基于matlab的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、課程設(shè)計(jì)論文基于MATLAB的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算             學(xué)院:電氣工程學(xué)院專(zhuān)業(yè):電氣工程及自動(dòng)化班級(jí):姓名:  學(xué)號(hào):目錄：一、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述4二、潮流計(jì)算方法概述421節(jié)點(diǎn)分類(lèi)4牛頓拉夫遜法概要5牛頓拉夫遜法迭代原理522.1 牛頓法的框圖及求解過(guò)程6三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)8題目原始數(shù)據(jù)8課程設(shè)計(jì)要求9四、初步分析9節(jié)點(diǎn)設(shè)置及分類(lèi)94.2 參數(shù)計(jì)算10等值電路繪制11五、潮流計(jì)算125.1 給定負(fù)荷下的潮流計(jì)算125.1.1 B1/B2矩陣的形成1

2、25.1.2 潮流調(diào)整及分析125.1.3 仿真比較145.2 變電所負(fù)荷變化時(shí)的潮流計(jì)算155.2.1 4個(gè)變電所負(fù)荷同時(shí)以2%的比例增大155.2.2 4個(gè)變電所負(fù)荷成比例2%下降175.2.3 1、4號(hào)負(fù)荷下降，2、3號(hào)負(fù)荷上升195.2.4 仿真比較20斷線潮流計(jì)算225.5.1 斷開(kāi)1、3節(jié)點(diǎn)間的一條支路225.3.2 斷開(kāi)1、5支路的一條線235.3.3 斷開(kāi)1、7支路的一條線255.3.4 斷開(kāi)2、9支路的一條線265.3.5 斷開(kāi)7、9支路的一條線285.3.6 仿真比較29六、潮流分析總結(jié)31七、心得體會(huì)33參考文獻(xiàn)：33附錄：34潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)摘要電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是研究電

3、力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種計(jì)算，它根據(jù)給定的運(yùn)行條件及系統(tǒng)接線情況確定整個(gè)電力系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)：各母線的電壓。各元件中流過(guò)的功率，系統(tǒng)的功率損耗等等。在電力系統(tǒng)規(guī)劃的設(shè)計(jì)和現(xiàn)有電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的研究中，都需要利用潮流計(jì)算來(lái)定量的分析比較供電方案或運(yùn)行方式的合理性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。此外，電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，所以潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)的一種重要的計(jì)算。潮流計(jì)算在數(shù)學(xué)上是多元非線性方程組的求解問(wèn)題，求解的方法有很多種，牛頓拉夫遜法是數(shù)學(xué)上解非線性方程組的有效方法，有較好的收斂性。本文應(yīng)用了電力系統(tǒng)潮流計(jì)算仿真軟件DDTR與利用程序計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，使計(jì)算的結(jié)

4、果更加準(zhǔn)確。利用成形的程序?qū)ο到y(tǒng)中出現(xiàn)的各種情況，例如負(fù)荷的變化以及線路上所發(fā)生的變化進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)母線上不滿(mǎn)足范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控，使得系統(tǒng)處于一個(gè)較穩(wěn)定的狀態(tài)。關(guān)鍵詞：牛頓拉夫遜法 MATLAB DDRTS 潮流計(jì)算 一、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，隨著用電負(fù)荷的變化和系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變，網(wǎng)絡(luò)中的損耗也將發(fā)生變化。要嚴(yán)格保證所有的用戶(hù)在任何時(shí)刻都有額定的電壓是不可能的，因此系統(tǒng)運(yùn)行中個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)電壓的偏移是不可避免的。為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，要進(jìn)行潮流調(diào)節(jié)。隨著電力系統(tǒng)及在線應(yīng)用的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成，為電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。它的發(fā)展主要圍繞這樣幾個(gè)方面：計(jì)

5、算方法的收斂性、可靠性；計(jì)算速度的快速性；對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的要求以及計(jì)算的方便、靈活等。 牛頓-拉夫遜法是數(shù)學(xué)中解決非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。在解決電力系統(tǒng)潮流計(jì)算問(wèn)題時(shí)，是以導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的，只要我們能在迭代過(guò)程中盡可能保持方程式系數(shù)矩陣的稀疏性，就可以大大提高潮流計(jì)算的效率。二、潮流計(jì)算方法概述21節(jié)點(diǎn)分類(lèi)常規(guī)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中一般具有三種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)：PQ、PV及平衡節(jié)點(diǎn)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)有四個(gè)變量，即注入有功功率、注入無(wú)功功率，電壓大小及相角。常規(guī)的潮流計(jì)算一般給定其中的二個(gè)變量：PQ節(jié)點(diǎn)（注入有功功率及無(wú)功功率），PV節(jié)點(diǎn)（注入有功功率及電壓的大?。?，平衡節(jié)點(diǎn)（電壓的

