基于MATLAB的電力系統(tǒng)復(fù)雜潮流分析課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、 PAGE47 / NUMPAGES47科技大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計(jì)題 目：基于MATLAB的電力系統(tǒng)復(fù)雜潮流分析學(xué)生：建峰學(xué) 號(hào)：1167130207專 業(yè)：電氣工程與其自動(dòng)化班 級(jí)：電氣20112班指導(dǎo)教師：景霞摘要電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電網(wǎng)分析的基礎(chǔ)應(yīng)用，是對(duì)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(jì)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(jì)算。MATLAB是一種交互式、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)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(guò)建立矩陣的修正方程來(lái)依次迭代，逐步逼近真值來(lái)計(jì)算出電力網(wǎng)的電壓，功率分布。PQ

2、分解法是極坐標(biāo)形式牛頓-拉潮流計(jì)算的一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法，。PQ分解法通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)具體特點(diǎn)的分析，對(duì)牛頓法修正方程式的雅可比矩陣進(jìn)行了有效的簡(jiǎn)化和改進(jìn)。由于這些簡(jiǎn)化只涉與修正方程式的系數(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(huì)降低計(jì)算結(jié)果的精度。用手算和計(jì)算機(jī)算法對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。使用MATLAB軟件進(jìn)行編程，在很大程度上節(jié)省了存，減少了計(jì)算量。通過(guò)對(duì)本題計(jì)算我們了解了一些工程計(jì)算和解決工程問(wèn)題的方法。關(guān)鍵詞：潮流計(jì)算，PQ分解法，MATLAB Electrical power system complex tidal current analysis based on MATLABPowe

3、r 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 power system boundary conditions, to determine th

4、e 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 the establishment of matrix iterative equation

5、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 method adopted by the specific characteristics of th

6、e 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 convergence criterion, because the results will

7、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, the PQ decomposition method, MATLAB目錄 TOC o 1-3 h

8、 z u HYPERLINK l _Toc376010692科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 PAGEREF _Toc376010692 h 5HYPERLINK l _Toc376010693第一章引言 PAGEREF _Toc376010693 h 7HYPERLINK l _Toc3760106941.1 研究背景與意義 PAGEREF _Toc376010694 h 7HYPERLINK l _Toc3760106951.2潮流計(jì)算的意義 PAGEREF _Toc376010695 h 8HYPERLINK l _Toc3760106961.3電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析潮流計(jì)算總結(jié) PAGEREF _To

9、c376010696 h 9HYPERLINK l _Toc3760106971.4 MATLAB的概述 PAGEREF _Toc376010697 h 9HYPERLINK l _Toc376010698第二章理論計(jì)算 PAGEREF _Toc376010698 h 11HYPERLINK l _Toc3760106992.1 P-Q法潮流計(jì)算的基本步驟 PAGEREF _Toc376010699 h 11HYPERLINK l _Toc3760107002.2 PQ分解法潮流計(jì)算流程圖 PAGEREF _Toc376010700 h 12HYPERLINK l _Toc3760107012

10、.3 兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算 PAGEREF _Toc376010701 h 13HYPERLINK l _Toc376010702第三章程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376010702 h 18HYPERLINK l _Toc3760107033.1 設(shè)計(jì)流程 PAGEREF _Toc376010703 h 18HYPERLINK l _Toc37601070432 程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376010704 h 18HYPERLINK l _Toc3760107053.3 程序運(yùn)行結(jié)果 PAGEREF _Toc376010705 h 22HYPERLINK l _Toc376

11、010706第四章設(shè)計(jì)感想 PAGEREF _Toc376010706 h 44HYPERLINK l _Toc376010707參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc376010707 h 45科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目?jī)蓹C(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算 P-Q法指導(dǎo)教師景霞時(shí)間1周一、教學(xué)要求電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)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(shí)際工程進(jìn)行。設(shè)計(jì)容的安排要充分考慮學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)間與工程實(shí)際需要，并使學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題。二、設(shè)計(jì)資料與參數(shù)（一）設(shè)計(jì)原始資料1、待設(shè)計(jì)電氣設(shè)備系統(tǒng)圖

