matlab電力系統(tǒng)潮流計算

1、.華中科技大學(xué)信息工程學(xué)院 課程設(shè)計報告書題目: 電力系統(tǒng)潮流計算 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2015年 11 月 10 日 學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)（班級）電氣工程及其自動化（）設(shè)計題目電力系統(tǒng)潮流計算設(shè)計技術(shù)參數(shù)1. 變壓器的阻抗，勵磁損耗。2. 線路的阻抗，無功損耗。3. 變壓器及線路的功率損耗4. 變壓器及線路的電壓降落5. 各節(jié)點的功率和電壓設(shè)計要求1.計算過程包括理論計算和MATLAB仿真兩大部分。2.報告里面的理論分析（手工計算）過程必須要有詳細(xì)推導(dǎo)過程，再把仿真過程放到相應(yīng)的部分中去。工作量共24頁；4000字工作計劃第15周：對系

2、統(tǒng)模型分析和資料收集，找到計算的思路，總結(jié)計算方法；第16周：對整個模型進(jìn)行詳細(xì)計算，并完成word文檔。參考資料1何仰贊, 溫增銀電力系統(tǒng)分析（第三版）M. 華中科技大學(xué)，20022 劉同娟. MATLAB在電路分析中的應(yīng)用.電氣電子教學(xué)學(xué)報.20023王守相，劉玉田 電力系統(tǒng)潮流計算研究現(xiàn)狀-山東電力技術(shù)1996年05期指導(dǎo)教師簽字 2015年11月12日 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 專業(yè)（班級）： 班 課程設(shè)計題目： 電力系統(tǒng)潮流計算 指導(dǎo)教師評語： 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日信息工程學(xué)院課程設(shè)計成績評定表摘 要電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析包括潮流計算和靜態(tài)安全分析。本文主要運用的事潮流計算，潮流計算是

3、電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與運行中最基本的運算，對電力網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)計方案及各種運行方式進(jìn)行潮流計算，可以得到各種電網(wǎng)各節(jié)點的電壓，并求得網(wǎng)絡(luò)的潮流及網(wǎng)絡(luò)中的各元件的電力損耗，進(jìn)而求得電能損耗。本位就是運用潮流計算具體分析，并有MATLAB仿真。關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng) 潮流計算 MATLAB仿真AbstractElectric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the

4、 trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of t

5、he power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation.Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation.目 錄1 任務(wù)提出與方案論證22 總體設(shè)計32.1潮流計算等值電路32.2建立電力系統(tǒng)模型32.3模型的調(diào)試與運行33 詳細(xì)設(shè)計43.1 計算前提43.2手工計算74設(shè)計圖及源程序114.1M

6、ATLAB仿真114.2潮流計算源程序115 總結(jié)19參考文獻(xiàn)20 1 任務(wù)提出與方案論證潮流計算是在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和決定系統(tǒng)運行狀態(tài)的邊界條件的情況下確定系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)的一種基本方法,是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運營中不可缺少的一個重要組成部分。可以說,它是電力系統(tǒng)分析中最基本、 最重要的計算,是系統(tǒng)安全、 經(jīng)濟(jì)分析和實時控制與調(diào)度的基礎(chǔ)。常規(guī)潮流計算的任務(wù)是根據(jù)給定的運行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運行狀態(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)。在電力系統(tǒng)運行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計算以比較運行方

7、式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時，為了實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行狀態(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算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和安排系統(tǒng)的運行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控中，則采用在線潮流計算。是電力系統(tǒng)研究人員長期研究的一個課題。它既是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運行方式的合理性、 可靠性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析的依據(jù)，又是電力系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定計算的基礎(chǔ)。潮流計算經(jīng)歷了一個由手工到應(yīng)用數(shù)字電子計算機(jī)的發(fā)展過程，現(xiàn)在的潮流算法都以計算機(jī)的應(yīng)用為前提用計算機(jī)進(jìn)行潮流計算主要步驟在于編制計算機(jī)程序，這是一項非常復(fù)雜

8、的工作。對系統(tǒng)進(jìn)行潮流分析，本文利用 MATLAB中的Simpower Systems工具箱設(shè)計電力系統(tǒng)，在simulink 環(huán)境下，不僅可以仿真系統(tǒng)的動態(tài)過程，還可以對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)潮流分析。2 總體設(shè)計SimpowerSystems使用Simulink環(huán)境，可以將該系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器，線路等模型聯(lián)結(jié)起來，形成電力系統(tǒng)仿真模擬圖。在加人測量模塊，并對各元件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置后，用measurement和sink中的儀器可以觀察各元件的電壓、電流、功率的大小。2.1潮流計算等值電路 2.2建立電力系統(tǒng)模型在Simulink中按照電力系統(tǒng)原型選擇元件進(jìn)行建模。所建立的模型和建立的方法在詳細(xì)設(shè)計中詳