6、大小及相角）。第一類(lèi)稱(chēng)PQ節(jié)點(diǎn)：等值負(fù)荷功率PLi、QLi和等值電源功率PGi、QGi是給定的，從而注入功率P、Q是給定的，待求的則是節(jié)點(diǎn)電壓的大小Ui和相位角。屬于這類(lèi)節(jié)點(diǎn)的有按給定有功、無(wú)功率發(fā)電的發(fā)電廠母線和沒(méi)有其他電源的變電所母線。 第二類(lèi)稱(chēng)PV節(jié)點(diǎn)：等值負(fù)荷和等值電源的有功功率PLi、PGi是給定的，從而注入有功功率Pi是給定的。等值負(fù)荷的無(wú)功功率QLi和節(jié)點(diǎn)電壓的大小Ui也是給定的。待求的則是等值電源的無(wú)功功率QGi，從而注入無(wú)功功率Qi和節(jié)點(diǎn)電壓的相位角。有一定無(wú)功功率儲(chǔ)備的發(fā)電廠和有一定無(wú)功功率電源的變電所母線都可以作為PV節(jié)點(diǎn)。第三類(lèi)平衡節(jié)點(diǎn)：潮流計(jì)算時(shí)一般只設(shè)一個(gè)

7、平衡節(jié)點(diǎn)。等值負(fù)荷功率PLs、QLs是給定的，節(jié)點(diǎn)電壓的大小和相位也是給定的。擔(dān)負(fù)調(diào)整系統(tǒng)頻率任務(wù)的發(fā)電廠母線往往被選作為平衡節(jié)點(diǎn)。牛頓拉夫遜法概要牛頓拉夫遜法迭代原理已知一個(gè)變量X函數(shù)為： ，由適當(dāng)?shù)慕浦党霭l(fā)，根據(jù)：反復(fù)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)滿(mǎn)足適當(dāng)?shù)氖諗織l件就是上面方程的根。這樣的方法就是所謂的牛頓拉夫遜法。這一方法還可以做下面的解釋?zhuān)O(shè)第次迭代得到的解語(yǔ)真值之差，即的誤差為時(shí)，則：把在附近對(duì)用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)上式省略去以后部分的誤差可以近似由上式計(jì)算出來(lái)。比較兩式，可以看出牛頓拉夫遜法的休整量和的誤差的一次項(xiàng)相等。用同樣的方法考慮，給出個(gè)變量的個(gè)方程：對(duì)其近似解得修正量可以通過(guò)解下邊的方程來(lái)確定：式

8、中等號(hào)右邊的矩陣都是對(duì)于的值。這一矩陣稱(chēng)為雅可比（JACOBI）矩陣。按上述得到的修正向量后，得到如下關(guān)系這比更接近真實(shí)值。這一步在收斂到希望的值以前重復(fù)進(jìn)行，一般要反復(fù)計(jì)算滿(mǎn)足為預(yù)先規(guī)定的小正數(shù)，是第n次迭代的近似值。22.1 牛頓法的框圖及求解過(guò)程（1）用牛頓法計(jì)算潮流時(shí)，有以下的步驟：給這各節(jié)點(diǎn)電壓初始值；將以上電壓初始值代入公式，求修正方程的常數(shù)項(xiàng)向量 ；將電壓初始值在帶入上述公式，求出修正方程中系數(shù)矩陣的各元素。解修正方程式；修正各節(jié)點(diǎn)電壓，；將，在帶入方程式，求出；檢驗(yàn)是否收斂，即如果收斂，迭代到此結(jié)束，進(jìn)一步計(jì)算各線路潮流和平衡節(jié)點(diǎn)功率，并打印輸出結(jié)果。如果不收斂，轉(zhuǎn)回進(jìn)行下次迭

9、代計(jì)算，直到收斂為止。（2） 牛頓拉夫遜法計(jì)算程序框圖啟動(dòng)輸入原始數(shù)據(jù)形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣分解各節(jié)點(diǎn)初始電壓的實(shí)部和虛部迭代次數(shù)K=0求PQ節(jié)點(diǎn)的,，求PV節(jié)點(diǎn)的，置節(jié)點(diǎn)號(hào)i=0雅克比矩陣是否形成，i>n求得雅克比矩陣各元素增大節(jié)點(diǎn)號(hào)i=i+1把雅克比矩陣單位化求解修正方程，得，求解最大修正量，是否收斂 回帶各電壓新值，K=K+1計(jì)算輸出電壓大小及相角，節(jié)電功率及支路損耗停止否是否是三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)題目原始數(shù)據(jù)1.系統(tǒng)圖：兩個(gè)發(fā)電廠分別通過(guò)變壓器和輸電線路與四個(gè)變電所相連。變電所1變電所2變電所3變電所435kV母線10kV母線35kV母線10kV母線一次側(cè)電壓220kV一次側(cè)電壓220kV