12、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)4、電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（二）設(shè)計(jì)參考資料1、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析，珩，中國(guó)電力，2007，第三版2、電力系統(tǒng)分析，禎祥，大學(xué)，2005，第三版3、電力系統(tǒng)分析課程實(shí)際設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn)，祝書萍，中國(guó)電力，2007，第一版三、設(shè)計(jì)要求與成果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.在給定的電力網(wǎng)絡(luò)上畫出等值電路圖。3.運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行潮流計(jì)算。4.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書?；疽螅?.編寫潮流計(jì)算程序；2.在計(jì)算機(jī)上調(diào)試通過(guò)（？）；3.運(yùn)行程序并計(jì)算出正確結(jié)果（？）；4.寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告（包括以下容）（1份）（1）程序框

13、圖；（2）源程序；（3）符號(hào)說(shuō)明表；（4）算例與計(jì)算結(jié)果5.編寫計(jì)算說(shuō)明書（1份）。四、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(yǔ)言等）（一天半）編程計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)潮流計(jì)算（三天）編寫計(jì)算設(shè)計(jì)書（一天）五、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)包括以下幾點(diǎn)：工作態(tài)度（占10%）；基本技能的掌握程度（占20%）；程序編寫是否合理是否有運(yùn)行結(jié)果(40%)；課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書編寫水平(占30%)。分為優(yōu)、良、中、合格、不合格五個(gè)等級(jí)?？己朔绞剑涸O(shè)計(jì)期間教師現(xiàn)場(chǎng)檢查；評(píng)閱設(shè)計(jì)報(bào)告第一章 引言1.1 研究背景與意義電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，在電源電勢(shì)激勵(lì)作用下，電流或功率從電源通過(guò)

14、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(jì)算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基本的計(jì)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)中的功率分布與功率損耗等，是電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算。潮流計(jì)算是對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的分析和計(jì)算，即電力系統(tǒng)中的電壓、電流、功率的計(jì)算，即潮流計(jì)算；潮流計(jì)算方法很多：高斯塞德?tīng)柗?、牛頓拉夫遜法、P-Q分解法、直流潮流法，以與由高斯塞德?tīng)柗?、牛頓拉夫遜法演變的各種潮流計(jì)算方法。潮流計(jì)算可以用傳

15、統(tǒng)的手工方式進(jìn)行，也可以計(jì)算機(jī)為工具通過(guò)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(lái)計(jì)算一些接線較簡(jiǎn)單的電力網(wǎng)，但若將其用于接線復(fù)雜的電力網(wǎng)則計(jì)算量過(guò)大，難于保證計(jì)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(jiǎn)單完整，借助計(jì)算機(jī)可快速精確地完成計(jì)算，但其缺點(diǎn)是物理概念不明顯，物理規(guī)律被埋沒(méi)在循環(huán)往復(fù)的數(shù)值求解過(guò)程中。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)非常重要的分析計(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)荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會(huì)不會(huì)危與

16、系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)中所有母線的電壓是否在允許的圍以，系統(tǒng)中各元件（線路、變壓器等）是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷，以與可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷時(shí)應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施等。因此潮流計(jì)算的目的是： 為電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jì)劃的依據(jù)。 提供繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)和整定計(jì)算的依據(jù)。 為調(diào)壓計(jì)算、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計(jì)算、短路和穩(wěn)定計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)。潮流計(jì)算的研究是從20世紀(jì)50年代隨著電網(wǎng)的產(chǎn)生而開(kāi)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(duì)計(jì)算機(jī)存量的要求和計(jì)算速度；計(jì)算的方便性和靈活性等。1.2潮流計(jì)算的意義潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種基本電

17、氣計(jì)算，常規(guī)潮流計(jì)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(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值與相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以與功率損耗等。潮流計(jì)算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算和故障分析的基礎(chǔ)。通過(guò)潮流計(jì)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(duì)于正在規(guī)劃的電力系統(tǒng)，通過(guò)潮流計(jì)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(jì)算還可以為繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置定整計(jì)算、電力系統(tǒng)故障計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算等提供原始數(shù)據(jù)。具體表現(xiàn)在以下方面：(1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過(guò)潮流計(jì)算,合理規(guī)劃電源容量與接入點(diǎn),合理規(guī)劃網(wǎng)架,選擇無(wú)功補(bǔ)償方案,滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮

