兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算牛拉法設(shè)計(jì)說明書

1、兩機(jī)五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算牛拉法設(shè)計(jì)說明書第一章 序言潮流計(jì)算潮流計(jì)算概括潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的一種基本電氣計(jì)算，慣例潮流計(jì)算的任務(wù)是依據(jù)給定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件和網(wǎng)路構(gòu)造確立整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，如各母線上的電壓(幅值及相角)、網(wǎng)絡(luò)中的功率散布以及功率消耗等。 潮流計(jì)算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)固計(jì)算和故障剖析的基礎(chǔ)。經(jīng)過潮流計(jì)算能夠判斷電網(wǎng)母線電壓、支路電流和功率能否越限，假如有越限，就應(yīng)采納舉措，調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)方式。對(duì)于正在規(guī)劃的電力系統(tǒng)，經(jīng)過潮流計(jì)算，可認(rèn)為選擇電網(wǎng)供電方案和電氣設(shè)施供給依照。潮流計(jì)算還能夠?yàn)槔^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)固計(jì)算等供給原始數(shù)據(jù)。詳細(xì)表此刻以下方面：(1

2、)在電網(wǎng)規(guī)劃階段,經(jīng)過潮流計(jì)算,合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn) ,合理規(guī)劃網(wǎng)架,選擇無功賠償方案,知足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流互換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。(2)在編制年運(yùn)轉(zhuǎn)方式時(shí) ,在估計(jì)負(fù)荷增添及新設(shè)施投運(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)中單薄環(huán)節(jié) ,供調(diào)動(dòng)員平時(shí)調(diào)動(dòng)控制參照 ,并對(duì)規(guī)劃、基建部門提出改良網(wǎng)架構(gòu)造 ,加速基建進(jìn)度的建議。(3)正常檢修及特別運(yùn)轉(zhuǎn)方式下的潮流計(jì)算,用于日運(yùn)轉(zhuǎn)方式的編制 ,指導(dǎo)發(fā)電廠開機(jī)方式 ,有功、無功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案,知足線路、變壓器熱穩(wěn)固要求及電壓質(zhì)量要求。(4)預(yù)料事故、設(shè)施退出運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)靜態(tài)安全的影響剖析及作出預(yù)料的運(yùn)轉(zhuǎn)方式調(diào)整方案?？?/p>

3、結(jié)為在電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)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)轉(zhuǎn)方式或規(guī)劃供電方案的可行性、靠譜性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，為了及時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，也需要進(jìn)行大批而迅速的潮流計(jì)算。所以，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最寬泛、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)轉(zhuǎn)方式時(shí)，采納離線潮流計(jì)算；在電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的及時(shí)監(jiān)控中，則采納在線潮流計(jì)算。別的，電力系統(tǒng)潮流計(jì)算也是計(jì)算系統(tǒng)動(dòng)向穩(wěn)固和靜態(tài)穩(wěn)固的基礎(chǔ)。所以潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)的一種很重要和基礎(chǔ)的計(jì)算。潮流計(jì)算的要求電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一定知足必定技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的要求。這些要求夠成了潮流問題中某些變量的拘束條件，常用的拘束條件以下：節(jié)點(diǎn)

4、電壓應(yīng)知足U i min U i U i max (i 1,2,L n) 式(1-1)從保證電能質(zhì)量和供電安全的要求來看，電力系統(tǒng)的所有電氣設(shè)施都一定運(yùn)轉(zhuǎn)在額定電壓鄰近。 PU 節(jié)點(diǎn)電壓幅值一定按上述條件給定。所以，這一拘束條件對(duì)PQ 節(jié)點(diǎn)而言。節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率應(yīng)知足Gi min GiGi max式(1-2)QGi minQGiQGi maxPQ節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率，以及 PU節(jié)點(diǎn)的有功功率，在給定是就一定知足上述條件，所以，對(duì)均衡節(jié)點(diǎn)的P和Q以及PU節(jié)點(diǎn)的Q應(yīng)按上述條件進(jìn)行查驗(yàn)。節(jié)點(diǎn)之間電壓的相位差應(yīng)知足| | | |ij i j i j max式(1-3)為了保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)固

5、性，要求某些輸電線路兩頭的電壓相位不超出必定的數(shù)值。這一拘束的主要意義就在于此。所以，潮流計(jì)算能夠歸納為求解一組非線性方程組，并使其解答知足必定的拘束條件。常用的方法是迭代法和牛頓法，在計(jì)算過程中，或得出結(jié)果以后用拘束條件進(jìn)行查驗(yàn)。假如不可以知足要求，則應(yīng)改正某些變量的給定值，甚至改正系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，重新進(jìn)行計(jì)算。潮流計(jì)算的優(yōu)勢(shì)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)剖析中的一種最基本的計(jì)算，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)轉(zhuǎn)狀態(tài)的計(jì)算。潮流計(jì)算的目標(biāo)是求取電力系統(tǒng)在給定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的計(jì)算。印節(jié)點(diǎn)電壓和功率散布，用以檢查系統(tǒng)各元件能否過負(fù)荷。各點(diǎn)電壓能否知足要求，功率的散布和分派能否合理以及功率消耗等。對(duì)