10、母線1母線3母線2線路長(zhǎng)為100km線路長(zhǎng)為50km線路長(zhǎng)為90km線路長(zhǎng)為100km2*QFQ-50-22*QFS-50-2TQN-100-22*TQN-100-2。線路長(zhǎng)為80km。電廠一電廠二2、發(fā)電廠資料：母線1和2為發(fā)電廠高壓母線，發(fā)電廠一總裝機(jī)容量為（ 300MW ），母線3為機(jī)壓母線，機(jī)壓母線上裝機(jī)容量（100MW），最大負(fù)荷和最小負(fù)荷為50MW和20MW；發(fā)電廠二總裝機(jī)容量（200MW）。3、變電所資料：（一）變電所1、2、3、4低壓母線的電壓等級(jí)分別為：35KV 10KV 35KV 10KV（二）變電所的負(fù)荷分別為：60MW 50MW 40MW 60MW （三） 每個(gè)變電所的

11、功率因數(shù)均為cos=0.85；（四） 變電所1和變電所3分別配有兩臺(tái)容量為75MVA的變壓器，短路損耗414KW，短路電壓（%）=16.7；變電所2和變電所4分別配有兩臺(tái)容量為63MVA的變壓器，短路損耗為245KW，短路電壓（%）=10.5；4、輸電線路資料：發(fā)電廠和變電所之間的輸電線路的電壓等級(jí)及長(zhǎng)度標(biāo)于圖中，單位長(zhǎng)度的電阻為，單位長(zhǎng)度的電抗為，單位長(zhǎng)度的電納為。課程設(shè)計(jì)要求 1. 對(duì)給定的網(wǎng)絡(luò)查找潮流計(jì)算所需的各元件等值參數(shù)，畫(huà)出等值電路圖。2. 輸入各支路數(shù)據(jù)，各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)利用給定的程序進(jìn)行在變電所在某一負(fù)荷情況下的潮流計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。3. 跟隨變電所負(fù)荷按一定比例發(fā)生變化，

12、進(jìn)行潮流計(jì)算分析。1) 4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例增大；2) 4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例下降3) 1和4號(hào)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例下降，而2和3號(hào)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例上升；4. 在不同的負(fù)荷情況下，分析潮流計(jì)算的結(jié)果，如果各母線電壓不滿(mǎn)足要求，進(jìn)行電壓的調(diào)整。（變電所低壓母線電壓10KV要求調(diào)整范圍在9.5-10.5之間；電壓35KV要求調(diào)整范圍在35-36之間）5. 輪流斷開(kāi)支路雙回線中的一條，分析潮流的分布。（幾條支路斷幾次）6. 利用DDRTS軟件，進(jìn)行繪制系統(tǒng)圖進(jìn)行上述各種情況潮流的分析，并進(jìn)行結(jié)果的比較。 7. 最終形成課程設(shè)計(jì)成品說(shuō)明書(shū)。四、初步分析根據(jù)系統(tǒng)

13、圖可知此系統(tǒng)為兩端供電網(wǎng)路，為了潮流計(jì)算的完整性，將母線1，2設(shè)為節(jié)點(diǎn)1，2，將變電所1、2、3、4的高低壓側(cè)分別設(shè)為節(jié)點(diǎn)3、4、5、6、7、8、9、10。并且，將節(jié)點(diǎn)1設(shè)為平衡節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)2設(shè)為PV節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)設(shè)為PQ節(jié)點(diǎn)。則網(wǎng)絡(luò)共具有10個(gè)節(jié)點(diǎn)和9條支路。4.2 參數(shù)計(jì)算根據(jù)題目原始資料，計(jì)算發(fā)電廠、變壓器及線路的有名值參數(shù)。（1）運(yùn)用下列公式計(jì)算變壓器低壓側(cè)參數(shù)： （2）計(jì)算線路參數(shù) 將參數(shù)整理成如下表格：首端號(hào)末端號(hào)阻抗有名值電納有名值13151729340560780799100（3）變電所負(fù)荷分別為：變電所1 =60+j37.185 變電所2 =50+j變電所3 =40+j24.

