電力系統(tǒng)潮流計(jì)算程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)(論文)題 目 名 稱 潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì) 課 程 名 稱 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 學(xué) 生 姓 名 徐瑪麗 學(xué) 號(hào) 0841229186 系 、專 業(yè) 電氣工程系08電力二班 指 導(dǎo) 教 師 黃 肇 王曉芳 2011年 1 月 5 日邵陽學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書年級(jí)專業(yè)08電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名徐瑪麗學(xué) 號(hào)0841229186題目名稱潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì)時(shí) 間課程名稱電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程編號(hào)121202202設(shè)計(jì)地 點(diǎn)綜合仿真實(shí)驗(yàn)室一、 課程設(shè)計(jì)（論文）目的1.掌握電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的基本原理；2.掌握并能熟練運(yùn)用一門計(jì)算機(jī)語言（MATLAB語言或FORTRAN或C語言或C+語言）；3.

2、采用計(jì)算機(jī)語言對(duì)潮流計(jì)算進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。二、 已知技術(shù)參數(shù)和條件 題目一：在圖1所示的簡單電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)1、2為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)3為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)4為平衡節(jié)點(diǎn)，已給定，網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)的標(biāo)幺值如表2所示，給定電壓的初始值如表2所示，收斂系數(shù)。試求：采用極坐標(biāo)下的P-Q分解法計(jì)算圖1網(wǎng)絡(luò)的潮流分布。圖1 簡單電力系統(tǒng)三、 任務(wù)和要求1.掌握電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的基本原理；2.掌握并能熟練運(yùn)用一門計(jì)算機(jī)語言（MATLAB語言或FORTRAN或C語言或C+語言）；3.采用計(jì)算機(jī)語言對(duì)潮流計(jì)算進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。要求：1.手工計(jì)算，手寫，采用A4紙，進(jìn)行2次迭代計(jì)算，得出計(jì)算結(jié)果。2.編寫程序：它包括程序

3、源代碼；程序說明；部分程序的流程圖；程序運(yùn)行結(jié)果，電子版。注：1此表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)系、教研室審批，指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效；2此表1式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份四、參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實(shí)驗(yàn)室、主要儀器設(shè)備等）何仰贊 溫增銀.電力系統(tǒng)分析（上冊(cè)）.華中科技大學(xué)出版社.第三版.2002年何仰贊 溫增銀.電力系統(tǒng)分析（下冊(cè)）.華中科技大學(xué)出版社.第三版.2002年陳衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析.北京水利電力出版社.2004年1月李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析.北京水利電力出版社.2005年2月WDT電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái) 綜合仿真實(shí)驗(yàn)室五、進(jìn)度安排2010年12月20日：下達(dá)課程設(shè)計(jì)的計(jì)劃書

4、，任務(wù)書，設(shè)計(jì)題目及分組情況。2010年12月21日-23日：學(xué)生完成潮流計(jì)算的手工計(jì)算。2010年12月24日：講述課程設(shè)計(jì)編程的思路、要求；舉例：用MATLAB軟件編寫的部分程序。2010年12月25日-30日：學(xué)生編寫程序。2011年1月1日-3日：上機(jī)調(diào)試程序，得出正確結(jié)果。2011年1月4日-15日：整理課程設(shè)計(jì)報(bào)告。2011年1月6日：學(xué)生答辯六、教研室審批意見教研室主任（簽字）： 年 月 日七|、主管教學(xué)主任意見 主管主任（簽字）： 年 月 日八、備注指導(dǎo)教師（簽字）： 學(xué)生（簽字）：邵陽學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱表學(xué)生姓名 徐 瑪 麗 學(xué) 號(hào) 0841229186 系 電氣工程及

