基于matlab的潮流計算

1、課程設計任務書第學期學院：信息商務學院專業(yè)：電氣工程及其自動化學生姓名：學號課程設計題目：基于MATLAB的潮流計算起迄日期：月日月日課程設計地點：電氣工程系工程實驗室指導教師：系主任：課程設計任務書1設計目的:利用MATLAB/SIMULINK仿真軟件，搭建多電壓等級電力網絡潮流計算模型。掌握各種潮流計算方法，掌握MATLAB/SPS工具箱使用方法及其在潮流計算中的應用。2設計內容和要求（包括原始數(shù)據、技術參數(shù)、條件、設計要求等）：MATLAb作為先進的仿真軟件，在電力系統(tǒng)潮流訐算方面，尤其是矩陣運算上具有突出的優(yōu)秀性。本設計要求利用MATLAB編寫程序，輸入數(shù)據并完成潮流分布計算。原始數(shù)據

2、，如圖所示110kV環(huán)形電力網絡1150°LJT50125+jl8MVA64.285km3LGI-95LGI-15053-33km47-62km線路導線型號r(Q/km)x(Q/km)c(F/100km)長度（km）L12LGJ-1500.210.4160.87147.62L13LGJ-1500.210.4160.87164.285L23LGJ-950.3320.4290.84453.333.設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書（論文）、圖紙、實物樣品等:課程設計任務書4.主要參考文獻：要求按國標GB771487文后參考文獻著錄規(guī)則書寫，例：1傅承義，陳運泰，祁貴中地球物

3、理學基礎北京：科學出版社，19855.設計成果形式及要求:6.工作計劃及進度:1引言潮流計算是電力系統(tǒng)最基本最常用的計算。根據系統(tǒng)給定的運行條件，網絡接線及元件參數(shù)，通過潮流計算可以確定各母線的電壓（幅值和相角），各支路流過的功率，整個系統(tǒng)的功率損耗。潮流計算是實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經濟發(fā)供電的必要手段和重要工作環(huán)節(jié)。因此，潮流計算在電力系統(tǒng)的規(guī)劃計算，生產運行，調度管理及科學計算中都有著廣泛的應用。潮流計算在數(shù)學上是多元非線性方程組的求解問題，牛頓拉夫遜Newton-Raphson法是數(shù)學上解非線性方程組的有效方法，有較好的收斂性。運用電子計算機計算一般要完成以下幾個步驟：建立數(shù)學模型，確定解算方

4、法，制訂計算流程，編制計算程序。1.1 設計任務與要求利用MATLAB/SIMULINK仿真軟件，搭建多電壓等級電力網絡潮流計算模型。掌握各種潮流計算方法，掌握MATLAB/SPS工具箱使用方法及其在潮流計算中的應用。MATLAB作為先進的仿真軟件，在電力系統(tǒng)潮流計算方面，尤其是矩陣運算上具有突出的優(yōu)秀性。本設計要求利用MATLAB編寫程序，輸入數(shù)據并完成潮流分布計算。1.2 實用價值與理論意義在電力系統(tǒng)的正常運行中，隨著用電負荷的變化和系統(tǒng)運行方式的改變，網絡中的損耗也將發(fā)生變化。要嚴格保證所有的用戶在任何時刻都有額定的電壓是不可能的，因此系統(tǒng)運行中個節(jié)點出現(xiàn)電壓的偏移是不可避免的。為了保證

5、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，要進行潮流調節(jié)。隨著電力系統(tǒng)及在線應用的發(fā)展，計算機網絡已經形成，為電力系統(tǒng)的潮流計算提供了物質基礎。電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)分析計算中最基本的內容，也是電力系統(tǒng)運行及設計中必不可少的工具。根據系統(tǒng)給定的運行條件、網絡接線及元件參數(shù)，通過潮流計算可以確定各母線電壓的幅值及相角、各元件中流過的功率、整個系統(tǒng)的功率損耗等。潮流計算是實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全經濟發(fā)供電的必要手段和重要工作環(huán)節(jié)，因此潮流計算在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設計、生產運行、調度管理及科學研究中都有著廣泛的應用。它的發(fā)展主要圍繞這樣幾個方面：計算方法的收斂性、可靠性；計算速度的快速性；對計算機存儲容量的要求以及計算的方便、靈

6、活等。2設計過程2.1設計原理在電力網中功率由兩個方向流入的節(jié)點稱為功率分點，并用和分別表示有功功率和無功功率分點。在不計功率損耗求出電力網功率分布之后，想像在功率分點（節(jié)點網絡等值電路如圖1將網絡解開，使之成為兩個開式網絡。VU=云Q3怎=1了7+亞己8陽日73z2i-13,5.i26.74£56LZ31=10.0+J1S0992Se=£0+J15MVA5i=25+J1BMVA由基爾霍夫電壓定律和電流定律可計算得:II3221121+131T(Z+Z+ZIIa=21312321Z+Z+Z322131T1ZI+(z+ZXIb=32232211Z+Z+Z322131為了求取網