18、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(shí),在預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)與新設(shè)備投運(yùn)基礎(chǔ)上,選擇典型方式進(jìn)行潮流計(jì)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(duì)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)正常檢修與特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算,用于日運(yùn)行方式的編制,指導(dǎo)發(fā)電廠開(kāi)機(jī)方式,有功、無(wú)功調(diào)整方案與負(fù)荷調(diào)整方案,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求與電壓質(zhì)量要求。(4)預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對(duì)靜態(tài)安全的影響分析與作出預(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(jì)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(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控電力

19、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(jì)算。因此，潮流計(jì)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(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí)，采用離線潮流計(jì)算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控中，則采用在線潮流計(jì)算。1.3電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析潮流計(jì)算總結(jié)潮流計(jì)算針對(duì)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(gè)別系統(tǒng)元件退出運(yùn)行后系統(tǒng)的狀況。其目的是校驗(yàn)系統(tǒng)是否能安全運(yùn)行，即是否有過(guò)負(fù)荷的元件或電壓過(guò)低的母線等。原則上講，靜態(tài)安全分析也可U用潮流計(jì)算來(lái)代替。但是一般靜態(tài)安全分析需要校驗(yàn)的狀態(tài)數(shù)非常多，用嚴(yán)格的潮流計(jì)算來(lái)分析這些狀態(tài)往往計(jì)算量過(guò)大，因此不得不尋求一些特殊的算法

20、以滿足要求。利用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算從20 世紀(jì)50 年代中期就己開(kāi)始，此后，潮流計(jì)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(duì)潮流計(jì)算的一些基本要求進(jìn)行的，對(duì)潮流計(jì)算的要求可以歸納為下面幾點(diǎn)：(1)計(jì)算方法的可靠性或收斂性(2)對(duì)計(jì)算速度和存量的要求(3)計(jì)算的方便性和靈活性一般情況下，采用P-Q分解法計(jì)算時(shí)要求的迭代次數(shù)較采用牛頓-拉夫遜法時(shí)多，但每次迭代所需的時(shí)間則較采用牛頓-拉夫遜法時(shí)少，以致總的計(jì)算速度仍是P-Q分解法快。1.4 MATLAB的概述目前電子計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的分析計(jì)算，潮流計(jì)算是其基本應(yīng)用軟件之一?，F(xiàn)有很多潮流計(jì)算方法。對(duì)潮流計(jì)算方法有

21、五方面的要求：（1）計(jì)算速度快（2）存需要少（3）計(jì)算結(jié)果有良好的可靠性和可信性（4）適應(yīng)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(jiǎn)單。 MATLAB是一種交互式、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)界和學(xué)術(shù)界，主要用于矩陣運(yùn)算，同時(shí)在數(shù)值分析、自動(dòng)控制模擬、MATLAB程序設(shè)計(jì)語(yǔ)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(jì)算的問(wèn)題，特別是關(guān)于矩陣和矢量的計(jì)算。MATLAB與C語(yǔ)言和FORTRAN語(yǔ)言相比更容易掌握。通過(guò)MATLAB語(yǔ)言，可以用類似數(shù)學(xué)公式的方式來(lái)編寫算法，大大降低了程序所需的難度并節(jié)省了

22、時(shí)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(hào)處理（SIGNAL PROCESSING）、控制系統(tǒng)（CONTROL SYSTEMS）、神經(jīng)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(guò)相應(yīng)工具的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，可以方便地進(jìn)行計(jì)算、分析與設(shè)計(jì)工作。 MATLAB設(shè)計(jì)中，原始數(shù)據(jù)的填寫格式是很關(guān)鍵的一個(gè)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(jì)，主要應(yīng)從