5、其自動(dòng)化 專業(yè)班級(jí) 08電力二班 題目名稱 潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì) 課程名稱 電力系統(tǒng)分析 一、學(xué)生自我總結(jié)通過本次潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)，我對(duì)潮流計(jì)算的過程有了深刻的理解。潮流計(jì)算的每個(gè)過程，包括首先的求取導(dǎo)納矩陣，到求解因子表，然后賦初值進(jìn)行第一次有功迭代，然后用的得到的修正量進(jìn)行第二次迭代，依次按這些步驟循環(huán)知道達(dá)到迭代要求。說著過程只有幾句話，可這個(gè)過程，我們整個(gè)組付出的努力和時(shí)間是相當(dāng)巨大的，沒日沒夜的進(jìn)行手工計(jì)算后就是學(xué)習(xí)MATLAB的使用，進(jìn)行編程?？偠灾?，這個(gè)課程設(shè)計(jì)，讓我收獲巨大。 學(xué)生簽名： 年 月 日二、指導(dǎo)教師評(píng)定評(píng)分項(xiàng)目平時(shí)成績答辯課程設(shè)計(jì)內(nèi)容綜合成績權(quán) 重30%30%40%單

6、項(xiàng)成績指導(dǎo)教師評(píng)語： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日注：1、本表是學(xué)生課程設(shè)計(jì)（論文）成績?cè)u(píng)定的依據(jù)，裝訂在設(shè)計(jì)說明書（或論文）的“任務(wù)書”頁后面；2、表中的“評(píng)分項(xiàng)目”及“權(quán)重”根據(jù)各系的考核細(xì)則和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)確定。目 錄第1章 潮流計(jì)算課題及算法11.1 潮流計(jì)算課題11.2 極坐標(biāo)下P-Q法的算法21.2.1 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y21.2.2 簡化雅可比矩陣B/和B/21.2.3 修正和迭代2第2章 手工計(jì)算3第3章 程序設(shè)計(jì)93.1 流程圖93.2 潮流計(jì)算程序103.3 潮流計(jì)算程序運(yùn)行結(jié)果16結(jié)束語22第1章 潮流計(jì)算課題及算法1.1 潮流計(jì)算課題題目一：在圖1所示的簡單電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)中節(jié)

7、點(diǎn)1、2為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)3為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)4為平衡節(jié)點(diǎn)，已給定，網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)的標(biāo)幺值如表2所示，給定電壓的初始值如表2所示，收斂系數(shù)。試求：圖1 簡單電力系統(tǒng)表1 網(wǎng)絡(luò)各元件參數(shù)的標(biāo)幺值支路電阻電抗輸電線路變壓器變比k120.020.060.01130.010.030.01230.030.07240.00.050.9625340.020.05表2 各節(jié)點(diǎn)電壓（初值）標(biāo)幺值參數(shù)節(jié)點(diǎn)i12341.00+j0.01.0+j0.01.0+j0.01.05+j0.0（3）采用極坐標(biāo)下的分解法計(jì)算圖1網(wǎng)絡(luò)的潮流分布。1.2 極坐標(biāo)下P-Q法的算法1.2.1 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y根據(jù)題目提供的各節(jié)點(diǎn)的參數(shù)，求得節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納

8、矩陣= 1.2.2 簡化雅可比矩陣B/和B/通過上一步的導(dǎo)納矩陣，形成有功迭代和無功迭代的簡化雅可比矩陣B/和B/對(duì)雅可比矩陣進(jìn)行三角分解，形成因子表，為后面進(jìn)行修正方程計(jì)算作好準(zhǔn)備。1.2.3 修正和迭代第一步，給定PQ節(jié)點(diǎn)初值和各節(jié)點(diǎn)電壓相角初值。第二步，作第一次有功迭代，按公式計(jì)算節(jié)點(diǎn)有功功率不平衡量。第三步，做第一次無功迭代，按公式計(jì)算無功功率不平衡量，計(jì)算時(shí)電壓相角最新的修正值。解修正方程式，可得各節(jié)點(diǎn)電壓幅值的修正量。第四步，第一輪有功迭代和無功迭代便做完了。第五步，按公式計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率。直到節(jié)點(diǎn)不平衡功率下降到10-5以下，迭代便可以結(jié)束。第2章 手工計(jì)算第3章 程序設(shè)計(jì)3.1