7、絡中的功率分布，可以采用近似的算法，先忽略網絡中的功率損耗，都用相同的電壓卩計算功率，令卩=VNZO°,認為SVNf,對上式的各量取其共軛值，然后全式乘以VN,便得：c(Z+Z)S)+ZSS=21312311aZ+Z+Z312131cZ(S)+(z+Z)SS=32232211bZ+Z+Z322131常規(guī)的電力系統(tǒng)潮流計算中一般具有三種類型的節(jié)點：PQ、PV及平衡節(jié)點。一個節(jié)點有四個變量，即注入有功功率、注入無功功率，電壓大小及相角。常規(guī)的潮流計算一般給定其中的二個變量：PQ節(jié)點（注入有功功率及無功功率），PV節(jié)點（注入有功功率及電壓的大?。胶夤?jié)點（電壓的大小及相角）。PV節(jié)點：注

8、入有功功率P為給定值，電壓也保持在給定值。PQ節(jié)點：有功和無功功率為給定值。平衡節(jié)點：用來平衡全網的功率。平衡節(jié)點的電壓大小和相位是給定的，通常以它的相角為參考量，取其相角為零。一個獨立的電網中只設一個平衡節(jié)點。2.2 設計流程圖輸出2.3仿真參數(shù)設置請輸入節(jié)點數(shù):n=3請輸入支路數(shù):nl=3請輸入平衡母線節(jié)點號：isb=l請輸入誤差精度:pr=0.0001請輸入由各支路參數(shù)形成的矩陣:B1=120.10+0.19j010;230.17+0.22j010;130.13+0.26j010請輸入各節(jié)點參數(shù)形成的矩陣:B2=00.25+0.18j11.0302;00.2+0.15j1.0251.03

9、02;001.031.0313導納矩陣丫=3.7077-7.1984j-2.1692+4.1215j-1.5385+3.0769j-2.1692+4.1215j4.3684-6.9675j-2.1992+2.8461j-1.5385+3.0769j-2.1992+2.8461j3.7377-5.9230j迭代次數(shù)3沒有達到精度要求的個數(shù)330各節(jié)點的實際電壓標么值E為（按節(jié)點號從小到大排列）：1.00000.9853-0.0257i1.0293-0.0382i各節(jié)點的電壓大小V為（按節(jié)點號從小到大排列）：1.00000.98571.0300各節(jié)點的電壓相角時Shita為（按節(jié)點號從小到大排列）

10、:0-1.4930-2.1234各節(jié)點的功率S為（按節(jié)點號從小到大排列）：0.2101-0.1440j-0.2000-0.1500j0.0000+0.3107j各條支路的首端功率Si為（順序同輸入B1時一樣）：0.1377+0.0048j-0.0642-0.1488j0.0724-0.1488j各條支路的末端功率Sj為（順序同輸入B1時一樣）：-0.1358-0.0012j0.0688+0.1547j-0.0688+0.1560j各條支路的功率損耗DS為（順序同輸入B1時一樣）：0.0019+0.0036j0.0046+0.0059j0.0036+0.0071j3仿真3.1仿真過程XI運行ch

11、aoliu.m程序，然后matlab命令框里會出現(xiàn)然你輸入節(jié)點數(shù)3、線路數(shù)3等等的數(shù)據，輸出結果。目UTLAfiEditorFileF:chaoliu.mis.notfoundinthecurrentdirectotorontheMATLABpath.Torunthis-'fileelectoneofthelollowirg令ChangeMATLABcurrentC_Adddirector,totheiopoftheMATLABpathAddciirectar.tothebottomofihe帕ATLABpath確亙|撤消3.2仿真程序1 肪牛輛拉夫遜法遊行珮馮計底2 -n=input

12、'語對入節(jié)點煞：n=>3 -nl=inputC：nl-").1-i5b=npvlC平備號撫豈點母u曲衆(zhòng)>:5 -ptsinput謫輸入晨蓋菇庭：pr")；6 -町=mputf請輔入由咎支踣爹數(shù)羽成的拒P5：B1J；-B釦mp哦丁請舗入備節(jié)點璧毅形域的柜眸:BA'):3-V=z*ros(ft):«=3eros(l?n).fsiersd；口1:屮I!*r0.9 -OxtrosUil):5i-zeroa(nl':10 -fori=l?nl11 -ifBHi,6iQ|12 -p=5l(i3l):2)113 亠clsp-Bt(if2);q

