1、 1 课程设计论文课程设计论文 基于 MATLAB 的电力系统潮流计算 学院:电气工程学院 专业:电气工程及其自动化 班级:电自班 学号: 姓名: 2 内容摘要内容摘要 潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接 线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值和相角） ，各支路流 过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必 要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调 度管理及科学计算中都有着广泛的应用。 潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，牛顿拉夫逊 Newton-Raphson 法是数学上解非线
2、性方程组的有效方法，有较好的收敛性。运 用电子计算机计算一般要完成以下几个步骤：建立数学模型，确定解算方法，制 订计算流程，编制计算程序。 关键词关键词 牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson） 无功调节 高斯消去法 潮流计算 Mtlab 3 一一 . .电力系统潮流计算的概述电力系统潮流计算的概述 在电力系统的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网 络中的损耗也将发生变化。 要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是 不可能的，因此系统运行中个节点出现电压的偏移是不可避免的。为了保证电力 系统的稳定运行，要进行潮流调节。 随着电力系统及在线应用的发展，计算机网络已经
3、形成，为电力系统的潮流 计算提供了物质基础。电力系统潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容， 也是电力系统运行及设计中必不可少的工具。根据系统给定的运行条件、网络接 线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线电压的幅值及相角、各元件中流过 的功率、整个系统的功率损耗等。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必 要手段和重要工作环节，因此潮流计算在电力系统的规划设计、生产运行、调度 管理及科学研究中都有着广泛的应用。它的发展主要围绕这样几个方面：计算方 法的收敛性、可靠性；计算速度的快速性；对计算机存储容量的要求以及计算的 方便、灵活等。 常规的电力系统潮流计算中一般具有三种类型的节点：PQ、P
4、V 及平衡节点。 一个节点有四个变量，即注入有功功率、注入无功功率，电压大小及相角。常规 的潮流计算一般给定其中的二个变量：PQ 节点（注入有功功率及无功功率） ，PV 节点（注入有功功率及电压的大小） ，平衡节点（电压的大小及相角） 。 1、变量的分类： 负荷消耗的有功、无功功率 1L P、 1L Q、 2L P、 2L Q 电源发出的有功、无功功率 1G P、 1G Q、 2G P、 2G Q 母线或节点的电压大小和相位 1 U、 2 U 、 1 、 2 在这十二个变量中，负荷消耗的有功和无功功率无法控制，因它们取决于用 户，它们就称为不可控变量或是扰动变量。电源发出的有功无功功率是可以控
5、制 的自变量，因此它们就称为控制变量。母线或节点电压的大小和相位角是受 控制变量控制的因变量。其中, 1 U、 2 U主要受 1G Q、 2G Q的控制, 1 、 2 主要 受 1G P、 2G P的控制。这四个变量就是简单系统的状态变量。 4 为了保证系统的正常运行必须满足以下的约束条件： 对控制变量 maxminmaxmin ; GiGiGiGiGiGi QQQPPP 对没有电源的节点则为 0;0 GiGi QP 对状态变量 i U的约束条件则是 maxminiii UUU 对某些状态变量 i 还有如下的约束条件 max jiji 2、节点的分类： 第一类称 PQ 节点。 等值负荷功率 L
6、i P、 Li Q和等值电源功率 Gi P、 Gi Q是给定的， 从而注入功率 i P、 i Q是给定的，待求的则是节点电压的大小 i U和相位角 i 。属 于这类节点的有按给定有功、 无功率发电的发电厂母线和没有其他电源的变电所 母线。 第二类称 PV 节点。等值负荷和等值电源的有功功率 Li P、 Gi P是给定的，从而 注入有功功率 i P是给定的。等值负荷的无功功率 Li Q和节点电压的大小 i U 也是 给定的。待求的则是等值电源的无功功率 Gi Q，从而注入无功功率 i Q和节点电压 的相位角 i 。 有一定无功功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线 都可以作为 PV 节点； 第三类平衡节点。 潮流计算时一般只设一个平衡节点。 等值负荷功率 Ls P、 Ls Q 是给定的，节点电压的大小和相位也是给定的。担负调整系统频率任务的发电厂 母线往往被选作为平衡节点。 5 二二牛顿牛顿拉夫逊法概要拉夫逊法概要 1 1首先对一般的牛