23、使用的角度出發(fā)，原則是簡(jiǎn)單明了，便于修改。第二章 理論計(jì)算2.1 P-Q法潮流計(jì)算的基本步驟運(yùn)用P-Q分解法計(jì)算潮流分布時(shí)的基本步驟是：形成系數(shù)矩陣B、B，并求其逆陣。設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值（i=1,2，n，is）和（i=1,2，m，is）。按式=-計(jì)算有功功率的不平衡量，從而求出（i=1，2，ns）。解修正方程式 ()=BU，求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的變量（i=1,2，n，is）。求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的新值=+（i=1,2，n，is）。按式=- 計(jì)算無(wú)功功率的不平衡量，從而求出（i=1,2，m，is）。解修正方程式()=BU（i=1,2，m，is）。求各節(jié)點(diǎn)電壓大小的新值=+（i=1,2，m，is）。運(yùn)

24、用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開(kāi)始進(jìn)入下一次迭代。計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。2.2 PQ分解法潮流計(jì)算流程圖 啟動(dòng)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(jì)算 計(jì)算電壓新值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(jì)算系統(tǒng)接線圖解： 1,.形成系數(shù)矩陣B、B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)一樣。又應(yīng)對(duì)該等值網(wǎng)絡(luò)，不存在除去與有功功率和電壓相位或無(wú)功功率和電壓大小關(guān)系較小的因素的可能性，這兩個(gè)矩陣B、B完全一樣。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(gè)元素所組成，即Y=6.25-18.75j -5+15

25、j -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+30j0 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= -32.5005.0005.0007.5005.000-38.75030.00005.000 30.000-38.7503.750 7.5000 3.750-11.250 由此可見(jiàn)，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣

26、雖為奇異矩陣，但它的虛數(shù)部分的子陣B或B則是非奇異矩陣，可以求逆，其逆陣為= -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 222 2.計(jì)算各節(jié)點(diǎn)有功功率的不平衡量 取=1.06，=0；=1.0；=0，按下式計(jì)算各節(jié)點(diǎn)有功功率不平衡量=-=0.201.01.06（-5.000cos0+15.000sin0）1.01.0（10.384cos032.

27、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 3.計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角（弧度） 由方程式 ()=U可得=0.036952；=0.085524；=0.091810；=0.108571；所以=0.036952； =0.085524； =0.091810； =0.108571； 4.計(jì)算各節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率不平衡量按下式計(jì)算各節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率不平衡量=-=0.201.01.065.0

28、0sin（-0.0369520）15.000cos（-0.0369520）1.01.010.834sin0+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； 5.計(jì)算

29、各節(jié)點(diǎn)電壓的大小 由方程式 ()=U可得=1.039528； =0.008050； =0.006386； =0.000072；所以=1.039528； =0.008050； =0.006386； =0.000072；求得各節(jié)點(diǎn)電壓的新值后，就開(kāi)始第二次迭代。每次迭代所得適于表1表3。由表1可見(jiàn)經(jīng)6次迭代就可滿足的要求。表1 迭代過(guò)程中各節(jié)點(diǎn)功率的不平衡量K0-0.5000001.211930-0.375000-0.0772790.400000-0.191947-0.600000-0.3195991-0.411720-0.1364970.0498020.0183000.0762480.02484

30、90.1208990.04021820.0432230.014875-0.005899-0.001936-0.007856-0.002664-0.012588-0.0042653-0.004833-0.001658-0.0006500.0002150.0008720.0002950.0013760.00046640.0005370.000184-0.000072-0,000024-0.000096-0.000033-0.000150-0.0000515-0.000060-0.0000210.0000080.0000030.0000110.0000040.0000160.00000660.000

31、0070.000000-0.0000010.000000-0.0000010.0000000-0.0000020.000000表2 迭代過(guò)程中各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量k0-0.0369520.039528-0.0855240.008050-0.0918100.006386-0.1085710.0000721-0.010063-0.0034060.0018280.0007570.0024610.0009410.0045970.00161820.0010540.000385-0.000230-0.000064-0.000285-0.000082-0.000484-0.0001493-0.000120-0