13、£lCij1);14 -end15 §Y熱城孑g；範T/(Bl鑄那沖仏期;16 -Y(q>p)=Ya>:17 -Y(q>+l./<B1(ij3*31(i,SZHEUt,4L/2;18 -二酎十】JBIG,計十BMi異人曲：泊-nd20 搐導楓矩降的卓鋼21 -dispC納拒臟化)；2223242526272829303132333435363738394041424344454647益49SCSI5253545556575S596061disp(Y):G=real(Y>:B=inag(Y):foei=ltne(i)=real(B2(i,3):f

14、(i)=iwg(B2(i,3):¥(1)=52(4);end一fori=l:n-B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5):- end- P=real(5>:Q-inac(S);- ICI1=O:II2=1:NO=2tn:N=HQ+i；a=0:-Ewhile112=0- 112=0:a=a+l:- 亍fori=l:n- ifi*"=isb- C(i)=0；- D(i)=0;- forj1=1:n- C(i)=CdJH-d,jl)*e(jl)-B(i,jl)rf(jl);- D.(i)=D(iJ+CCi,jl)(i?jL)*e(jl):一end一PL=C(i)*e(i)

15、+f(i)«D(i):一Ql-f(i>*C(i)-D(i)*e(i):一V2=e(i)*2+f(i)*2：- ifB2(i,6)=3- DP二P(i)-PL;- DQ二QPL：- forj1=1:n ifjlisbtjli- XL=-C(i;jjl)*£(i): X2=B(i1)*c(i)-G(i,jl)<f(i):一X3=X2;- XQAX1： p=2*i-l:4=23l-l：1(Bq)=X3:Kp,N)=DQ:- m-p+1:- J(ft,q)=Xl.J(m,H)=DP:«=Q*1：J(P,Q)=X4:J(r,q)=X2：- elseifjl12-

16、vW1HICi)IGpi)盍(i)IBpi)興f(i)-«2HID(i)+BQi)盍(i)IG(LiTf(i二Ms(i)+tdFi)盍(i)GFi)巨(i二X4HIC(i)*+Gpi)盍(i)十Bpirf(i)-p=2?.1-q=2*j1rIpq¥x3MpNrDQSHP十一-.1FqrxrHFNjhdpEHq+lM(PJeMX4-MFq)HW2-end.endelseDPHF(iTF二DVHVG二2v!?-O-券jE“nIfjIfisb般jlHiXIHGPjlreEIBFjlTf(i)X2H:B(Ljl)畫(i)IG(iL.l)哭f(i二X53Kgp=2興i1-q"

17、;2著jllM(PJq)HX5M(PJNHD<Jn=p+二.13qnxlM(mN)HKPEHq+lM(pyeHX6MFqnwr0elseifjlHH&jIfisbX1HIC(i)IGri)誥(i)IBpivf(i二x2HDG)+B(iH.ve(i)GFm)-X5UI2興e(i)-X6U2沃f(i二p=2i7q"2.l1乙(?q)=K5ayNnD<mHP+l-IFqnxrrIFNHDTqHQ+rIpqHx®IFqrM!?endende-Mk=3sQkHk+1»lHm9:9S爼Ig-IIT(kA2nJ(k2)、J(rk=end.T(rJSz-H計k

18、二for1J3=34fok片ZHklmlyG3J2)川J(k3=2TJ23J)Kr(kJ2?reBdcn1G810911011111211311411511611711811912012112212312412512612712812913013113213313413513613713S139140141142143144145146147148149150151- J(k3,lc)=0;- *n.d- ifk=N0,break:end-fork3=kl;N0- fork2=khNl- T(k3,k2)=J<k3,k2)-J(k3,k)*J(k>k2):- end- J(k3,l

19、t)=0:- end- else- fork3=kl!lI0-Efork2=kl:Nl- J(k3，k2)=J<k&k2)-J(k3，k)<T(k»k2);- end一J(k3,k)=0;一end一end_|end一Elfork=3:2:N0-l一L=(k+l)./2:一e(L)丸(L>-J(kjN);«kl=k+l;一end-Efork=3;N0- DEr=abs<J(k,N):一辻DET>=pr- 112=112+1:- end- end- ICI2(a)=IT2:- ICU=ICTl+l;- end%用鬲斯消去法-W=-J4VW-

20、 d】spf送代次數(shù))；di£p(ICTl):- dispC沒有達到精度要求的個魏)；- disp(ICr2):一Ffork=l;n.一V(k)=sqrt(e(k)*2+f(k)-2):- shita(k)=atan(f(k)./e(k)«130/pi;- E<k)=e(k?+f(k)M；一end- dispC各節(jié)點的實際電壓標么值E為，節(jié)點號從小到犬排列):152 一153 一154 一155 一156 一157 一156一159 一160 一161一162一163 -164 一165 一166 一167 一168 一169 一170 一171 一172 -173