6、現(xiàn)有電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和擴(kuò)建，對(duì)新的電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)以及對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)固剖析都是以潮流計(jì)算為基礎(chǔ)。潮流計(jì)算結(jié)果可用于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)研究，安全估計(jì)或最優(yōu)潮流等，實(shí)質(zhì)電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算主要采納牛頓-拉夫遜法。借由 MATLAB能夠輕松實(shí)現(xiàn)計(jì)算復(fù)雜的電力系統(tǒng)潮流散布。MATLAB 簡(jiǎn)介MATLAB 概括MATLAB 的含義是矩陣實(shí)驗(yàn)室(Matrix Laboratory ),是美國 MathWork企業(yè)于1982推出的一套高性能的數(shù)值計(jì)算可視化軟件，,包含 MATLAB主程序、SIMULINK 動(dòng)向系統(tǒng)仿真包和各種專業(yè)工具箱它集數(shù)值剖析，矩陣計(jì)算，信號(hào)辦理和圖形顯示于一體，組成一個(gè)方便的，

7、界而友善的用戶環(huán)境，擁有極強(qiáng)盛的計(jì)算功能和極高的編程效率，特別合適于科學(xué)計(jì)算、數(shù)值剖析、系統(tǒng)仿真和信號(hào)辦理等任務(wù)。MATLAB程學(xué)設(shè)計(jì)語言結(jié)構(gòu)完好，且擁有優(yōu)異的移植性，它的基本數(shù)據(jù)元素是不需要定義的數(shù)組。它能夠高效率的解決工業(yè)計(jì)算問題，特別是對(duì)于矩陣和矢量的計(jì)算。經(jīng)過 MATLAB 語言，能夠用類似數(shù)學(xué)公式的方式來編寫算法，大大降低了程序需要的難度別難并節(jié)儉了時(shí)間，進(jìn)而可把主要的經(jīng)歷集中在算法的構(gòu)想而不是編程上。學(xué)習(xí)運(yùn)用MATLAB計(jì)算電力系統(tǒng)潮流散布是本次課程設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，能夠說，作為工科學(xué)生，會(huì)運(yùn)用MATLAB來解決工程問題已成為一定。到目前為止，MATLAB已發(fā)展成為國際上最優(yōu)異的科技應(yīng)用

8、軟件之一。它的功能十分強(qiáng)盛，不只是能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算潮流散布，還能夠模擬仿真各式各種的數(shù)值系統(tǒng)，工程。這里將借助 MATLAB來達(dá)成用直角牛頓-拉夫遜法計(jì)算電力系統(tǒng)潮流散布。MATLAB 語言1、MATLAB語言有關(guān)指令表1-1管理命令和函數(shù)help在線幫助文件doc裝入超文本說明whatM、MAT、MEX文件的目錄列表type列出M文件lookfor經(jīng)過help條目搜尋要點(diǎn)了which定位函數(shù)和文件Demo運(yùn)轉(zhuǎn)演示程序Path控制MATLAB的搜尋路徑管理變量和工作空間Who列出目前變量Whos列由目前變量（長表）Load從磁盤文件中恢復(fù)變量Save保留工作空間變量Clear從存中消除變量和函數(shù)P

9、ack整理工作空間存Size矩陣的尺寸Length向量的長度disp顯示矩陣或與文件和操作系統(tǒng)有關(guān)的命令cd改變目前工作目錄Dir目錄列表Delete刪除文件Getenv獲得環(huán)境變量值!履行DOS操作系統(tǒng)命令Unix履行UNIX操作系統(tǒng)命令并返回結(jié)果Diary保留MATLAB任務(wù)控制命令窗口Cedit設(shè)置命令行編寫Clc清命令窗口Home光標(biāo)置左上角Format設(shè)置輸出格式Echo稿本文件使用的回顯命令more在命令窗口中控制分頁輸由啟動(dòng)和退由 MATLABQuit退出MATLABStartup引用MATLAB時(shí)所履行的 M文件Matlabrc主啟動(dòng)M文件一般信息InfoMATLAB系統(tǒng)信息M