9、述。在電力系統(tǒng)模型的建立工程中主要涉及到的是：元器件的選擇及其參數(shù)的設(shè)置；發(fā)電機(jī)選型；變壓器選擇；線路的選擇；負(fù)荷模型的選擇；母線選擇。 2.3模型的調(diào)試與運行建立系統(tǒng)模型，并設(shè)置好參數(shù)以后，就可以在Simulink環(huán)境下進(jìn)行仿真運行。運行的具體結(jié)果和分析也在詳細(xì)設(shè)計中詳述。3 詳細(xì)設(shè)計3.1 計算前提首先是發(fā)電機(jī)的參數(shù)計算，先對5個發(fā)電廠簡化為5臺發(fā)電機(jī)來計算。發(fā)電機(jī)G1：發(fā)電機(jī)G2：發(fā)電機(jī)G3：發(fā)電機(jī)G4：發(fā)電機(jī)G5：其次是變電站的參數(shù)計算，我們還是對7個變電站簡化為7臺變壓器來計算。變壓器T1：變壓器T2：（雙并聯(lián)）變壓器T3：（四并聯(lián)）變壓器T4：（雙并聯(lián)）變壓器T5：變壓器T6：（兩

10、個三繞組變壓器并聯(lián)）變壓器T7：（雙并聯(lián)）再次是傳輸線參數(shù)計算，5條傳輸線的具體計算如下。根據(jù)教材查得線路L1：線路L2：線路L3：（雙回路）線路L4：線路L5：（雙回路）3.2手工計算FLR1：FLR2：FLR3：FLR4：FLR5:計算每一個FLR的功率分布和電壓分布計算如下：FLR1：FLR2：功率分布： 電壓分布：FLR3：功率分布： 電壓分布：FLR4：功率分布： 電壓分布：FLR5:這里我們先將f點和發(fā)電機(jī)G5當(dāng)做電源，經(jīng)過和構(gòu)成兩端供電網(wǎng)絡(luò)以g點作為運算負(fù)荷進(jìn)行計算。電壓分布：4設(shè)計圖及源程序4.1MATLAB仿真相關(guān)的原始數(shù)據(jù)輸入格式如下：1、B1是支路參數(shù)矩陣，第一列和第二列

11、是節(jié)點編號。節(jié)點編號由小到大編寫。2、對于含有變壓器的支路，第一列為低壓側(cè)節(jié)點編號，第二列為高壓側(cè)節(jié)點編號，將變壓器的串聯(lián)阻抗置于低壓側(cè)處理，第三列為支路的串列阻抗參數(shù)，第四列為支路的對地導(dǎo)納參數(shù)，第五烈為含變壓器支路的變壓器的變比，第六列為變壓器是否是否含有變壓器的參數(shù)，其中“1”為含有變壓器，“0”為不含有變壓器。3、B2為節(jié)點參數(shù)矩陣，其中第一列為節(jié)點注入發(fā)電功率參數(shù)；第二列為節(jié)點負(fù)荷功率參數(shù)；第三列為節(jié)點電壓參數(shù)；第六列為節(jié)點類型參數(shù)，其中“1”為平衡節(jié)點，“2”為PQ節(jié)點，“3”為PV節(jié)點參數(shù)。4、X為節(jié)點號和對地參數(shù)矩陣。其中第一列為節(jié)點編號，第二列為節(jié)點對地參數(shù)。4.2潮流計算源

12、程序close allclear alln=input('請輸入節(jié)點數(shù):n=');n1=input('請輸入支路數(shù):n1=');isb=input('請輸入平衡節(jié)點號:isb=');pr=input('請輸入誤差精度:pr=');B1=input('請輸入支路參數(shù):B1=');B2=input('請輸入節(jié)點參數(shù):B2=');X=input('節(jié)點號和對地參數(shù):X=');Y=zeros(n);Times=1; %置迭代次數(shù)為初始值%創(chuàng)建節(jié)點導(dǎo)納矩陣for i=1:n1 if B1(i,

13、6)=0 %不含變壓器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/B1(i,3); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); Y(q,q)=Y(q,q)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); else %含有變壓器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/(B1(i,3)*B1(i,5); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3); Y(q,q)=Y(q,q)+1/(B1(i,5)2*B1(i,3); end

14、endYOrgS=zeros(2*n-2,1);DetaS=zeros(2*n-2,1); %將OrgS、DetaS初始化%創(chuàng)建OrgS，用于存儲初始功率參數(shù)h=0;j=0;for i=1:n %對PQ節(jié)點的處理 if i=isb&B2(i,6)=2 h=h+1; for j=1:n OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,

15、3); OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)-real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); end endendfor i=1:n %對PV節(jié)點的處理，注意這時不可再將h初始化為0 if i=isb&B2(i,6)=3 h=h+1; for j=1:n OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real