21、一174 一175 一176 一177 一178 一disp(E)；disp苔節(jié)點的電壓犬小啖K節(jié)點號從小到大排列r)：disp(V);dispC各節(jié)點的電壓相角時shita>n(節(jié)點號從小至I丸排列)T;disp(shita);forp=1:nC(p)=0.forq=1:nC(p)=C(p)onj(Y(p,q)*conj(E(q);endS(p)=E(p)吃(p);end.dispC各節(jié)點的功率S為I節(jié)點號川小到犬排列）/）;disp（S）;dispC各條支路的首端功率Sl藥（順序同您輸入B1時一樣）/）;ifBl(x>罰=0P=B1(ij11;q=Bl(ij2;elsep=El

22、(i,2);q=Bl(i,);endSi(Pjq)-E(p)*(conj(E(p>>*conj(Bl(i,4)./2)4-(ccnj(E(p)*Bl(i,E>>-conj(E(q)>'*cdisp(Si(pjq)j;?nddisp（J各條支路的末端功率S偽（順序同您輸入Bl時一樣）:fori-l:nlifBl(l,6)=0P=B1(ij1);q=El(i,2);cnj(1./(El(i,3*B1(i,E>>):179一13一151 一152 -153 一154 一1西一1S6一1ST一1B3-1B3_190 _191 一192 一p=Ela21

23、.q=01：.endtq)*(conjfEtq)*conj(Bl<i.41./2)+ganjtHg./Bl(i,5)-conjdisp(Sj(clb).-enddispi'各粲支路的功奉帳耗咂帛冋您輸入E1時一樣)：'):ter:=:nlifBLu6)=0jFSlti.1)q注1CLR:Zsep=E1iij2)i=BL(ij1)：end璇=筮虬q>Sj(q,p);disp(DS(i);Lend3.3仿真結果ndowHelpdCurrentfolder:C:U5er5AdministratcrDe5ktopchdoJiuji_5uartCommandWindowt&#

24、39;NewtoMATLAB?WatchthisYiduo.seeCumgorreadC巴ttinpfxontheactivesettlesdxop-downlistFoxnotexnfocnation*seeHelp.Clickhereifyoudonotwanttoseethisxssageaain.ifl給入節(jié).tt：n=3演縊入5fe8it：Rl=3苗嶄入年侖碼線書氐號:hb=】iS觀入i?Sff®：pr=0.OOOl話輸入085路乞井形龐的拒閃汨2【】20.104-0.191010：230.17*0.221010.130.1340.281010J踴入各葦點多數(shù)影威的矩P4;

25、B2=0025乜】毗11.0302;00訊.1.0251202.001.031.0313寫納矩0皿3.7077-2.1592+-1.5385個送代次址3浚有迭郢軒冬要求的個數(shù)3307.19841-2.189244.121614.)2)514.3084-5.907513.07691-2.1992*2.8A6H-1.5385+3.07691-2.1992+2.840113.7377-5.92301谷節(jié)的買燈電任標么脈為得臣號M小到大排列:1.00000.9853-0.02571.0293-0.03821WorkspaceXSelectdata*NameValue12ETPQ£V8BIBi

26、cODDIDIiDdeckmm.lgmmmlnmmm7.1984.4.1215.3.0.*<3x6double><3x6double*(0.21010.1440i,-0(0,0.1574.0.7279)3.7064c-05-1.6797e-05-3.1316e-05(0.00190.0036i.02.9701e-06(1.00004o.oooolo(3.7077.-2J692.-1.!3CommandHistoryw口CX00.2&+0.18111.0302:j-00.2-0.L5i1.0251.0302:001.031.0313】占箕一13-426下牛328K：-3

27、：-li-0.000：-L20.10K>.19i0L0.230.17+0.22100.】30.130.26i010ndowtjdp1U囪CurrentFolder：1C:U$er$AdminisVator0e$ktopchaoJiuJLu3niindawJjelp曹|GjrreMFolder：C:_Ue；昭店dm亦貼衣0110«曲呵出自0無1_弘加菩節(jié)占的電StSft時汕it亂:節(jié)占號從小劉光粋刊）sQ-L.493Q-2,LZ3e各節(jié)白的功奉5為f書白號從小到衣特列）:Ou2101-0.L-J-iai-Qu200D-QuLSOQiQOQO+Q.3JQ71各殺安路的甘嵩切鞏血対t液帛同您轉入:BL時一祥1;aL377+0.oaii-0.0fi43-0.Ljaai0.072a-0.LaaaidoublecDDEDPgmDVEGICTdouWe0,2101-0,144.0.M574,<i,727?m+DS4亡-M-L6797e-35-1131