10、athworks企業(yè)信息及Subscribe成為MATLAB的訂購用戶hostidMATLAB主服務(wù)程序的辨別代號(hào)Whatsnew在說明書中未包含的新信息Ver版本信息操作符和特別字符+加減*矩陣乘法.*數(shù)組乘法八矩陣曷八數(shù)組曷左除或反斜杠/右除或斜杠./數(shù)除KronKronecker 量 冒號(hào)()括號(hào)方括號(hào).小數(shù)點(diǎn).父目?,逗號(hào);分號(hào)%注!感號(hào)置或引用=相等關(guān)系操作符&與|或非xor異或函數(shù)Exist量或函數(shù)能否存在Any向量的兀為真，則其值為真All向量的所有元為真，則其值為真Find找出非零兀素的索引號(hào)三角函數(shù)Sin正弦Sinh雙曲正弦Asin反正弦Asinh0.00001for m=1

11、:Nif m=isbpp=0;qq=0;for n=1:Npp=pp+ei(m)*(G(m,n)*ei(n)-B(m,n)*fi(n)+fi(m)*(G(m,n)*fi(n)+B(m,n)*ei(n);qq=qq+fi(m)*(G(m,n)*ei(n)-B(m,n)*fi(n)-ei(m)*(G(m,n)*fi(n)+B(m,n)*ei(n); endDP(m)=P(m)-pp;%有功功率的不平權(quán)衡DQ(m)=Q(m)-qq;%無功功率的不平權(quán)衡I(m)= (P(m)-Q(m)/conj(ei(m)+fi(m)*i);H(m,m)=-B(m,m)*ei(m)+G(m,m)*fi(m)+imag

12、(I(m);N(m,m)=G(m,m)*ei(m)+B(m,m)*fi(m)+real(I(m);J(m,m)=-G(m,m)*ei(m)-B(m,m)*fi(m)+real(I(m);L(m,m)=-B(m,m)*ei(m)+G(m,m)*fi(m)-imag(I(m);JJ(2*m-3,2*m-3)=H(m,m);JJ(2*m-3,2*m-2)=N(m,m);JJ(2*m-2,2*m-3)=J(m,m);JJ(2*m-2,2* m-2)=L(m,m);endendfor m=1:Nif m=isbfor n=1:Nif n=isbif n=melseH(m,n)=-B(m,n)*ei(m)

13、+G(m,n)*fi(m);N(m,n)=G(m,n)*ei(m)+B(m,n)*fi(m);J(m,n)=-B(m,n)*fi(m)-G(m,n)*ei(m);L(m,n)=G(m,n)*fi(m)-B(m,n)*ei(m);JJ(2*m-3,2*n-3)=H(m,n);JJ(2*m-3,2*n-2)=N(m,n);JJ(2*m-2,2*n-3)=J(m,n);JJ(2*m-2,2*n-2)=L(m,n);endendendendenddisp（雅克比矩陣JJ:）;disp(JJ);for m=1:Nif m=isbDW(2*m-3)=DP(m);DW(2*m-2)=DQ(m); % 形成不

14、平權(quán)衡的矩陣endendDY=JJDW;%解修正方程式pr=max(abs(DY);disp(第M次修正方程的解DY:);disp(DY);for n=1:Nif n=isbfi(n)=fi(n) +DY(2*n-3); ei(n)=ei(n) +DY(2*n-2);end% 計(jì)算新值endu=ei+fi*i;disp(節(jié)點(diǎn)電壓的第C(k)次近似值：)；disp(u);disp(各點(diǎn)的電壓實(shí)部di(單位：V)為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列):);disp(ei);disp(各點(diǎn)的電壓虛部fi(單位:V)為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列):);disp(fi);k=k+1;disp(迭代次數(shù):);disp(k);

15、endfor m=1:NI(m)=Y(1,m)*u(m);enddisp(均衡節(jié)點(diǎn)的功率)；S1=u(1)*sum(conj(I)% 計(jì)算均衡節(jié)點(diǎn)的功率for m=1:Nfor n=1:NS(m,n)=u(m)*(conj(u(m)-conj(u(n)*conj(-Y(m,n);% 計(jì)算各支路功率endenddisp(各支路功率);disp(S)%結(jié)束運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果導(dǎo)納矩陣為 :Y=-2.5000 + 7.5000i-1.2500 + 3.7500i3.7500 -11.2500i6.2500 -18.7500i-5.0000 +15.0000i-1.2500 + 3.7500i00-5.0000

16、+15.0000i10.8333 -32.5000i-1.6667 + 5.0000i-1.6667 + 5.0000i-2.5000 + 7.5000i-1.2500 + 3.7500i-1.6667 + 5.0000i12.9167 -38.7500i-10.0000 +30.0000i00-1.6667 + 5.0000i-10.0000 +30.0000i12.9167 -38.7500i-1.2500 + 3.7500i雅克比矩陣JJ:32.5000-10.8333-5.00001.6667-5.000010.833332.5000-1.6667-5.0000-1.6667-5.00