14、790 變電所4 =60+j(4）計(jì)算變壓器分接頭變比變壓器有5個(gè)抽頭，電壓調(diào)節(jié)范圍為2*2.5%， 對(duì)應(yīng)的分接頭開(kāi)始時(shí)設(shè)變壓器高壓側(cè)接主接頭,降壓變壓器5個(gè)分接頭時(shí)變比K以備調(diào)壓時(shí)選用。 根據(jù)題目給定的參數(shù)和要求，手繪形成了網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖,并且在圖中標(biāo)注出了各參數(shù)和節(jié)點(diǎn)編號(hào)。j發(fā)電廠一1:k21:k31357468=0U=235P=200MW+j5455+j+j1:k1jj0.00025 jj0.00022 j發(fā)電廠二U=235j圖4.3 等值電路圖4.4計(jì)算方法利用牛頓拉夫遜法進(jìn)行求解，用MATLAB軟件編程，可以求解系統(tǒng)潮流分布。根據(jù)題目的不同要求對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器變比和發(fā)

15、電廠的電壓，求解出合理的潮流分布，最后用DDTRS進(jìn)行潮流分析，將兩者進(jìn)行比較。五、潮流計(jì)算 給定負(fù)荷下的潮流計(jì)算 B1/B2矩陣的形成根據(jù)所求參數(shù)，以及B1、B2矩陣的含義，列寫(xiě)B(tài)1、B2矩陣如下： 130e-4100150e-4100B1=17e-4100298.5+j20.1 0e-410034023111560231/111178023111796.8+j16.08 e-41009103.375e-3+j0.10083 0231/11110 0 235 0 1200 0 235 0 30 0 220 0 2B2=0 35 0 20 0 220 0 20 10 0 20 0 220 0

16、20 40+j24.78977 35 0 20 0 220 0 20 60+j37.18466 10 0 2 5.1.2 潮流調(diào)整及分析將編好的的程序(程序見(jiàn)附錄)輸入MATLAB中運(yùn)行，可以得到如下運(yùn)行結(jié)果:節(jié)點(diǎn)12345電壓235.0000235.0000230.241732節(jié)點(diǎn)678910電壓123210.6310由表觀察到節(jié)點(diǎn)4,6,8,10的電壓值都較正常范圍偏高，因此調(diào)節(jié)發(fā)電廠電壓和變壓器分接頭，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，使節(jié)點(diǎn)電壓均滿(mǎn)足要求，調(diào)節(jié)結(jié)果如下：調(diào)整過(guò)程：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231231231231第一次230230231231

17、231231第二次225225231231231231第三次225225231231231調(diào)整結(jié)果：電壓12345678910未調(diào)整第一次225.0410.52223221第二次225.00225.00219.833210.2722322 10.11第三次225.00225.00212272235.70222.911由上表觀察到，先后進(jìn)行發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)節(jié)和變壓器分接頭的調(diào)節(jié)使得節(jié)點(diǎn)4,6,8,10的節(jié)點(diǎn)電壓均在允許范圍內(nèi)。調(diào)節(jié)前后各支路損耗對(duì)比如下：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路(1,5)支路(1,7)支路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)

18、支路總損耗由此可以看出，隨著發(fā)電機(jī)端電壓的降低，網(wǎng)絡(luò)有功損耗逐漸增大，符合實(shí)際情況，而最終調(diào)節(jié)使得電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。調(diào)整后的各支路的功率如下表所示：各條支路的首端功率Si各條支路的末端功率Sj支路的末端功率加上支路損耗等于該支路的首段功率，符合實(shí)際情況。且得到各節(jié)點(diǎn)的功率 (節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)： -0.0000-0.0000i -0.5000-0.3099i -0.0000+0.0000i -0.4000-0.2479i 5.1.3 仿真比較由MATLAB得到電壓、功角和具體的潮流分布圖，調(diào)整好以后的數(shù)據(jù)如圖：在DDTRS中繪制出電路圖，仿真并進(jìn)行調(diào)節(jié)以后可以得到潮流分布圖：在用DDTRS繪

19、制的系統(tǒng)潮流分布圖中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓在調(diào)試之后均能滿(mǎn)足要求，均達(dá)到系統(tǒng)電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。將PSAT仿真得到的潮流圖中個(gè)點(diǎn)電壓的有名值與MATLAB計(jì)算得到的各節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行比較：電壓12345678910DDTRSMATLAB225.00225.00212272235.70222.911由上述比較可觀察到: 應(yīng)用DDTRS仿真和MATLAB計(jì)算的到的結(jié)果大致相同，可以認(rèn)為此潮流計(jì)算是正確的。5.2 變電所負(fù)荷變化時(shí)的潮流計(jì)算 5.2.1 4個(gè)變電所負(fù)荷同時(shí)以2%的比例增大由于各個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比例增大，所以此時(shí)的各負(fù)荷變?yōu)椋?變電所1 =61.2+j37.92835 變電所2 = 變電所3