32、.0000430.0000230.000006-0.0000280.0000080.0000490.00001540.0000130.000005-0.000002-0.000001-0.000003-0.000001-0.000005-0.0000025-0.000002-0.0000010.0000000.0000000.0000000.0000000.0000010.0000006表3 迭代過(guò)程中各節(jié)點(diǎn)電壓k00.0000001.0000000.0000001.0000000.0000001.0000000.0000001.0000001-0.0369521.039528-0.08552

33、41.008050-0.0918101.006386-0,1085711.0000722-0.0470161.036122-0.0836961.008808-0,0893481.007327-0,1039741.0016903-0.0459621.036507-0.0839261.008744-0.0896331.007245-0.1044581.0015404-0.0460821.036463-0.0839031.008750-0.0896051.007253-0.1044101.0015555-0.0460681.036468-0.0839061.008750-0.0896081.0072

34、52-0.1044151.0015546-0.0460701.036468-0,0839061.008750-0.0896081.007252-0.1044141.001554=1.036468； =1.008750=1.007252； =1.001554 6.計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率 迭代收斂后，就可以計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。結(jié)果如下=1.298162+j0.244472各線路功率如表4表4 各線路功率j i1234510.889505+j0.1386620.408657+j0.1058102-0.875079-j0.0953850.246884+j0.0814570.279319+j

35、0.0806060.548870+j0.133213-0.395969-j0.067747-0.243108-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(jì)算完畢。第三章 程序設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)流程32 程序設(shè)計(jì)針對(duì)兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算基于MATLAB的程序如下：Clc %清除當(dāng)前屏幕上顯示的容，但并不清楚工作空間的數(shù)據(jù)Clear %清除工作空間的所有變量disp(節(jié)點(diǎn)總數(shù)為：); %顯示容N=

36、5disp(平衡節(jié)點(diǎn)為：);1Y=input(請(qǐng)輸入導(dǎo)納矩陣：Y=);pr=input(請(qǐng)輸入誤差精度：pr=);G=real(Y);B=imag(Y); %real實(shí)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(qǐng)輸入平衡節(jié)點(diǎn)1電壓初值的實(shí)部，Re=);dim=input(請(qǐng)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(shí)部初值endfor m=2:5p(m)=input(請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=);q(m)=in

37、put(請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的無(wú)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(shí)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); %enddisp(各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：) dp(m)=p(m)-sum(pt) %=-endfor m=2:5u1=diag(u); %對(duì)角矩陣u2=inv(u1(2:5,2:5); %取逆u3=flipud(rot90(u(2:5)

38、; %逆時(shí)針90上下對(duì)稱u4=u3(1:5-1,:);dp1=flipud(rot90(dp(2:5); % ()=Udp2=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)+dtt(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 %disp(各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為：) (m)=q(m)-sum(qt) %

39、=-endfor m=2:5 1=flipud(rot90( (2:5); 2= 1(1:5-1,:);ut=-b2* 2/u4;disp( 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(-

40、Y(m,n); %功率endenddisp(各節(jié)點(diǎn)功率sij為：)Swucha=max(abs(ut)k=k+1 %迭代+1end3.3 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(qǐng)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 -

41、1.25+3.75i 3.75-11.25i請(qǐng)輸入誤差精度：pr=0.00001請(qǐng)輸入平衡節(jié)點(diǎn)1電壓初值的實(shí)部，Re=1.06請(qǐng)輸入平衡節(jié)點(diǎn)1電壓初值的虛部，Im=0請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=0.2請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率：q=0.2請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=-0.45請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率：q=-0.15請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=-0.4請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率：q=-0.05請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的有功功率：p=-0.6請(qǐng)輸入PQ節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率：q=-0.1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 -0.3750各節(jié)點(diǎn)有功率

42、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 = 0 -0.0370 -0.08

43、55 -0.0918 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 -0.0918 -0.1086各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 1.2119各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 1.2119 -0.0773各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 1.2119 -0.0773 -0.1919各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 1.2119 -0.0773 -0.1919 -0.3196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

44、 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 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 0.0001 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0395 1.0081 1.0064 1.0000各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 0.0

45、395 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 =0 0.7229 + 0.1332i 0.4160 + 0.1071i 0 0 -0.7133 - 0.1044i 0 0.3110 + 0.0850i 0.3469 + 0.0845i 0.6671 + 0.1416i-0.4029 - 0.0676i -0.3052 - 0.0677i 0 0.2083 - 0.012

46、8i 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 -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 -0.411

47、7 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各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角dt為：dt = 0 -0.0474 -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.