17、001.666738.7500-12.6167-30.0000-1.6667-5.000013.216738.7500-10.0000-5.00001.6667-30.000010.000038.7500-1.6667-5.0000-10.0000-30.000013.2667-7.50002.500000-3.75001.6667 -5.000010.0000 -30.0000 -12.566738.75001.2500-7.5000 -2.500000-3.7500-1.250011.25002.5000 -7.500001.2500-3.7500-3.2500-2.5000-7.5000

18、00-1.2500-3.75004.250011.2500第 M 次修正方程的解DY:0.04730.07310.08470.09650.09010.09710.10430.0996節(jié)點(diǎn)電壓的第 C(k) 次近似值1.06001.40381.68911.72771.8295各點(diǎn)的電壓實(shí)部 di（ 單位 :V） 為 （節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列）:1.06001.07311.09651.09711.0996各點(diǎn)的電壓虛部 fi（ 單位 :V） 為 （節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列）:00.04730.08470.09010.1043迭代次數(shù) :1雅克比矩陣JJ:35.386710.0891-5.4441-1.552

19、2-5.4441-1.5522-8.1662-2.3283-10.089135.38671.5522-5.6238-1.404343.58411.4043-5.6238-10.7055-5.6355-1.3780-33.81271.3780 -5.63558.2680-8.5074 -1.966901.9669 -8.50740-8.166200-1.0335-4.22663.223612.7612-5.44411.5522-5.44412.328311.0607-33.7425-8.4256043.58418.4256-33.74250-8.268043.674810.8821-4.2266

20、-33.8127 -10.476943.67481.03350-4.2537-0.983412.761200.9834-4.2537-2.6770第 M 次修正方程的解DY:0.0003-0.00010.0006-0.00170.0005-0.00150.0005-0.0013節(jié)點(diǎn)電壓的第 C(k) 次近似值1.06001.40551.69131.72991.8320各點(diǎn)的電壓實(shí)部 di（ 單位 :V） 為 （節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列）:1.06001.07291.09491.09551.0982各點(diǎn)的電壓虛部 fi（ 單位 :V） 為 （節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列）:00.04750.08520.0906

21、0.1048迭代次數(shù) :2雅克比矩陣JJ:35.384910.0795-5.616310.079535.3849-1.3987-5.44381.550743.5261-1.5507-5.443811.0173-5.44381.5507-33.6976-1.5507-5.4438-8.3922-8.16582.32600-2.3260-8.165801.3987-5.6163-10.662643.52618.3922-33.6976-5.6288-1.3728-33.7725-8.236643.622810.8412-4.22161.3728-5.62888.2366-33.7725-10.43

22、6643.62281.0296-8.4987-1.9594-4.2494-0.979712.74811.9594-8.49870.9797-4.2494-2.66620-1.0296-4.22163.212012.7481第 M 次修正方程的解DY:1.0e-004 *0.41060.03160.75350.09210.77780.07350.84660.0217節(jié)點(diǎn)電壓的第 C(k) 次近似值1.06001.40581.69191.8326各點(diǎn)的電壓實(shí)部 di（ 單位 :V） 為 （節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列 ）:1.06001.07291.09491.09551.0982各點(diǎn)的電壓虛部 fi（ 單

23、位 :V） 為 （節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列）:00.04750.08530.09070.1049迭代次數(shù) :335.385510.0782-5.4439-1.5505-5.4439-1.5505-8.1659-10.078235.38551.5505-5.44391.5505-5.44392.3257-5.6164-1.398343.527411.0145-33.6986-8.39000雅克比矩陣JJ:-2.3257-8.16591.3983-5.6164-10.659843.52748.3900-33.6986-5.6289-1.3724-33.7735-8.234343.624110.8383-

24、4.22171.3724-5.62898.2343-33.7735-10.433843.62411.0293-8.4989-1.9588-4.2495-0.979412.74841.9588-8.49890.9794-4.2495-2.66530-1.0293-4.22173.211012.7484第 M 次修正方程的解DY:1.0e-005 *0.0507-0.18100.1324-0.33050.1317-0.34680.1469-0.4081節(jié)點(diǎn)電壓的第 C(k) 次近似值1.06001.40581.69191.8326各點(diǎn)的電壓實(shí)部 di（ 單位 :V） 為 （節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列）:1.06001.07291.09491.09551.0982各點(diǎn)的電壓虛部 fi（ 單位 :V） 為 （節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大擺列 ）:00.04750.