20、=變電所4 =相應(yīng)的，B2矩陣變?yōu)椋?0 0 235 0 1200 0 235 0 30 0 220 0 2B2=0 35 0 20 0 220 0 20 10 0 20 0 220 0 20 35 0 20 0 220 0 20 10 0 2將原程序中的B2矩陣替換后，運(yùn)行并進(jìn)行調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后達(dá)到要求，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方法和結(jié)果見(jiàn)下表：調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231231231231調(diào)整后225225231231231調(diào)整結(jié)果： 電壓12345678910未調(diào)整235.00235.00調(diào)整后225.00225.00由上表觀察到，調(diào)節(jié)后的

21、電壓均在題目允許的范圍內(nèi)，對(duì)線路損耗進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功損耗，記錄于下表：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路46602-28.3064i(1,5)支路(1,7)支路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)支路總損耗由電壓和功率損耗可以觀察到，最后一次的電壓和有功損耗均符合題目要求，可認(rèn)為是合理的。具體的潮流分布如下：各條支路的首端功率Si各條支路的末端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：0.278 +1.0872i 2.0000-0.4257i 0 -0.000-0.0000i 4個(gè)變電所負(fù)荷成比例2%下降由于各個(gè)變電所的

22、負(fù)荷同時(shí)以2%的比例下降，所以此時(shí)的各負(fù)荷變?yōu)椋?變電所1 =58.8+j36.44097 變電所2 =變電所3 =變電所4 =相應(yīng)的，B2矩陣變?yōu)椋?0 0 235 0 1200 0 235 0 30 0 220 0 2B2=0 35 0 20 0 220 0 20 10 0 20 0 220 0 20 35 0 20 0 220 0 20 10 0 2將程序中的B2矩陣替換后，運(yùn)行并進(jìn)行調(diào)節(jié)，此系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后達(dá)到要求，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方法和結(jié)果見(jiàn)下表：調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231231231231調(diào)整后225225231231231調(diào)

23、整結(jié)果： 電壓12345678910未調(diào)整調(diào)整后由上表觀察到，調(diào)節(jié)后的電壓均在題目允許的范圍內(nèi)，對(duì)線路損耗進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功損耗，記錄于下表：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路(1,5)支路(1,7)支路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)支路總損耗由電壓和功率損耗可以觀察到，最后一次的電壓和有功損耗均符合題目要求，可認(rèn)為是合理的。具體的潮流分布如下：各條支路的首端功率Si各條支路的末端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：0.1954+1.0444i 2.0000-0.4488i -0.0000+0.0000i -0

24、.5880-0.3644i 0.0000+0.0000i -0.4900-0.3037i -0.0000+ -0.2429i 0.0000i - 1、4號(hào)變電所負(fù)荷成2%下降，2、3號(hào)變電負(fù)荷成2%上升此時(shí)的各負(fù)荷變?yōu)椋鹤冸娝? = 變電所2 = 變電所3 =變電所4 =相應(yīng)的，B2矩陣變?yōu)椋?0 0 235 0 1200 0 235 0 30 0 220 0 2B2=0 35 0 20 0 220 0 20 10 0 20 0 220 0 20 35 0 20 0 220 0 20 10 0 2將程序中的B2矩陣替換后，運(yùn)行并進(jìn)行調(diào)節(jié)，此系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后達(dá)到要求，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方法和結(jié)果見(jiàn)下表：調(diào)

25、節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231231231231調(diào)整后225225231231231調(diào)整結(jié)果： 電壓12345678910未調(diào)整調(diào)整后9由上表觀察到，調(diào)節(jié)后的電壓均在題目允許的范圍內(nèi)，對(duì)線路損耗進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功損耗，記錄于下表：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路(1,5)支路(1,7)支路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)支路總損耗由電壓和功率損耗可以觀察到，最后一次的電壓和有功損耗均符合題目要求，可認(rèn)為是合理的。具體的潮流分布如下：各條支路的首端功率Si各條支路的末

