Matlab牛拉法潮流計(jì)算程序

1、%本程序的功能是用牛頓拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算% B1矩陣：1、支路首端號；2、末端號；3、支路阻抗；4、支路對地電納% 5、支路的變比；6、支路首端處于K側(cè)為1，1側(cè)為0% B2矩陣：1、該節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)功率；2、該節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率；3、節(jié)點(diǎn)電壓初始值% 4、PV節(jié)點(diǎn)電壓V的給定值；5、節(jié)點(diǎn)所接的無功補(bǔ)償設(shè)備的容量% 6、節(jié)點(diǎn)分類標(biāo)號：1為平衡節(jié)點(diǎn)（應(yīng)為1號節(jié)點(diǎn)）；2為PQ節(jié)點(diǎn)；% 3為PV節(jié)點(diǎn)；clear;n=input('請輸入節(jié)點(diǎn)數(shù):n=');nl=input('請輸入支路數(shù):nl=');isb=input('請輸入平衡母線節(jié)點(diǎn)號:isb=');pr

2、=input('請輸入誤差精度:pr=');B1=input('請輸入由各支路參數(shù)形成的矩陣:B1=');B2=input('請輸入各節(jié)點(diǎn)參數(shù)形成的矩陣:B2=');Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1=zeros(nl);% % %-for i=1:nl%支路數(shù) if B1(i,6)=0%左節(jié)點(diǎn)處于1側(cè) p=B1(i,1);q=B1(i,2); else %左節(jié)點(diǎn)處于K側(cè) p=B1(i,2);q=B1(i,1);end Y(p,q)=Y(p,q)

3、-1./(B1(i,3)*B1(i,5);%非對角元 Y(q,p)=Y(p,q); %非對角元 Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)2)+B1(i,4)./2;%對角元K側(cè) Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;%對角元1側(cè)end%求導(dǎo)納矩陣disp('導(dǎo)納矩陣 Y=');disp(Y)%-G=real(Y);B=imag(Y);%分解出導(dǎo)納陣的實(shí)部和虛部for i=1:n%給定各節(jié)點(diǎn)初始電壓的實(shí)部和虛部e(i)=real(B2(i,3);f(i)=imag(B2(i,3); V(i)=B2(i,4);%PV節(jié)點(diǎn)電

4、壓給定模值endfor i=1:n%給定各節(jié)點(diǎn)注入功率 S(i)=B2(i,1)-B2(i,2); %i節(jié)點(diǎn)注入功率SG-SL B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);%i節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償量end%=P=real(S);Q=imag(S); %分解出各節(jié)點(diǎn)注入的有功和無功功率ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0; %迭代次數(shù)ICT1、a；不滿足收斂要求的節(jié)點(diǎn)數(shù)IT2while IT2=0 % N0=2*n 雅可比矩陣的階數(shù)；N=N0+1擴(kuò)展列 IT2=0;a=a+1;for i=1:n if i=isb%非平衡節(jié)點(diǎn)C(i)=0;D(i)=0;for j1=1:n C(i

5、)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);%(Gij*ej-Bij*fj) D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);%(Gij*fj+Bij*ej)end P1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);%節(jié)點(diǎn)功率P計(jì)算ei(Gij*ej-Bij*fj)+fi(Gij*fj+Bij*ej) Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);%節(jié)點(diǎn)功率Q計(jì)算fi(Gij*ej-Bij*fj)-ei(Gij*fj+Bij*ej)%求i節(jié)點(diǎn)有功和無功功率P',Q'的計(jì)算值 V2=e(i)2+f(i)2;%電壓模平方 %= 以下

