，image 虛部B1=B(2:5, 2:5); %去掉平衡節(jié)點(diǎn)B2=B1; b1=inv(B1); %取逆b2=inv(B2);ure=input(請輸入平衡節(jié)點(diǎn) 1 電壓初值的實部，Re=);dim=input(請輸入平衡節(jié)點(diǎn) 1 電壓初值的虛部，Im=);for m=2:5dt(m)=0; %電壓虛部初值u(m)=1.0; %電壓實部初值endfor m=2:5p(m)=inpu

40、t(請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=);q(m)=input(請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的無功功率：q=);endk=0;wucha=1; %迭代次數(shù)，while wucha(1)pr;u(1)=ure;dt(1)=dim; %平衡節(jié)點(diǎn)電壓實部for m=2:5 %平衡節(jié)點(diǎn)電壓虛部for n=1:5pt(n)=u(m)*u(n)*(G(m,n)*cos(dt(m)-dt(n)+B(m,n)*sin(dt(m)-dt(n); % njjiU10 0jU 00sincosijijijijBGenddisp(各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書20dp(m)=p(m)-

41、sum(pt) %=- 0iPip njjiU10 0jU 00sincosijijijijBGendfor m=2:5u1=diag(u); %對角矩陣u2=inv(u1(2:5,2:5); %取逆u3=flipud(rot90(u(2:5); %逆時針 90上下對稱u4=u3(1:5-1,:); dp1=flipud(rot90(dp(2:5); % ()=U1)(BUP 0dp2=dp1(1:5-1,:);dtt=(-b1*dp2/u4)*u2;dtt=dtt(:,1:1);dtt=flipud(rot90(dtt)disp(各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：) dt(m)=dt(m)+dt

42、t(m-1)endfor m=2:5for n=1:5 qt(n)=u(m)*u(n)*(G(m,n)*sin(dt(m)-dt(n)-B(m,n)*cos(dt(m)-dt(n);end % njjiU10 0jU 11cossinijijijijBGdisp(各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：)qq(m)=q(m)-sum(qt) % =- 0iQiQ njjiU10 0jU 11cossinijijijijBGendfor m=2:5qq1=flipud(rot90(qq(2:5); qq2=qq1(1:5-1,:);內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書21ut=-b2*qq2/u4;di

43、sp( 各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：) utdisp( 各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：) u(m)=u(m)+ut(m-1) endfor n=1:5 U(n)=u(n)*(cos(dt(n)+j*sin(dt(n); %電壓endfor n=1:5 I(n)=Y(1,n)*U(n);enddisp(各節(jié)點(diǎn)功率 s 為：)S1=U(1)*sum(conj(I) %電流for m=1:5 for n=1:5 S(m,n)=U(m)*(conj(U(m)-conj(U(n)*conj(-Y(m,n); %功率endenddisp(各節(jié)點(diǎn)功率 sij 為：)Swucha=max(abs(ut)k=k+1 %迭代+1e

44、nd內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書223.3 程序運(yùn)行結(jié)果程序運(yùn)行結(jié)果節(jié)點(diǎn)總數(shù)為：N = 5平衡節(jié)點(diǎn)為：ans = 1請輸入導(dǎo)納矩陣：Y=6.25-18.75i -5+15i -1.25+3.75i 0 0 -5+15i 10.834-32.5i -1.667+5i -1.667+5i -2.5+7.5i -1.25+3.75i -1.667+5i 12.917-38.75i -10+30i 0 0 -1.667+5i -10+30i 12.917-38.75i -1.25+3.75i0 -2.5+7.5i 0 -1.25+3.75i 3.75-11.25i請輸入誤差精度：pr=

45、0.00001請輸入平衡節(jié)點(diǎn) 1 電壓初值的實部，Re=1.06請輸入平衡節(jié)點(diǎn) 1 電壓初值的虛部，Im=0請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=0.2請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的無功功率：q=0.2請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=-0.45請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的無功功率：q=-0.15請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=-0.4請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的無功功率：q=-0.05請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=-0.6請輸入 PQ 節(jié)點(diǎn)的無功功率：q=-0.1內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書23各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 0.5000各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 0.5000 -0

46、.3750各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 0.5000 -0.3750 -0.4000各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 0.5000 -0.3750 -0.4000 -0.6000dtt = -0.0370 -0.0855 -0.0918 -0.1086各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0370 0 0 0dtt = -0.0370 -0.0855 -0.0918 -0.1086各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0370 -0.0855 0 0dtt = -0.0370 -0.0855 -0.0918 -0.1086各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt

47、= 0 -0.0370 -0.0855 -0.0918 0dtt =內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書24 -0.0370 -0.0855 -0.0918 -0.1086各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0370 -0.0855 -0.0918 -0.1086各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 1.2119各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 1.2119 -0.0773各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 1.2119 -0.0773 -0.1919各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 1.2119 -0.0773 -0.1919 -0.3196各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量

48、：ut = 0.0395 0 0 0 0.0081 0 0 0 0.0064 0 0 0 0.0001 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0395 1.0000 1.0000 1.0000各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 0.0395 0 0 0內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書25 0.0081 0 0 0 0.0064 0 0 0 0.0001 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0395 1.0081 1.0000 1.0000各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 0.0395 0 0 0 0.0081 0 0 0 0.0064 0 0 0 0.0