26、端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：0.2314+1.0657i 2.0000-0.4427i -0.0000+0.0000i -0.5880-0.3644i 0.0000+0.0000i 0.3161i -0.0000+0.0000i 0.2529i - 5.2.4 仿真比較負(fù)荷每次發(fā)生變化時(shí)相應(yīng)的修改DDTRS中電路的參數(shù)，仿真并進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以得到相應(yīng)的潮流分布圖，現(xiàn)于由MATLAB得到的潮流分布數(shù)據(jù)圖比較（以4個(gè)變電所負(fù)荷增加2%為例）：由MATLAB得到的數(shù)據(jù)圖：由DDTRS得到的潮流分布圖：在用DDTRS繪制的系統(tǒng)潮流分布圖中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓在調(diào)試之后均能滿(mǎn)足要求，均達(dá)到

27、系統(tǒng)電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。將PSAT仿真得到的潮流圖中個(gè)點(diǎn)電壓的有名值與MATLAB計(jì)算得到的各節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行比較：電壓12345678910DDTRSMATLAB225.00225.00由上述比較可觀察到: 應(yīng)用DDTRS仿真和MATLAB計(jì)算的到的結(jié)果大致相同，可以認(rèn)為此潮流計(jì)算是正確的。斷線潮流計(jì)算5.5.1 斷開(kāi)1、3節(jié)點(diǎn)間的一條支路當(dāng)斷開(kāi)1、3節(jié)點(diǎn)間的雙回線中的一條時(shí)時(shí)，B1矩陣的改變，B1矩陣變?yōu)椋?1 3 1 0 0 1 5 j0e-4 1 0 0B1= 1 7 je-4 1 0 0 2 9 8.5+j20.1 je-4 1 0 0 3 4 0 1 1 5 6 0 231/11 1 1 7

28、 8 0 1 1 7 9 6.8+j16.08 je-4 1 0 0 9 10 3.375e-3+j0.10083 0 231/11 1 1用修改后的B1矩陣帶入程序，用MATLAB進(jìn)行潮流計(jì)算并進(jìn)行調(diào)整，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方法和結(jié)果見(jiàn)下表：調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231231231231調(diào)整后225225220231231231調(diào)整結(jié)果： 電壓12345678910未調(diào)整調(diào)整后由上表觀察到，調(diào)節(jié)后的電壓均在題目允許的范圍內(nèi)，對(duì)線路損耗進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功損耗，記錄于下表：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路(1,5)支路(1

29、,7)支路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)支路總損耗由電壓和功率損耗可以觀察到，最后一次的電壓和有功損耗均符合題目要求，可認(rèn)為是合理的。具體的潮流分布如下：各條支路的首端功率Si各條支路的末端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：0.2480+2i 2.0000-0.4373i -0.0000-0.0000i -0.6000-0.3718i -0.0000-0.0000i -0.500 -0.3099i -0.0000+0.0000i -0.4000-0.2479i 0.0000+ 5. 斷開(kāi)1、5支路的一條線當(dāng)斷開(kāi)1、5節(jié)點(diǎn)間的雙回

30、線中的一條時(shí)時(shí)，B1矩陣的改變，B1矩陣變?yōu)椋? 3 8.5+j20.1 j0e-4 1 0 01 5 8.5+j20.1 j0e-4 1 0 0B1=1 7 je-4 1 0 02 9 8.5+j20.1 je-4 1 0 03 4 0 1 1 5 6 0 231/11 1 17 8 0 1 17 9 6.8+j16.08 je-4 1 0 0910 3.375e-3+j0.10083 0 231/11 1 1用修改后的B2矩陣帶入程序，用MATLAB進(jìn)行潮流計(jì)算并進(jìn)行調(diào)整，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方法和結(jié)果見(jiàn)下表：調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231

31、231231231調(diào)整后225225231231231調(diào)整結(jié)果： 電壓12345678910未調(diào)整5調(diào)整后由上表觀察到，調(diào)節(jié)后的電壓均在題目允許的范圍內(nèi)，對(duì)線路損耗進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功損耗，記錄于下表：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路(1,5)支路(1,7)支路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)支路總損耗由電壓和功率損耗可以觀察到，最后一次的電壓和有功損耗均符合題目要求，可認(rèn)為是合理的。具體的潮流分布如下：各條支路的首端功率Si各條支路的末端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：+1.1448i -0.4373i +

32、0.0000i -0.6000-0.3718i -0.0000+-0.5000-0.3099i 斷開(kāi)1、7支路的一條線當(dāng)斷開(kāi)1、7節(jié)點(diǎn)間的雙回線中的一條時(shí)時(shí)，B1矩陣的改變，B1矩陣變1 3 8.5+j20.1 j0e-4 1 001 5 4.25+j10.05 j0e-4 1 001 7+j je-4 1 00B1=2 9 8.5+j20.1 je-4 1 003 4 0 1 1 5 6 0 231/11 1 17 8 0 1 17 9 6.8+j16.08 je-4 1 00910 3.375e-3+j0.10083 0 231/11 1 1用修改后的B2矩陣帶入程序，用MATLAB進(jìn)行潮

