电力系统流量计算课程设计
课程主题和要求
1、题目的原始数据
1、系统图：两座发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电站相连。
2.电厂信息：
1、2为电厂高压母线。第一电厂总装机容量为（300MW ），母线3为机压母线。机压母线装机容量为（100MW ），最大和最小负荷分别为50MW 和20MW 。 ;第二电厂总装机容量为（200MW ）。
变电所1
变电所母线
电厂一 电厂二
3、变电站信息：
(一) 1、2、3、4变电站低压母线电压等级为：35KV 10KV 35KV 10KV (二)
变电站负荷为：
60MW 40MW 40MW 50MW (三) 各变电站功率因数cos φ=0.85；
(四)
1、3变电站分别配备两台容量为75MVA 的变压器，短路损耗为414KW ，
短路电压（%）=16.7；变电站2、变电站4分别配备两台容量为63MVA 的变压器，短路损耗为245KW ，短路电压（%）=10.5；
4、输电线路信息：
电厂与变电站之间输电线路的电压等级和长度如图所示，Ω17.0单位长度电阻为 ，单位长度电抗Ω0.402为 ，单位长度电纳为S -610*2.78。 二、 课程设计的基本内容：
1. 给定网络，并画出等效电路图。
2. 输入各支路数据，在变电站一定负荷条件下，通过给定程序计算各节点
数据，并对计算结果进行分析。
3. 跟随变电站负荷按一定比例变化，进行潮流计算分析。
1) 4个变电站负荷同时增加2%； 2) 4个变电站负荷同时降低2%
3) 1、4号变电站负荷同时下降2%，2、3号变电站负荷同时上升2%； 4. 在不同的负载条件下，分析潮流计算的结果，如果每条母线的电压不符
合要求，则调整电压。 （变电站低压母线电压10KV 需要在9.5-10.5之间调整；35KV 电压需要在35-36之间调整）
5. 断开支路双回线路之一，分析潮流分布。 （好几根树枝断了好几次）
6. 使用DDRTS 软件，绘制系统图，分析上述各种情况的流程，并比较结果。
7. 最后形成课程设计的成品规范。 3. 完成课程设计的基本要求：
1. 在阅读程序的基础上画出潮流计算的基本流程图
2. 通过输入数据，进行潮流计算并输出结果
3. 针对不同的负荷变化，分析潮流分布，编写分析说明。
4. 针对不同的负荷变化，调节和控制潮流，说明调节和控制的方法，列出
调节和控制的参数变化。
5. 打印使用 DDRTS 进行潮流分析绘制的系统图，以匹配潮流分布图。
潮流计算概述
1.电力系统潮流计算概述
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变化，网络中的损耗也会发生变化。任何时候都无法严格保证所有用户都有额定电压，因此在系统运行过程中各节点的电压偏差在所难免。为保证电力系统稳定运行，应进行潮流调节。
随着电力系统的发展和在线应用，计算机网络已经形成，为电力系统潮流计算提供了物质基础。潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容，也是电力系统运行和设计中不可缺少的工具。根据给定的系统运行条件、网络布线和元件参数，通过潮流计算可以确定各母线电压的幅值和相角，流过各元件的功率，以及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电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算被广泛应用于电力系统规划设计、生产运行、调度管理和科学研究。其发展主要围绕以下几个方面展开：计算方法的收敛性和可靠性；计算速度的快慢；对计算机的存储容量和计算的方便性和灵活性的要求。
常规电力系统潮流计算中的节点一般分为三种：PQ 、PV 和平衡节点。一个节点有四个变量，即注入有功功率、注入无功功率、电压大小和相角。常规潮流计算一般给出两个变量：PQ 节点（注入有功功率和无功功率）、PV 节点（注入有功功率和电压）和平衡节点（电压和相角）。 1、变量的分类：
负载消耗的有功和无功功率—— 1L P , 1L Q , 2L P ,2L Q 电源发出的有功和无功功率—— 1G P , 1G Q , 2G P ,2G Q 母线或节点的电压幅值和相位 - 1U , 2U , 1δ,2δ
在这十二个变量中，负载消耗的有功和无功功率是无法控制的，因为它们取决于用户，所以称为不可控变量或扰动变量。电源发出的有功和无功功率是可以
控制的自变量，所以称为受控变量。母线或节点电压的幅度和相位角是受控变量