6、針對非PV節(jié)點(diǎn)來求取功率差及Jacobi矩陣元素 = if B2(i,6)=3%非PV節(jié)點(diǎn) DP=P(i)-P1;%節(jié)點(diǎn)有功功率差 DQ=Q(i)-Q1; %節(jié)點(diǎn)無功功率差%= 以上為除平衡節(jié)點(diǎn)外其它節(jié)點(diǎn)的功率計(jì)算 =%= 求取Jacobi矩陣 =for j1=1:n if j1=isb&j1=i%非平衡節(jié)點(diǎn)&非對角元 X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);% dP/de=-dQ/df X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);% dP/df=dQ/de X3=X2; % X2=dp/df X3=dQ/de X4=-X1; % X1=dP/

7、de X4=dQ/df p=2*i-1;q=2*j1-1; J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1; % X3=dQ/de J(p,N)=DQ節(jié)點(diǎn)無功功率差 J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1; % X1=dP/de J(m,N)=DP節(jié)點(diǎn)有功功率差J(p,q)=X4;J(m,q)=X2; % X4=dQ/df X2=dp/dfelseif j1=i&j1=isb%非平衡節(jié)點(diǎn)&對角元 X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/de X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/df X3

8、=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i); % dQ/de X4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);% dQ/df p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;%擴(kuò)展列Q m=p+1; J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;%擴(kuò)展列PJ(m,q)=X2;endendelse %= 下面是針對PV節(jié)點(diǎn)來求取Jacobi矩陣的元素 = DP=P(i)-P1;% PV節(jié)點(diǎn)有功誤差 DV=V(i)2-V2;% PV節(jié)點(diǎn)電壓誤差for j1=1:n if j1=isb&j1=i%非平衡節(jié)點(diǎn)

9、&非對角元 X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i); % dP/de X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i); % dP/df X5=0;X6=0; p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV; % PV節(jié)點(diǎn)電壓誤差 m=p+1; J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6; % PV節(jié)點(diǎn)有功誤差J(m,q)=X2;elseif j1=i&j1=isb%非平衡節(jié)點(diǎn)&對角元 X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/de X2=-D(i)+B(

10、i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/df X5=-2*e(i); X6=-2*f(i); p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV; % PV節(jié)點(diǎn)電壓誤差 m=p+1; J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6; % PV節(jié)點(diǎn)有功誤差J(m,q)=X2;endendendendend%= 以上為求雅可比矩陣的各個(gè)元素及擴(kuò)展列的功率差或電壓差 = for k=3:N0 % N0=2*n （從第三行開始，第一、二行是平衡節(jié)點(diǎn)） k1=k+1;N1=N; % N=N0+1 即 N=2*n+1擴(kuò)展列P、Q 或U for k

11、2=k1:N1% 從k+1列的Jacobi元素到擴(kuò)展列的P、Q 或U J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);% 用K行K列對角元素去除K行K列后的非對角元素進(jìn)行規(guī)格化end J(k,k)=1; % 對角元規(guī)格化K行K列對角元素賦1 %= 回代運(yùn)算 = if k=3 % 不是第三行 k > 3 k4=k-1; for k3=3:k4% 用k3行從第三行開始到當(dāng)前行的前一行k4行消去 for k2=k1:N1% k3行后各行上三角元素 J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去運(yùn)算（當(dāng)前行k列元素消為0） end %用當(dāng)前行K2列元素減去當(dāng)前行k列元

12、素乘以第k行K2列元素 J(k3,k)=0; %當(dāng)前行第k列元素已消為0end if k=N0 %若已到最后一行break;end %= 前代運(yùn)算 = for k3=k1:N0 % 從k+1行到2*n最后一行 for k2=k1:N1 % 從k+1列到擴(kuò)展列消去k+1行后各行下三角元素 J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去運(yùn)算 end %用當(dāng)前行K2列元素減去當(dāng)前行k列元素乘以第k行K2列元素 J(k3,k)=0; %當(dāng)前行第k列元素已消為0end else %是第三行k=3 %= 第三行k=3的前代運(yùn)算 = for k3=k1:N0 %從第四行到2n行（