9、 流程圖3.2 潮流計(jì)算程序電力系統(tǒng)極坐標(biāo)下的PQ分解法潮流計(jì)算disp('電力系統(tǒng)極坐標(biāo)下的PQ分解法潮流計(jì)算':);clearn=input('請(qǐng)輸入結(jié)點(diǎn)數(shù)：n=');n1=input('請(qǐng)輸入PV結(jié)點(diǎn)數(shù)：n1=');n2=input('請(qǐng)輸入PQ結(jié)點(diǎn)數(shù)：n2=');isb=input('請(qǐng)輸入平衡結(jié)點(diǎn)：isb=');pr=input('請(qǐng)輸入精確度：pr=');K=input('請(qǐng)輸入變比矩陣看:K=');C=input('請(qǐng)輸入支路阻抗矩陣：C=');y=in

10、put('請(qǐng)輸入支路導(dǎo)納矩陣：y=');U=input('請(qǐng)輸入結(jié)點(diǎn)電壓矩陣：U=');S=input('請(qǐng)輸入各結(jié)點(diǎn)的功率：S=');Z=zeros(1,n);N=zeros(n2,n2+n1);L=zeros(n1+n2,n2);QT1=zeros(1,n1+n2);for m=1:n for R=1:n C(m,m)=C(m,m)+y(m,R); if K(m,R)=0 C(m,m)=C(m,m)+1/(K(m,R)*C(m,R)/(K(m,R)-1); C(R,R)=C(R,R)+1/(K(m,R)2*C(m,R)/(1-K(m,R);

11、C(m,R)=C(m,R)*K(m,R); C(R,m)=C(m,R); endendendfor m=1:n for R=1:n if m=R Z(m)=Z(m)+1/C(m,R); end endendfor m=1:n for R=1:n if m=R Y(m,m)=C(m,m)+Z(m); else Y(m,R)=-1/C(m,R); end endenddisp('結(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣:');disp(Y);disp('迭代中關(guān)于B的矩陣:');G=real(Y);B=imag(Y);O=angle(U);U1=abs(U);k=0;PR=1;P=real(S

12、);Q=imag(S);while PR>pr for m=1:n2 UD(m)=U1(m); end for m=1:n1+n2 for R=1:n PT(R)=U1(m)*U1(R)*(G(m,R)*cos(O(m)-O(R)+B(m,R)*sin(O(m)-O(R); end PT1(m)=sum(PT); PP(m)=P(m)-PT1(m); PP1(k+1,m)=PP(m); end for m=1:n2 for R=1:n QT(R)=U1(m)*U1(R)*(G(m,R)*sin(O(m)-O(R)-B(m,R)*cos(O(m)-O(R); end QT1(m)=sum(

13、QT); QQ(m)=Q(m)-QT1(m); QQ1(k+1,m)=QQ(m); end PR1=max(abs(PP); PR2=max(abs(QQ); PR=max(PR1,PR2); for m=1:n1+n2 for R=1:n1+n2 B1(m,R)=B(m,R); end end for m=1:n2 for R=1:n2 B2(m,R)=B(m,R); end end JJ=B1 L;N B2; disp(JJ); for m=1:n1+n2 PP2(m)=PP(m)/U(m); end for m=1:n2 QQ2(m)=QQ(m)/U(m); end PQ=PP2'

14、;QQ2' DA=-inv(JJ)*PQ; DA1=DA' for m=1:n1+n2 OO(m)=DA1(m)/U(m); end for m=n:n1+n2+n2 UU(m-n1-n2)=DA1(m); end for m=1:n1+n2 O(m)=O(m)+OO(m); end for m=1:n2 U1(m)=U1(m)+UU(m); end for m=1:n1+n2 o(k+1,m)=180/pi*O(m); end for m=1:n2 u(k+1,m)=U1(m); end k=k+1;endfor m=1:n b(m)=U1(m)*cos(O(m); c(m)