控制的因变量。其中 ,1U 主要2U 受 控制1G Q , 2G Q ,1δ主要1G P 受2G P 控制。
2δ这四个变量是简单系统的状态变量。
为了保证系统的正常运行，必须满足以下约束条件： 控制变量
max min max min ;Gi Gi Gi Gi Gi Gi Q Q Q P P P <<<<
对于没有电源的节点，它是
0;0==Gi Gi Q P
然后对状态变量的约束是i U
max min i i i U U U <<
一些状态变量也有以下约束i δ
max
j
i j i δδδδ-<-
2、节点分类：
(1) 第一种称为PQ 节点。给定等效负载功率Li P 和Li Q 等效电源功率，从而Gi P 得到i δ注入功率i P ，Gi Q 得到i Q 节点电压的幅值和相位角i U 。属于这种节点的是根据给定的有功和无电源发电的发电厂母线和没有其他电源的变电站母线。 (2) 第二种称为PV 节点。给定等效负载和等效电源的有功功率，从而给Li P 定Gi P 注入的有功功率i P 。还给出了等效负载的无功功率Li Q 和节点电压的大小。i U 需要的是等效电源的无功功率Gi Q ，从而注入无功功率的相角i Q 和节点电压i δ。具有一定无功储备的电站和具有一定无功电源的变电站母线均可作为光伏节点； (3) 第三种平衡节点。一般在潮流计算中只设置一个平衡节点。给出了等效负载功率Ls P ，Ls Q 也给出了节点电压的幅值和相位。负责调节系统频率的电厂母线常被选为平衡节点。
2、用牛顿法计算潮流时，有以下步骤：
(1) 输入电路和电气元件参数，形成节点导纳矩阵B Y 。 (2) 给出各节点电压的初始值)0()0(,f e 。
(3) 将上述电压初始值代入式(4- 38a)～式(4- 38c)或式(4- 45c)和(4- 45a)，得到校正方程中的不平衡度)0(2
)
0()
0()(,i i i U Q P ∆∆∆以及。
将各节点电压的初始值代入式(4 -41a)、式(4-41b)或式(4 -49a)~式(4-49d)，求出校正方程的系数矩阵——雅可比矩阵的各元素
()()()()()()
000000ij
ij ij ij ij ij S R L J N H 、以及、、、。 ⑸ 求解修正方程，求各节点电压的变化量，即修正()()00i i f e ∆∆、。 ⑹ 计算各节点电压的新值，即修正值
()()()()()()001001;i i i i i i f f f e e e ∆+=∆+=
⑺ 使用每个节点电压的新值从第三步开始进入下一次迭代。 ⑻ 计算平衡节点功率和线路功率。 其中，平衡节点功率为
s s i si n i i s s jQ P U Y U S +=∑=*
*==•1
~
线路功率为
ji
ji i j j j j ji j ji ij ij j i i i i ij i ij jQ P U U y U U I U S jQ P U U y U U I U S +=-+==+=-+==•
•
*
•
•
*
•
•
•*••*•)([)]([0~
0~
因此，线路上损失的功率为
ij ij ji ij ij Q j P S S S ∆+∆=+=∆~
~~
3. MATLAB 程序绘制Newton-Raphson 法流程图
问题分析一、节点设置及分类
根据系统图，可以看出这个系统是一个两端的供电网络。母线1、2设置为节点1、6 ，变电站1、2、3、4的高低压侧分别设置为节点2、3、4 。 5、7、8、9、10 。 _另外，节点1设置为平衡节点，节点6设置为PV 节点，其余节点设置为PQ 节点。
2.参数搜索
设置参考值MVA S B 100=, KV U B 220=, ，4842
==B
B B U S Z Ω根据主体原
始数据，计算电厂、变压器、线路参数。
(1) 使用以下公式计算变压器参数（转换为低压测量） ：
S
U P R N
N
k
T
22
1000=S
U U X
N
N K
T
1002
%= X R Z
T
T T
+
=
计算变压器抽头比（转换为低压测量）：
5.38%)
5.221(220⨯±⨯=
K , 11
%)
5.221(220⨯±⨯=
K
(2) 计算线路参数
单位阻抗为jx r +，长度为L ，则线路的总阻抗为：
L jx r jX R Z )(+=+=
单位电纳y ，总导纳为：
yL Y =
(3) 变电站负荷为：
变电站 1 L S = 60 +j 37.18变电站 2 L S = 40 +j 24.79 变电站 3 L S = 40 +j 24.79变电站 4 L S = 50 +j 30.98