33、流計(jì)算并進(jìn)行調(diào)整，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方法和結(jié)果見(jiàn)下表：調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231231231231調(diào)整后225225231231231調(diào)整結(jié)果：電壓12345678910未調(diào)整調(diào)整后由上表觀察到，調(diào)節(jié)后的電壓均在題目允許的范圍內(nèi)，對(duì)線路損耗進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功損耗，記錄于下表：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路(1,5)支路(1,7)支路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)支路總損耗由電壓和功率損耗可以觀察到，最后一次的電壓和有功損耗均符合題目要求，可認(rèn)為是合理的。具體的潮流

34、分布如下：各條支路的首端功率Si各條支路的末端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：-0 斷開(kāi)2、9支路的一條線當(dāng)斷開(kāi)2、9節(jié)點(diǎn)間的雙回線中的一條時(shí)時(shí)，B1矩陣的改變，B1矩陣變?yōu)? 3 8.5+j20.1 j0e-4 1 0 01 5 4.25+j10.05 j0e-4 1 0 0B1=1 7 je-4 1 0 02 9 je-4 1 0 03 4 0 1 1 5 6 0 231/11 1 17 8 0 1 17 9 6.8+j16.08 je-4 1 0 0910 3.375e-3+j0.10083 0 231/11 1 1用修改后的B2矩陣帶入程序，用MATLAB進(jìn)行潮流計(jì)算并

35、進(jìn)行調(diào)整，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方法和結(jié)果見(jiàn)下表：調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231231231231調(diào)整后225225231231231調(diào)整結(jié)果：電壓12345678910未調(diào)整調(diào)整后由上表觀察到，調(diào)節(jié)后的電壓均在題目允許的范圍內(nèi)，對(duì)線路損耗進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功損耗，記錄于下表：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路(1,5)支路(1,7)支路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)支路總損耗由電壓和功率損耗可以觀察到，最后一次的電壓和有功損耗均符合題目要求，可認(rèn)為是合理的。具體的潮流分布如下

36、：各條支路的首端功率Si各條支路的末端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：0.3107+1.2647i 2.000 -0.3130i -0.0000+0.0000i 0.3718i -0.0000- -0.0000+0.0000i -0.4000-0.2479i -0.0000+0.0000i 5. 斷開(kāi)7、9支路的一條線當(dāng)斷開(kāi)2、9節(jié)點(diǎn)間的雙回線中的一條時(shí)時(shí)，B1矩陣的改變，B1矩陣變?yōu)椋? 3 8.5+j20.1 j0e-4 1 0 01 5 4.25+j10.05 j0e-4 1 0 01 7 je-4 1 0 0B1=2 9 j0e-4 1 0 03 4 0 1 1 5 6

37、 0 231/11 1 17 8 0 1 17 9 je-4 1 0 0910 3.375e-3+j0.10083 0 231/11 1 1用修改后的B2矩陣帶入程序，用MATLAB進(jìn)行潮流計(jì)算并進(jìn)行調(diào)整，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方法和結(jié)果見(jiàn)下表：調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法發(fā)電廠一發(fā)電廠二分接頭一分接頭二分接頭三分接頭四未調(diào)整235235231231231231調(diào)整后225225231231231調(diào)整結(jié)果：電壓12345678910未調(diào)整調(diào)整后由上表觀察到，調(diào)節(jié)后的電壓均在題目允許的范圍內(nèi)，對(duì)線路損耗進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功損耗，記錄于下表：功率損耗未調(diào)整調(diào)整后(1,3)支路(1,5)支路(1,7)支

38、路(2,9)支路(3,4)支路(5,6)支路(7,8)支路(7,9)支路(9,10)支路總損耗由電壓和功率損耗可以觀察到，最后一次的電壓和有功損耗均符合題目要求，可認(rèn)為是合理的。具體的潮流分布如下：各條支路的首端功率Si各條支路的末端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：0.2658+1.1276i 000-0.3190i -0.5000-0.3099i 5.3.6 仿真比較線路每次發(fā)生變化時(shí)相應(yīng)的修改DDTRS中電路的線路參數(shù)，仿真并進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以得到相應(yīng)的潮流分布圖，現(xiàn)與由MATLAB得到的潮流分布數(shù)據(jù)圖比較（以斷開(kāi)2、9節(jié)點(diǎn)間的支路為例）：由MATLAB得到潮流數(shù)據(jù)圖：由DDT