48、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(wú)功率不平衡量為： = 0 -0.1367 -0.0773 -0.1919 -0.3196各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 -0.1367 0.0175 -0.1919 -0.3196各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 -0.1367 0.0175 0.0237 -0.3196各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 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 0.0004 0 0

49、 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)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

50、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 1.0009各節(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 0.1

51、903 - 0.0114i 0 0 -0.2695 - 0.0672i -0.1899 + 0.0125i 0 0.0639 + 0.0036i0 -0.5306 - 0.0995i 0 -0.0636 - 0.0026i 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

52、.0419 -0.0044 -0.0044 -0.0058dtt = 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 -0.0843 -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

53、 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(wú)功率不平衡量為： = 0 0.0153 0.0175 0.0237 0.0378各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 0.0153 -0.0005 0.0237 0.0378各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 0.0153 -0.0005 -0.0006 0.0378各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 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

54、.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 1.0083 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 0.6921 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.036

55、6 1.0088 1.0073 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 1.0073 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-

56、0.3954 - 0.0678i -0.2437 - 0.0701i 0 0.1889 - 0.0122i 0 0 -0.2751 - 0.0664i -0.1885 + 0.0132i 0 0.0632 + 0.0033i0 -0.5376 - 0.0976i 0 -0.0629 - 0.0023i 0 wucha = 1.0e-003 * 0.7776 0 0 0k = 3各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 -0.0057 -0.0044 -0.0044 -0.0058各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 -0.0057 0.0003 -0.0044 -0.0058各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為

57、：dp = 0 -0.0057 0.0003 0.0004 -0.0058各節(jié)點(diǎn)有功率不平衡量為：dp = 0 -0.0057 0.0003 0.0004 0.0005dtt = 1.0e-003 * -0.2442 -0.1346 -0.1413 -0.1674各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角dt為：dt = 0 -0.0461 -0.0838 -0.0895 -0.1043dtt = 1.0e-003 * -0.2442 -0.1346 -0.1413 -0.1674各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角dt為：dt = 0 -0.0461 -0.0839 -0.0895 -0.1043dtt = 1.0e-003 * -

58、0.2442 -0.1346 -0.1413 -0.1674各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角dt為：dt = 0 -0.0461 -0.0839 -0.0896 -0.1043dtt = 1.0e-003 * -0.2442 -0.1346 -0.1413 -0.1674各節(jié)點(diǎn)電壓的相位角dt為：dt = 0 -0.0461 -0.0839 -0.0896 -0.1044各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 -0.0020 -0.0005 -0.0006 -0.0001各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 -0.0020 0.0001 -0.0006 -0.0001各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 -0.0020

59、0.0001 0.0001 -0.0001各節(jié)點(diǎn)無(wú)功率不平衡量為： = 0 -0.0020 0.0001 0.0001 0.0001各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 1.0e-004 * -0.9362 0 0 0 -0.5617 0 0 0 -0.6002 0 0 0 -0.7119 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0365 1.0088 1.0073 1.0016各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 1.0e-004 * -0.9362 0 0 0 -0.5617 0 0 0 -0.6002 0 0 0 -0.7119 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0

60、365 1.0087 1.0073 1.0016各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 1.0e-004 * -0.9362 0 0 0 -0.5617 0 0 0 -0.6002 0 0 0 -0.7119 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0365 1.0087 1.0072 1.0016各節(jié)點(diǎn)電壓的修正量：ut = 1.0e-004 * -0.9362 0 0 0 -0.5617 0 0 0 -0.6002 0 0 0 -0.7119 0 0 0各節(jié)點(diǎn)電壓的大小為：u = 1.0600 1.0365 1.0087 1.0072 1.0015各節(jié)點(diǎn)功率s為：S1 = 1.298