表一：电站、变压器、线路参数
标头编号结束编号阻抗命名值电力名优值
1 2 8.5+j20.1 j0.000556
1 4 4.25+j10.05 j0.000278
1 7 7.65+j18.09 j0.0005004
6 9 8.5+j20.1 J0.000556
7 9 6.8+j16.08 J0.000448
2 3 0.05455+j1.65024 0
4 5 0.003735+j0.10083 0
7 8 0.05455+j1.65024 0
9 10 0.003735+j0.10083 0
3.等效电路图
4. MATLAB潮流计算
1. B1 和 B2 矩阵的形成：
B1矩阵：1.支头号； 2、端号； 3、支路阻抗 4、线对地电纳（或变压器导纳）； 5、支路变比； 6、K侧分支头为1，1侧为0； 7. 线路/变压器识别（0/1）。根据需要的参数，结合B1矩阵的含义，将B1矩阵写成如下：
B1=[1 2 8.5+20.1i 5.56e-4i 1 0 0;
1 4 4.25+10.05i 2.78e-4i 1 0 0；
1 7 7.65+18.09i 5.004e-4i 1 0 0；
6 9 8.5+20.1i 5.56e-4i 1 0 0；
7 9 6.8+16.08i 4.448e-4i 1 0 0；
2 3 5.455e-2+1.65024i 0 220/38.5 1 1；
4 5 3.735e-3+0.10083i 0 220/11 1 1；
7 8 5.455e-2+1.65024i 0 220/38.5 1 1；
9 10 3.735e-3+0.10083i 0 220/11 1 1;]
B2矩阵： 1.节点的发电机功率； 2、节点的负载功率； 3. PQ节点电压的初始值，或者平衡节点和PV节点的电压给定值。 4. 无功补偿并联电容器（电感）节点的电纳。 5.节点分类标签：1为平衡节点（应该是1号节点）； 2是PQ节点； 3是PV节点。
只有两个电厂联合供电，并根据发电机效率和功率损耗等情况选择合理的配电方式，即电厂二供电60MW，其余由一电厂供电。
B2=[0 0 231 0 1;
0 0 220 0 2；
0 60+37.18i 35 0 2；
0 0 220 0 2；
0 40+24.79i 10 0 2;
60 0 231 0 3
0 0 220 0 2；
0 40+24.79i 35 0 2；
0 0 220 0 2；
0 50+30.98i 0 0 2;]
2.编写程序并运行
(1) 编程见附录1
(2) 运行调试
运行初始矩阵：
：
可以观察到节点3、5、8、10的电压都高于问题中给定的范围。因此，通过调整电厂和变压器抽头的电压，多次调整系统，最终得到合理的结果。
调整结果如下：
经比较，本题要求的3、5、8、10电压均满足要求。与DDRTS相比，MATLAB 的误差小，满足要求。
表 7：每个分支的功率损耗
观察调整前后的功率损耗。由于端电压和变比的变化，相应的总损耗增加，但数值较小，符合要求。
各节点电压模值、电压角、节点注入有功功率、节点注入无功功率
各节点支头注入功率、支头无功率注入、支端注入功率、支端无注入功率、支路有功损耗、支路无功损耗。
DDRTS仿真潮流计算结果图（系统图见附录2）
DDRTS图中显示的数据是各支路的潮流分布、节点电压和节点电压相角，与MATLAB中的潮流计算结果相同。
3. 不同负荷变化的潮流分布
(1)4个变电站负荷同时增加2%
由于变电站负荷增加2%，每个变电站的负荷变为：
S= 61.2+j37.92
变电站 1
L
S= 40.8+j25.28
变电站 2
L
S= 40.8+j25.28
变电站 3
L
S= 51+j31.60
变电站 4
L
B2矩阵也改为：
B2=[0 0 231 0 1;
0 0 220 0 2；
0 61.2+37.92i 35 0 2;
0 0 220 0 2；
0 40 8 +2 5.28我10 0 2;
60 0 231 0 3
0 0 220 0 2；
0 40 8 +2 5.28我35 0 2；
0 0 220 0 2；
0 5 1 +3 1.60我0 0 2;]
如下调整，使电压达到要求的范围：
从表中可以看出，负载上升后功率损耗增加。
表 12：调节后的潮流分布