49、001 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0395 1.0081 1.0064 1.0000各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 0.0395 0 0 0 0.0081 0 0 0 0.0064 0 0 0 0.0001 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0395 1.0081 1.0064 1.0001各節(jié)點(diǎn)功率 s 為：S1 = 1.1389 + 0.2403i各節(jié)點(diǎn)功率 sij 為：S =內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書260 0.7229 + 0.1332i 0.4160 + 0.1071i 0 0 -0.7133 - 0.1044i 0

50、 0.3110 + 0.0850i 0.3469 + 0.0845i 0.6671 + 0.1416i-0.4029 - 0.0676i -0.3052 - 0.0677i 0 0.2083 - 0.0128i 0 0 -0.3398 - 0.0633i -0.2078 + 0.0141i 0 0.0714 + 0.0033i0 -0.6499 - 0.0900i 0 -0.0710 - 0.0021i 0 wucha = 0.0395 0 0 0k = 1各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 -0.4117 -0.3750 -0.4000 -0.6000各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0

51、-0.4117 0.0498 -0.4000 -0.6000各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 -0.4117 0.0498 0.0762 -0.6000各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 -0.4117 0.0498 0.0762 0.1209dtt = -0.0105 0.0012 0.0017 0.0035各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0474 -0.0855 -0.0918 -0.1086dtt = -0.0105 0.0012 0.0017 0.0035內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書27各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0474

52、-0.0843 -0.0918 -0.1086dtt = -0.0105 0.0012 0.0017 0.0035各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0474 -0.0843 -0.0901 -0.1086dtt = -0.0105 0.0012 0.0017 0.0035各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0474 -0.0843 -0.0901 -0.1050各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 -0.1367 -0.0773 -0.1919 -0.3196各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 -0.1367 0.0175 -0.1919 -0.3196各節(jié)點(diǎn)無

53、功率不平衡量為：qq = 0 -0.1367 0.0175 0.0237 -0.3196各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 -0.1367 0.0175 0.0237 0.0378各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = -0.0038 0 0 0 0.0002 0 0 0內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書28 0.0004 0 0 0 0.0009 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0358 1.0081 1.0064 1.0001各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = -0.0038 0 0 0 0.0002 0 0 0 0.0004 0 0 0 0.0009 0 0 0各節(jié)點(diǎn)

54、電壓的大小為：u = 1.0600 1.0358 1.0083 1.0064 1.0001各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = -0.0038 0 0 0 0.0002 0 0 0 0.0004 0 0 0 0.0009 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0358 1.0083 1.0068 1.0001各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = -0.0038 0 0 0 0.0002 0 0 0 0.0004 0 0 0 0.0009 0 0 0內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書29各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0358 1.0083 1.0068 1.0009各

55、節(jié)點(diǎn)功率 s 為：S1 = 1.3260 + 0.2508i各節(jié)點(diǎn)功率 sij 為：S =0 0.9151 + 0.1435i 0.4109 + 0.1072i 0 0 -0.8998 - 0.0977i 0.2415 + 0.0816i 0.2741 + 0.0809i 0.5423 + 0.1344i -0.3981 - 0.0687i -0.2378 - 0.0707i 0 0.1903 - 0.0114i 0 0 -0.2695 - 0.0672i -0.1899 + 0.0125i 0 0.0639 + 0.0036i0 -0.5306 - 0.0995i 0 -0.0636 - 0

56、.0026i 0 wucha = 0.0038 0 0 0k = 2各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 0.0419 0.0498 0.0762 0.1209各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 0.0419 -0.0044 0.0762 0.1209各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 0.0419 -0.0044 -0.0044 0.1209各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 0.0419 -0.0044 -0.0044 -0.0058內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書30dtt = 0.0016 0.0006 0.0006 0.0008各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt =

57、 0 -0.0459 -0.0843 -0.0901 -0.1050dtt = 0.0016 0.0006 0.0006 0.0008各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0459 -0.0838 -0.0901 -0.1050dtt = 0.0016 0.0006 0.0006 0.0008各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0459 -0.0838 -0.0895 -0.1050dtt = 0.0016 0.0006 0.0006 0.0008各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角 dt 為：dt = 0 -0.0459 -0.0838 -0.0895 -0.1043各節(jié)點(diǎn)無功率不平

58、衡量為：qq = 0 0.0153 0.0175 0.0237 0.0378各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 0.0153 -0.0005 0.0237 0.0378各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 0.0153 -0.0005 -0.0006 0.0378內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書31各節(jié)點(diǎn)無功率不平衡量為：qq = 0 0.0153 -0.0005 -0.0006 -0.0001各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 1.0e-003 * 0.7776 0 0 0 0.5118 0 0 0 0.5491 0 0 0 0.6921 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0

59、600 1.0366 1.0083 1.0068 1.0009各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 1.0e-003 * 0.7776 0 0 0 0.5118 0 0 0 0.5491 0 0 0 0.6921 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0366 1.0088 1.0068 1.0009各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 1.0e-003 * 0.7776 0 0 0 0.5118 0 0 0 0.5491 0 0 0內(nèi)蒙古科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計說明書32 0.6921 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0366 1.0088 1.0073 1

60、.0009各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 1.0e-003 * 0.7776 0 0 0 0.5118 0 0 0 0.5491 0 0 0 0.6921 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0366 1.0088 1.0073 1.0016各節(jié)點(diǎn)功率 s 為：S1 = 1.2936 + 0.2441i各節(jié)點(diǎn)功率 sij 為：S =0 0.8855 + 0.1383i 0.4081 + 0.1057i 0 0 -0.8712 - 0.0955i 0 0.2475 + 0.0815i 0.2799 + 0.0806i 0.5495 + 0.1333i-0.3954 - 0.06