电力系统稳态潮流计算课程设计

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1、 课程设计(论文) 题 目 名 称 电力系统潮流计算 课 程 名 称 电力系统稳态分析 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 电气工程系电气工程及其自动化电力方向 指 导 教 师 2009 年 1 月 6 日 2 前前 言言 在如今的社会，电力已经成为人们必不可少的需求，而建立结构合理的大型电力 系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省 动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经 济日益增长的用电需要。 电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组 成部分。 电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广

2、泛应用， 推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系 统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。 电力系统稳态分析包括潮流计算（或潮流分析)和静态安全分析。潮流计算针对 电力革统各正常运行方式， 而静态安全分析则要研究各种运行方式下个别系统元件退 出运行后系统的状况。其目的是校验系统是否能安全运行，即是否有过负荷的元件或 电压过低的母线等。原则上讲，静态安全分析也可 U 用潮流计算来代替。但是一般 静态安全分析需要校验的状态数非常多， 用严格的潮流计算来分析这些状态往往计算 量过大，因此不得不寻求一些特殊的算法以满足要求。 牛顿法是数学中解决非线性

3、方程式的典型方法，有较好的收敛性。解决电力系统 潮流计算问题是以导纳距阵为基础的，因此，只要在迭代过程中尽可能保持方程式系 数距阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿法潮流程序的放率。自从 20 世纪 60 年代中 期利用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性、内存要求、速度方面都超过了阻抗 法，成为直到目前仍在广泛采用的优秀方法。 3 目 录 第一章 系统概述 4 1.1 设计目的与要求 . 4 1.1.1 设计目的 . 4 1.1.2 设计要求 . 4 1.2 设计题目 . 4 1.3 设计内容 . 4 第二章 潮流计算设计题目 5 2.1 潮流计算题目 . 5 2.2 对课题的分析及求解思路 .

4、6 第三章 潮流计算算法及手工计算 6 3.1 潮流计算算法 . 6 3.2 关于电力系统潮流计算手工计算 . 8 3.2.1 节点导纳矩阵 8 3.2.2 简化雅可比矩阵 9 3.2.3 修正、迭代 .10 第四章 Matlab 概述 10 4.1 Matlab 简介 10 4.2 矩阵的运算 . 11 4.2.1 四则运算 12 4.2.2 与常数的运算 .12 4.2.3 基本数学运算 .12 4.2.4 逻辑关系运算 .12 第五章 潮流计算流程图及源程序 13 5.1 潮流计算流程图 . 13 5.2 潮流计算源程序 . 14 5.3 运行计算结果 . 19 总 结 20 参考文献

5、21 4 第一章 系统概述 1.1 设计目的与要求 1.1.1 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FORTRAN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计算。 1.1.2 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）。 1.2 设计题目 电力系统潮流计算（牛顿-拉夫逊法、P-Q 分解法） 1.3 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

6、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；连调； 7.计算分析给定系统潮流分析并与手工计算结果作比较分析。 8.准备计算机演示答辩，书写该课程设计说明书（必须计算机打印） 。 5 第二章 潮流计算设计题目 2.1 潮流计算题目 图 2-1 电力系统接线图 6 2.2 对课题的分析及求解思路 此电力系统是一个 5 节点，4 支路的电力网络。其中包含 3 个 PQ 节点，一个 PV 节点，和一个平衡节点。综合比较牛顿拉夫逊法（直角坐标、极坐标） 、PQ 分解法等 多种求解方法的特点，最后确定采用牛顿拉夫逊法（极坐标） 。因为此方法所需解的 方程组最少。 第三章 潮流计算算法及手工计算 3.1 潮流计算算法 本题采用了题目要求的牛顿拉夫逊潮流计