各支路首端功率Si 各支路终端功率Sj 1~2个分支62.2857+19.868i-61.4285-44.8329i 1~ 4个分支41.0638+14.1969i-40.8816-27.4839i 1~7条支路32.8366-7.02975i-32.6662-17.2792i 6到9个分支60-1.99395i-59.3711-24.2575i 7 ~ 9个分支-8.23283-10.9957i8.24223-10.8204i 2 ~ 3个分支61.4285+44.8329i-61.2-37.92i
4 ~ 5个分支40.8816+27.4839i-40.8-25.28i
7 ~ 8个分支40.899+28.2749i-40.8-25.28i
9~10条支路51.1288+35.0779i-51-31.6i
DDRTS 仿真结果图
(2)4个变电站负荷同时降低2%
由于变电站负荷下降2%，每个变电站的负荷变为：
S= 58.8+j36.44
变电站 1
L
S= 39.2+j24.29
变电站 2
L
S= 39.2+j24.29
变电站 3
L
S= 49+j30.36
变电站 4
L
B2矩阵同时变化
B2=[0 0 231 0 1;
0 0 220 0 2；
0 58.8+36.44i 35 0 2;
0 0 220 02；
0 39.2+24.29i 10 0 2；
60 0 231 0 3；
0 0 220 0 2；
0 39.2+24.29i 35 0 2;
0 0 220 0 2；
0 49+30.36i 10 0 2]
从表中可以看出，负载上升后功率损耗减小
表 16：调节后的潮流分布
各支路首端功率Si 各支路终端功率Sj
1~2个分支59.789+17.5872i-59.0093-42.7714i 1~ 4个分支39.4419+12.9898i-39.2751-26.3184i 1~7条支路29.1791-7.75955i-29.0447-16.6548i 6到9个分支60-4.19436i-59.3792-22.1008i 7 ~ 9个分支-10.2462-10.3868i10.2608-11.4546i 2 ~ 3个分支59.0093+42.7714i-58.8-36.44i
4 ~ 5个分支39.2751+26.3184i-39.2-24.29i
7 ~ 8个分支39.291+27.0416i-39.2-24.29i
9~10条支路49.1184+33.5553i-49-30.36i
DDRTS 仿真结果图
（3）4个变电站负荷同时下降2%，2、3个变电站负荷同时上升2%。
每个变电站的负荷变为：
S= 58.8+j36.44
变电站 1
L
S= 40.8+j25.28
变电站 2
L
S= 40.8+j25.28
变电站 3
L
S= 49+j30.36
变电站 4
L
B2矩阵同时变化：
B2= [0 0 231 0 1;
0 0 220 0 2；
0 58.8+36.44i 35 0 2;
0 0 220 0 2；
0 40.8+25.28i 10 0 2；
60 0 231 0 3；
0 0 220 0 2；
0 40.8+25.28i 35 0 2;
0 0 220 0 2；
0 49+30.36i 10 0 2]
如下调整，使电压达到要求的范围：
总体损耗 2.054966-106.5934i 2.25816-96.2178i
表 20：调节后的潮流分布
各支路首端功率Si 各支路终端功率Sj
1~2个分支59.789+17.5872i-59.0093-42.7714i
1~ 4个分支41.0638+14.1969i-40.8816-27.4839i
1~7条支路30.8054-7.11427i-30.655-17.2503i
6到9个分支60-3.52765i-59.3769-22.7546i
7 ~ 9个分支-10.2439-11.0224i10.2585-10.8025i
2 ~ 3个分支59.0093+42.7714i-58.8-36.44i
4 ~ 5个分支40.8816+27.4839i-40.8-25.28i
7 ~ 8个分支40.8989+28.2728i-40.8-25.28i
9~10条支路49.1184+33.5572i-49-30.36i
DDRTS 仿真结果图
(4) 断开 1 和 2 分支双回线路之一
B1矩阵中对应的阻抗和导纳发生了变化
B1=[ 1 2 17+40.2i 2.78e-4i 1 0 0 ;
1 4 4.25+10.05i 2.78e-4i 1 0 0；
1 7 7.65+18.09i 5.004e-4i 1 0 0；
6 9 8.5+20.1i 5.56e-4i 1 0 0；