16、(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)-real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); end endendOrgS%創(chuàng)建PVU 用于存儲PV節(jié)點的初始電壓PVU=zeros(n-h-

17、1,1);t=0;for i=1:n if B2(i,6)=3 t=t+1; PVU(t,1)=B2(i,3); endendPVU%創(chuàng)建DetaS，用于存儲有功功率、無功功率和電壓幅值的不平衡量h=0;for i=1:n %對PQ節(jié)點的處理 if i=isb&B2(i,6)=2 h=h+1; DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2)-OrgS(2*h-1,1); DetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2)-OrgS(2*h,1); endendt=0;for i=1:n %對PV節(jié)點的處理，注意這時不可再將h初始化為0 if i=isb&B2(i,6)=

18、3 h=h+1; t=t+1; DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2)-OrgS(2*h-1,1); DetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1)2+imag(PVU(t,1)2-real(B2(i,3)2-imag(B2(i,3)2; endendDetaS%創(chuàng)建I，用于存儲節(jié)點電流參數(shù)i=zeros(n-1,1);h=0;for i=1:n if i=isb h=h+1; I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1)/conj(B2(i,3); endendI%創(chuàng)建Jacbi(雅可比矩陣)Jacbi=zeros(2*n-2);

19、h=0;k=0;for i=1:n %對PQ節(jié)點的處理 if B2(i,6)=2 h=h+1; for j=1:n if j=isb k=k+1; if i=j %對角元素的處理 Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+imag(I(h,1); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k)+2*real(I(h,1

20、); Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1)-2*imag(I(h,1); else %非對角元素的處理 Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k); Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1); end if k=(n-1) %將用于內(nèi)循環(huán)的

21、指針置于初始值，以確保雅可比矩陣換行 k=0; end end end endendk=0;for i=1:n %對PV節(jié)點的處理 if B2(i,6)=3 h=h+1; for j=1:n if j=isb k=k+1; if i=j %對角元素的處理 Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+imag(I(h,1); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+real(I(h,1); Jacbi(2*h

22、,2*k-1)=2*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k)=2*real(B2(i,3); else %非對角元素的處理 Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k-1)=0; Jacbi(2*h,2*k)=0; end if k=(n-1) %將用于內(nèi)循環(huán)的指針置于初始值，以確保雅可比矩陣換行 k=0; end en

23、d end endendJacbi%求解修正方程，獲取節(jié)點電壓的不平衡量DetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS;DetaU%修正節(jié)點電壓j=0;for i=1:n %對PQ節(jié)點處理 if B2(i,6)=2 j=j+1; B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1); endendfor i=1:n %對PV節(jié)點的處理 if B2(i,6)=3 j=j+1; B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1); endendB2%開始

24、循環(huán)*while abs(max(DetaU)>prOrgS=zeros(2*n-2,1); %!初始功率參數(shù)在迭代過程中是不累加的，所以在這里必須將其初始化為零矩陣h=0;j=0;for i=1:n if i=isb&B2(i,6)=2 h=h+1; for j=1:n OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3);

25、 OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)-real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); end endendfor i=1:n if i=isb&B2(i,6)=3 h=h+1; for j=1:n OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2

26、(j,3)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)-real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); end endendOrgS%創(chuàng)建DetaSh=0;for i=1:n if i=isb&B2(i,6)=2 h=h+1; DetaS(2*h-

27、1,1)=real(B2(i,2)-OrgS(2*h-1,1); DetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2)-OrgS(2*h,1); endendt=0;for i=1:n if i=isb&B2(i,6)=3 h=h+1; t=t+1; DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2)-OrgS(2*h-1,1); DetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1)2+imag(PVU(t,1)2-real(B2(i,3)2-imag(B2(i,3)2; endendDetaS%創(chuàng)建Ii=zeros(n-1,1);h=0;for i=1:n if i=isb h=h

28、+1; I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1)/conj(B2(i,3); endendI%創(chuàng)建JacbiJacbi=zeros(2*n-2);h=0;k=0;for i=1:n if B2(i,6)=2 h=h+1; for j=1:n if j=isb k=k+1; if i=j Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+imag(I(h,1); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,

29、j)*imag(B2(i,3)+real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k)+2*real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1)-2*imag(I(h,1); else Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-

30、1,2*k); Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1); end if k=(n-1) k=0; end end end endendk=0;for i=1:n if B2(i,6)=3 h=h+1; for j=1:n if j=isb k=k+1; if i=j Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+imag(I(h,1); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+re

31、al(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k-1)=2*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k)=2*real(B2(i,3); else Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k-1)=0; Jacbi(2*h,2*k)=0; end if k=(n-1) k=0; end end end endendJacbiDetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS;DetaU%修正節(jié)點電壓j=0;