1、 电力系统基础课程设计说明书 1 电力系统课程设计 潮流计算 姓名_ 班级_ 电力系统基础课程设计说明书 2 摘摘 要要 潮流计算是电力系统非常重要的分析计算， 用以研究系统规划和运行中提出的各种 问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满 足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和 网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以 内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事 先采取哪些预防措施等。 潮流计算是电力系统分析最基本的计算。除它自身的重要作用之外，潮流计
2、算 还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、 静态和动态等值计算的基础。 实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。按电压的不同表示方法，牛顿- 拉夫逊潮流计算分为直角坐标形式和极坐标形式两种。 本次计算采用直角坐标形式下的 牛顿-拉夫逊法，牛顿-拉夫逊法有很好的收敛性，但要求有合适的初值。 传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直接难与其他分析功能集成。 网络原始数据输入工作大量且易于出错。本文采用 MATLAB 语言运行 WINDOWS 操作系统 的潮流计算软件。目前 MATLAB 已成为国际控制界最流行、使用最广泛的语言了。它的 强大的矩阵处理
3、功能给电力系统的分析、计算带来很多方便，而且采用 MATLAB 界面直 观，运行稳定，计算准确。所以本次课程设计程序设计采用 MATLAB 计算。 关键词： 电力系统潮流计算 牛顿拉夫逊法潮流计算 MATLAB 电力系统基础课程设计说明书 3 目 录 一、 概述 1.1 设计目的与要求3 1.1.1 设计目的.3 1.1.2 设计要求.3 1.2 设计题目.3 1.3 设计内容.3 二 电力系统潮流计算概述4 2.1 电力系统简介.4 2.2 潮流计算简介.4 2.3 潮流计算的意义及其发展. .5 三 潮流计算设计题目.6 3.1 潮流计算题目. 6 3.2 对课题的分析及求解思路. 7 四
4、 潮流计算算法及手工计算7 4.1 极坐标下 P-Q 法的算法7 4.2 节点电压方程8 4.3 节点导纳矩阵9 4.4 导纳矩阵在潮流计算10 4.5 潮流计算的手工计算12 五 Matlab 概述13 5.1 Matlab 简介. 14 5.2 Matlab 的应用14 5.3 矩阵的运算 14 5.3.1 与常数的运算 14 5.3.2 基本数学运算.14 5.3.3 逻辑关系运算.14 5.4 Matlab 中的一些命令. 15 六 潮流计算流程图及源程序18 6.1 潮流计算流程图18 6.2 潮流计算源程序图19 6.3 运行计算结果27 七 总结.29 八 参考文献.29 电力系
5、统基础课程设计说明书 4 第一章第一章 系统概述系统概述 1.1 1.1 设计目的与要求设计目的与要求 1.1.1 设计目的设计目的 1. 掌握电力系统潮流计算的基本原理； 2. 掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB 语言或 C 语言或 C+语言） ； 3. 采用计算机语言对潮流计算进行计算机编程。 1.1.2 1.1.2 设计要求设计要求 1. 程序源代码； 2. 给定题目的输入，输出文件； 3. 程序说明； 4. 给定系统的程序计算过程； 5. 给定系统的手算过程（至少迭代 2 次） 。 1.21.2 设计题目设计题目 电力系统潮流计算（牛顿-拉夫逊法、P-Q 分解法） 1.31.
6、3 设计内容设计内容 1. 根据电力系统网络推导电力网络数学模型，写出节点导纳矩阵； 2. 赋予各节点电压变量（直角坐标系形式）初值后，求解不平衡量； 3. 形成雅可比矩阵； 4. 求解修正量后，重新修改初值，从 2 开始重新循环计算； 5. 求解的电压变量达到所要求的精度时，再计算各支路功率分布、功率损耗和平衡节 点功率； 6. 上机编程调试； 7. 计算分析给定系统潮流分析并与手工计算结果做比较分析； 8. 书写课程设计说明书。 电力系统基础课程设计说明书 5 第二章 电力系统潮流计算概述 2.12.1 电力系统叙述电力系统叙述 电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站（或称发电厂）中生产的，各 发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源 和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾， 就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。