7 9 6.8+16.08i 4.448e-4i 1 0 0；
2 3 5.455e-2+1.65024i 0 220/38.5 1 1；
4 5 3.735e-3+0.10083i 0 2 20/11 1 1；
7 8 5.455e-2+1.65024i 0 220/38.5 1 1；
9 10 3.735e-3+0.10083i 0 220/11 1 1;] 如下调整，使电压达到要求的范围：
信息工程学院课程设计报告书 题目: 电力系统潮流计算 专业：电气工程及其自动化 班级：0310406 学号：031040635 学生姓名：陈代才 指导教师：钟建伟 2013年 4 月15 日
信息工程学院课程设计任务书 2013年4月15日
目录 1 任务提出与方案论证 (2) 2 总体设计 (3) 2.1潮流计算等值电路 (3) 2.2建立电力系统模型 (3) 2.3模型的调试与运行 (3) 3 详细设计 (4) 3.1 计算前提 (4) 3.2手工计算 (7) 4设计图及源程序 (11) 4.1MA TLAB仿真 (11) 4.2潮流计算源程序 (11) 5 总结 (19) 参考文献 (20)
1 任务提出与方案论证 潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。是电力系统研究人员长期研究的一个课题。它既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据，又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。 潮流计算经历了一个由手工到应用数字电子计算机的发展过程，现在的潮流算法都以计算机的应用为前提用计算机进行潮流计算主要步骤在于编制计算机程序，这是一项非常复杂的工作。对系统进行潮流分析，本文利用MATLAB中的SimpowerSystems工具箱设计电力系统，在simulink 环境下，不仅可以仿真系统的动态过程，还可以对系统进行稳态潮流分析。
东南大学电气工程学院2015年电力系统综合课程设计 报告 班级160124 姓名齐济 学号16012429 指导老师陈中 小组成员王武森石应隆
目录 线路数据 (2) 一、网络拓扑 (2) 二、发电机稳态数据 (2) 三、变电站数据 (2) 四、线路数据 (3) 五、发电机暂态数据 (3) 典型方式电力系统潮流计算 (4) 一、发电厂变压器选择及参数计算 (4) 二、形成导纳矩阵 (4) 三、求出系数矩阵B’和B’’ (5) 四、设置各节点电压初值 (5) 五、求功率不平衡量 (5) 六、解修正方程 (5) 七、求新的初值 (6) 八、判断是否已收敛 (6) 九、计算结果 (6) 变电站变压器选择和主接线设计 (7) 一、变压器选择 (7) 1.变电站主变压器 (7) 2.发电厂变压器 (11) 3.变压器等效电路 (11) 二、主接线设计 (12) 1.发电厂主接线 (12) 2.变电站主接线 (13) 三、总结与提升 (16) 线路断路器选择 (18) 仿真曲线计算 (20) 感想与建议 (23) 附录一：PQ 解耦法潮流计算Matlab 程序 (24) 附录二：改进欧拉法计算功角特性Matlab 程序 (25)
线路数据一、网络拓扑 图1 二、发电机稳态数据 三、变电站数据 负荷额定电压为10KV
四、线路数据 五、发电机暂态数据
典型方式电力系统潮流计算 一、发电厂变压器选择及参数计算 三个发电厂的变压器选择如下： T1：单台SFP7-120000/110 T2：双台SFP7-90000/110 T3：单台SFP7-90000/110 经计算得到三台变压器的阻抗、导纳参数为： 二、形成导纳矩阵 根据线路数据和发电机变压器数据，可以算出电力系统网络中各节点的自导纳和各节点之间的互导纳。 y14=?8.54i y27=?11.423i y39=?17.13i y45=0.38?6.15i y46=0.872?5.32i y57=2.654?9.02i y69=0.645?5.64i y78=1.365?11.6i y89=2.256?10.38i y11=?8.5454i y22=?11.429i y33=?17.16i y44=1.56?19.945i y55=3.034?15.09i y66=1.52?10.92i y89=4.4?31.983i y88=3.621?21.938i y99=3.52?33.13i 由此可得电力系统网络的节点导纳矩阵为: -8.545i008.54i0000 0-11.429i000011.423i0 00-17.16i00000 8.54i00-19.945i 6.15i 5.32i00 000 6.15i-15.09i09.02i0 000 5.32i0-10.92i00 011.423i009.02i0-31.983i11.6i 00000011.6i-21.983i 0017.15i00 5.64i010.38i