39、RS得到潮流分布圖：在用DDTRS繪制的系統(tǒng)潮流分布圖中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓在調(diào)試之后均能滿(mǎn)足要求，均達(dá)到系統(tǒng)電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。將PSAT仿真得到的潮流圖中個(gè)點(diǎn)電壓的有名值與MATLAB計(jì)算得到的各節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行比較。電壓12345678910DDTRSMATLAB由上述比較可觀察到: 應(yīng)用DDTRS仿真和MATLAB計(jì)算的到的結(jié)果大致相同，可以認(rèn)為此潮流計(jì)算是正確的。六、潮流分析總結(jié)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)的最基本、最常用的分析計(jì)算。用以研究系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中提出的各種問(wèn)題。對(duì)規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過(guò)潮流計(jì)算可以檢驗(yàn)所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿(mǎn)足各種運(yùn)行方式的要求；對(duì)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，通過(guò)潮流計(jì)算可以預(yù)知各種負(fù)

40、荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會(huì)不會(huì)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?xún)?nèi)，系統(tǒng)中各種元件(線路、變壓器等)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷時(shí)應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施等。電壓是衡量電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。電壓過(guò)高或過(guò)低，都將對(duì)人身及其用電設(shè)備產(chǎn)生重大的影響。保證用戶(hù)的電壓接近額定值是電力系統(tǒng)調(diào)度的基本任務(wù)之一。當(dāng)系統(tǒng)的電壓偏離允許值時(shí)，電力系統(tǒng)必須應(yīng)用電壓調(diào)節(jié)技術(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓的大小，使其維持在允許值范圍內(nèi)。電力系統(tǒng)調(diào)壓措施中，常用的調(diào)壓手段有：借改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、改變變壓器的變比、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的添加等。1.改變發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓對(duì)于電力系統(tǒng)，調(diào)節(jié)電壓首先要考慮改變機(jī)端電壓，其是

41、最經(jīng)濟(jì)最直接的調(diào)壓措施。適用于出廠母線附近沒(méi)有其他的用電設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，調(diào)壓范圍在0.951.05Un之間。由于該調(diào)壓措施的調(diào)壓范圍比較窄及上述數(shù)據(jù)分析可知，各變電所的電壓均偏高，若降低機(jī)端電壓，在此時(shí)的負(fù)荷條件下可滿(mǎn)足個(gè)別變電所的電壓要求，但出廠母線電壓均降到220KV以下，是系統(tǒng)運(yùn)行在低于額定電壓等級(jí)狀況下,在系統(tǒng)的負(fù)荷發(fā)生改變時(shí),在某些幾點(diǎn)處的電壓會(huì)驟然下降,引起系統(tǒng)的癱瘓,造成大面積停電.2.改變變壓器的變比現(xiàn)代電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中所常用的變壓器多為有載變壓器，能在有載條件下進(jìn)行調(diào)節(jié)，不需退出運(yùn)行就能改變變比。用變壓器調(diào)壓的前提是必須保證系統(tǒng)的無(wú)功功率充足。有上述的數(shù)據(jù)分析，當(dāng)調(diào)節(jié)機(jī)端電壓不能滿(mǎn)足

42、各個(gè)變電所的電壓要求時(shí)，若個(gè)別變電所電壓偏高，則升高變壓器的變比；若個(gè)別變電所電壓偏低，則降低變壓器的變比，通常可以達(dá)到調(diào)壓要求。3.無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的添加 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的添加常見(jiàn)的有：串聯(lián)電抗器、并聯(lián)電容器、調(diào)相機(jī)等。對(duì)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電壓調(diào)整，常在變電所添加調(diào)相機(jī)、電容器等設(shè)備。雖然通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償可以滿(mǎn)足要求，但其成本投入比較大，造價(jià)高。 此調(diào)壓的方案沒(méi)有充分考慮兩個(gè)變電所均衡承擔(dān)負(fù)荷的問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)電廠二滿(mǎn)載運(yùn)行，而發(fā)電廠一功率過(guò)小，負(fù)荷分配不均從而導(dǎo)致網(wǎng)損略大，沒(méi)有充分契合系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 七、心得體會(huì)從本次電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)計(jì)算在不同的負(fù)荷下各支路節(jié)點(diǎn)潮流分布的變化，分析負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，對(duì)電壓，功率的影響，我們掌握了常用的調(diào)整電壓的措施，鍛煉了自己實(shí)際操作分析能力。使我在潮流計(jì)算、MATLAB的使用方面均有所提高，但也暴露出了一些問(wèn)題；理論知識(shí)的儲(chǔ)備還是不足，對(duì)MATLAB的