15、=U1(m)*sin(O(m);endU=b+i*c;for R=1:n PH1(R)=U(isb)*conj(Y(isb,R)*conj(U(R);endPH=sum(PH1);for m=1:n for R=1:n if m=R C1(m,R)=1/C(m,R); else C1(m,m)=C(m,m); end endendfor m=1:n for R=1:n if (C(m,R)=inf)&(m=R) SS(m,R)=U1(m)2*conj(C1(m,m)+U(m)*(conj(U(m)-conj(U(R)*conj(C1(m,R); end endenddisp('

16、迭代中的P：');disp(PP1);disp('迭代中的Q：');disp(QQ1);disp('迭代中相角:');disp(o);disp('迭代中電壓的模:');disp(u);disp('平衡結(jié)點(diǎn)的功率:');disp(PH);disp('全部線路功率分布:');disp(SS);3.3 潮流計(jì)算程序運(yùn)行結(jié)果電力系統(tǒng)極坐標(biāo)下的PQ分解法潮流計(jì)算:請(qǐng)輸入結(jié)點(diǎn)數(shù)：n=4請(qǐng)輸入PV結(jié)點(diǎn)數(shù)：n1=1請(qǐng)輸入PQ結(jié)點(diǎn)數(shù)：n2=2請(qǐng)輸入平衡結(jié)點(diǎn)：isb=4請(qǐng)輸入精確度：pr=10(-6)請(qǐng)輸入變比矩陣看:K=0

17、0 0 0 ;0 0 0 0.9625 ;0 0 0 0 ;0 0 0 0 請(qǐng)輸入支路阻抗矩陣：C=0 0.02+0.06i 0.01+0.03i inf;0.02+0.06i 0 0.03+0.07i 0.0+0.05i;0.01+0.03i 0.03+0.07i 0 0.02+0.05i;inf 0.0+0.05i 0.02+0.05i 0請(qǐng)輸入支路導(dǎo)納矩陣：y=0 0.01i 0.01i 0;0.01i 0 0 0;0.01i 0 0 0;0 0 0 0 請(qǐng)輸入結(jié)點(diǎn)電壓矩陣：U=1 1 1.02 1.05請(qǐng)輸入各結(jié)點(diǎn)的功率：S=-0.3-0.3i -0.3-0.2i -0.4結(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣

18、: 15.0000 -44.9800i -5.0000 +15.0000i -10.0000 +30.0000i 0 -5.0000 +15.0000i 10.1724 -47.0590i -5.1724 +12.0690i 0 +20.7792i -10.0000 +30.0000i -5.1724 +12.0690i 22.0690 -59.3003i -6.8966 +17.2414i 0 0 +20.7792i -6.8966 +17.2414i 6.8966 -38.8302i迭代中關(guān)于B的矩陣: -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.05

19、90 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59

20、.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0

21、 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.

22、0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590

23、12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.30

24、03 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590 -44.9800 15.0000 30.0000 0 0 15.0000 -47.0590 12.0690 0 0 30.0000 12.0690 -59.3003 0 0 0 0 0 -44.9800 15.0000 0 0 0 15.0000 -47.0590迭代中的P： -0.1000 -0.1966 -0.4985 -0.0824 -0.3300 0.4732 0.0075 0.0112 -0.0033 0.0078 0.0189 -0.0286 -0.0009 -0.0026 0

25、.0025 -0.0009 -0.0007 0.0018 0.0001 0.0002 -0.0003 0.0001 0.0000 -0.0001 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000迭代中的Q： 0.3200 1.8696 -0.0343 0.0701 -0.0257 -0.1061 0.0029 0.0056 0.0026 0.0054 -0.0003 -0.0008 -0.0003 -0.0002 0.0000 0.0001 0.0000 -0.0000 -0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000迭代中相角: -1.4090 -1.0470 -1.3707 -1.2909 -1.2937 -0.9218 -1.2596 -1.2654 -0.9038 -1.2600 -1.2486 -0.9272 -1.2618 -1.2521 -0.9264 -1.2622 -1.2528 -0.9251 -1.2620 -1.2525 -0.9252 -1.2619 -1.2525 -0.9253 -1.2619 -1.252