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，包括电压的幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗等一系列系统中的潮流数据。 潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种，牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。将N-R法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础的，由于利用了导纳矩阵的对称性，稀疏性及节点编号顺序优划等技巧，使N-R法在收敛性，占用存，计算速度等方面的优点都超过了阻抗法。 同时本文也应用了电力系统潮流计算仿真软件DDTR与利用程序计算的结果进行比较，使计算的结果更加准确。利用成形的程序对系统中出现的各种情况，例如负荷的变化以及线路上所发生的变化进行计算，并对母线上不满足围的数据进行调控，使得系统处于一个较稳定的状态。 关键词牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）潮流计算与DDRT仿真潮流计算结果分析与调控
一、问题重述（即课程设计任务书） 1、系统图如图1所示： 变电所1 变电所2 母线 电厂一 电厂二
2、发电厂资料： 母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为（300MW ），母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（100MW ），最大负荷和最小负荷分别为50MW和20MW；发电厂二总装机容量为（200MW ）。 3、变电所资料： (一)变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：35KV 10KV 35KV 10KV (二)变电所的负荷分别为： 50MW 50MW 40MW 60MW (三)每个变电所的功率因数均为cosφ=0.85； (四)变电所1和变电所3分别配有两台容量为75MVA的变压器，短路损耗 414KW，短路电压（%）=16.7；变电所2和变电所4分别配有两台容 量为63MVA的变压器，短路损耗为245KW，短路电压（%）=10.5； 4、输电线路资料： 发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为Ω .0，单位长度的电抗为Ω 0.402，单位长度的电纳为S-6 17 * 2.78。 10 通过以上给出数据得到该系统的等值电路，并通过计算比较与分析得到系统的潮流分布，再由不同的的负荷变化调控系统的潮流分布。 二、问题分析
东北电力大学电力系统潮流计算课程设计 一、课程设计目的 本课程设计旨在通过电力系统潮流计算的原理和方法，使学生掌握电力系统潮流计算的基本理论和方法，能够熟练地使用相应的软件进行电力系统潮流计算，解决实际电力系统运行中的电压稳定性、线路功率负载分配、网损分配等问题。 二、课程设计基本内容 1. 电力系统潮流计算的基本原理和方法。 2. 电力系统潮流计算的数学模型和基本方程。 3. 电力系统潮流计算的常用算法和软件。 4. 电力系统潮流计算在电力系统运行中的应用。 5. 电力系统潮流计算中的实际问题。 三、课程设计要求 1. 确定实验对象：根据实际情况，选择一座电力系统进行潮流计算。 2. 搜集资料：搜集电力系统的拓扑结构、参数数据等资料。 3. 撰写实验报告：根据实验结果，撰写实验报告，包括潮流计算结果分析、各种潮流计算算法的比较和评价等内容。 四、主要学习步骤 1. 熟悉电力系统潮流计算的基本原理和方法。 2. 学习电力系统潮流计算的数学模型和基本方程。 3. 掌握电力系统潮流计算常用算法和软件。 4. 对电力系统进行拓扑分析，确定潮流计算的输入数据。 5. 进行电力系统潮流计算，分析计算结果。 6. 对潮流计算的不同算法进行比较和评价，选择最适合实际情况的算法。 7. 撰写实验报告，反映实验结果和分析。