13、最后一行） for k2=k1:N1 %從第四列到2n+1列（即擴(kuò)展列） J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去運(yùn)算（當(dāng)前行3列元素消為0） end %用當(dāng)前行K2列元素減去當(dāng)前行3列元素乘以第三行K2列元素 J(k3,k)=0; %當(dāng)前行第3列元素已消為0endendend%=上面是用線性變換方式高斯消去法將Jacobi矩陣化成單位矩陣=for k=3:2:N0-1 L=(k+1)./2; e(L)=e(L)-J(k,N); %修改節(jié)點(diǎn)電壓實(shí)部 k1=k+1; f(L)=f(L)-J(k1,N); %修改節(jié)點(diǎn)電壓虛部end %-修改節(jié)點(diǎn)電壓-for k=3

14、:N0 DET=abs(J(k,N); if DET>=pr %電壓偏差量是否滿足要求 IT2=IT2+1; %不滿足要求的節(jié)點(diǎn)數(shù)加1endend ICT2(a)=IT2; %不滿足要求的節(jié)點(diǎn)數(shù) ICT1=ICT1+1; %迭代次數(shù)end%用高斯消去法解"w=-J*V"disp('迭代次數(shù)：');disp(ICT1);disp('沒有達(dá)到精度要求的個(gè)數(shù)：');disp(ICT2);for k=1:n V(k)=sqrt(e(k)2+f(k)2); %計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的模值sida(k)=atan(f(k)./e(k)*180./pi; %

15、計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的角度 E(k)=e(k)+f(k)*j; %將各節(jié)點(diǎn)電壓用復(fù)數(shù)表示end%= 計(jì)算各輸出量 =disp('各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓標(biāo)幺值E為(節(jié)點(diǎn)號從小到大排列)：');disp(E); %顯示各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓標(biāo)幺值E用復(fù)數(shù)表示disp('-');disp('各節(jié)點(diǎn)的電壓大小V為(節(jié)點(diǎn)號從小到大排列)：');disp(V); %顯示各節(jié)點(diǎn)的電壓大小V的模值disp('-');disp('各節(jié)點(diǎn)的電壓相角sida為(節(jié)點(diǎn)號從小到大排列)：');disp(sida); %顯示各節(jié)點(diǎn)的電壓相角for p=1:nC

16、(p)=0;for q=1:n C(p)=C(p)+conj(Y(p,q)*conj(E(q); %計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的注入電流的共軛值end S(p)=E(p)*C(p); %計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的功率 S = 電壓 X 注入電流的共軛值enddisp('各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號從小到大排列)：');disp(S); %顯示各節(jié)點(diǎn)的注入功率disp('-');disp('各條支路的首端功率Si為(順序同您輸入B1時(shí)一致)：');for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2);if B1(i,6)=0 Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p)*

17、conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)*B1(i,5). -conj(E(q)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5);Siz(i)=Si(p,q);else Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p)*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)./B1(i,5). -conj(E(q)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5);Siz(i)=Si(p,q);enddisp(Si(p,q);SSi(p,q)=Si(p,q); ZF='S(',num2str(p),',',num2str(q),')=

18、9;,num2str(SSi(p,q);disp(ZF);disp('-');enddisp('各條支路的末端功率Sj為(順序同您輸入B1時(shí)一致)：');for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2);if B1(i,6)=0 Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q)*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)./B1(i,5). -conj(E(p)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5);Sjy(i)=Sj(q,p);elseSj(q,p)=E(q)*(conj(E(q)*conj(B1(i,4)./2)+(conj

19、(E(q)*B1(i,5). -conj(E(p)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5);Sjy(i)=Sj(q,p);enddisp(Sj(q,p);SSj(q,p)=Sj(q,p); ZF='S(',num2str(q),',',num2str(p),')=',num2str(SSj(q,p);disp(ZF);disp('-');enddisp('各條支路的功率損耗DS為(順序同您輸入B1時(shí)一致)：');for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2);DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);disp(DS(i);DDS(i)=DS(i); ZF='