五、课程设计评分要点 1. 实验报告撰写质量。 2. 对电力系统潮流计算原理和方法的理解和掌握程度。 3. 对电力系统潮流计算常用算法和软件的掌握程度。 4. 对实际问题的分析和解决能力。 5. 对潮流计算结果的分析和解释能力。 6. 对不同潮流计算算法的比较和评价。 7. 学生的表现和实验思路。
《电力系统潮流上机》课程设计报告 院系：电气工程学院 班级：电088班 学号： 0812002221 学生：东昇 指导教师：新松 设计周数：两周 日期：2010年 12 月 25 日
一、课程设计的目的与要求 目的：培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识 要求：基本要求： 1.编写潮流计算程序； 2.在计算机上调试通过； 3.运行程序并计算出正确结果； 4.写出课程设计报告 二、设计步骤： 1.根据给定的参数或工程具体要求（如图），收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选：本设计选择Matlab进行设计）。 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 三、设计原理 1．牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0 之后，在这个基础上，找到比x0 更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅可比矩阵，给未知节点赋电压初值，一般为
额定电压，将初值带入功率平衡方程，得到功率不平衡量，这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量（未知的）构成了误差方程，解误差方程，得到节点电压不平衡量，节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值，将新的初值带入原来的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩阵，然后计算新的电压不平衡量，这样不断迭代，不断修正，一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤： （1）形成各节点导纳矩阵Y。 （2）设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 （3）计算各个节点的功率不平衡量。 （4）根据收敛条件判断是否满足，若不满足则向下进行。 （5）计算雅可比矩阵中的各元素。 （6）修正方程式个节点电压 （7）利用新值自第（3）步开始进入下一次迭代，直至达到精度退出循环。 （8）计算平衡节点输出功率和各线路功率 2．网络节点的优化 １）静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数，然后，按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时，则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中，出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也２）动态地按增加出线支路数最少编号在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化(增加，减少或保持不变)。因此，如果每消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 3．MATLAB编程应用 Matlab 是“Matrix Laboratory”的缩写，主要包括：一般数值分析，矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab 编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不像学习高级语言那样难于掌握，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。 四、设计容 1.设计流程图
潮流计算实验报告 潮流计算实验报告 潮流计算是电力系统运行中的重要工具，用于分析电力系统中各节点的电压、功率等参数，以确保电力系统的稳定运行。本次实验旨在通过潮流计算方法，对一个简化的电力系统进行分析，探讨电力系统的稳定性和可靠性。 1. 实验背景 电力系统是一个复杂的网络，由发电厂、输电线路、变电站和用户组成。在电力系统中，电流和电压的分布是非常重要的，因为它们直接影响到电力系统的稳定性和可靠性。潮流计算是一种基于电力系统的拓扑结构和电气参数，通过求解节点电压和功率的方程组，来分析电力系统中各节点的电压、功率等参数的方法。 2. 实验目的 本次实验的目的是通过潮流计算方法，对一个简化的电力系统进行分析，了解电力系统的稳定性和可靠性。具体目标包括： - 分析电力系统中各节点的电压、功率等参数； - 研究电力系统中负荷变化对电压和功率的影响； - 探讨电力系统中的潮流分布情况。 3. 实验过程 本次实验采用Matlab软件进行潮流计算。首先，根据给定的电力系统拓扑结构和电气参数，建立电力系统的节点电压和功率方程组。然后，通过求解该方程组，得到电力系统中各节点的电压和功率等参数。最后，根据求解结果，分析电力系统中的潮流分布情况。
4. 实验结果 通过潮流计算，得到了电力系统中各节点的电压和功率等参数。根据实验结果，可以得出以下结论： - 在电力系统中，电压和功率的分布是不均匀的，不同节点的电压和功率存在 差异； - 负荷变化会对电力系统中的电压和功率产生影响，负荷增加会导致电压下降，功率增加； - 电力系统中存在潮流集中的现象，即部分节点的潮流较大，而其他节点的潮 流较小。 5. 实验分析 通过对实验结果的分析，可以得出以下结论： - 电力系统中的电压和功率分布不均匀，这是由于电力系统中各节点的拓扑结 构和电气参数的差异所导致的； - 负荷变化对电力系统的稳定性和可靠性具有重要影响，负荷增加会导致电力 系统中的电压下降，功率增加，从而可能引发电力系统的故障； - 电力系统中的潮流集中现象可能会导致部分节点的负荷过载，从而影响电力 系统的稳定运行。 6. 实验总结 本次实验通过潮流计算方法，对一个简化的电力系统进行了分析。通过对实验 结果的分析，我们了解了电力系统中各节点的电压、功率等参数分布情况，以 及负荷变化对电力系统的影响。同时，我们也发现了电力系统中潮流集中的现象，并对其可能引发的问题进行了讨论。
课程设计说明书 题目电力系统分析系 ( 部) 专业( 班级 ) 姓名 学号 指导教师
起止日期 电力系统分析课程设计任务书系(部): 专业：指导教师：
目录 一、潮流计算基本原理 1.1 潮流方程的基本模型 1.2 潮流方程的讨论和节点类型的划分 1.3、潮流计算的意义 二、牛顿一拉夫逊法 2.1 牛顿-拉夫逊法基本原理 2.2节点功率方程 2.3修正方程 2.4 牛顿法潮流计算主要流程 三、收敛性分析 四、算例分析 总结 参考文献
电力系统分析潮流计算 一、潮流计算基本原理 1.1潮流方程的基本模型 电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。因此潮流计算所用的电力网络系由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，普通采用的是节点法，节点电压与节点电流之间的关系 I=YV (1—1)其展开式为
(i=1,2,3, …,n) (1—2) 在工程实际中，已经的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率，为此必须应用联 系节点电流和节点功率的关系式 (i=1,2,3, …,n) (1—3) 将 式 ( 1 - 3 ) 代 入 式 ( 1 - 2 ) 得 到 (i=1,2,3, …,n) (1-4) 交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示 V =Vei8. (1-5) 或 V=e+jf (1-6) 而复数导纳为 Y=G+jB (1-7) 将式(1-6)、式(1- 7)代入以导纳矩阵为基础的式(1-4),并将实部与虚部分开，可以得到以 下两种形式的潮流方程。 潮流方程的直角坐标形式为 潮流方程的极坐标形式为 (1— 10)
电力系统课程设计潮流计算 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。 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。 现代电力系统提出了“灵活交流输电和新型直流输电”的概念。灵活交流输电技术是指运用固态电子器件与现代自动控制技术对交流电网的电压、相位角、阻抗、功率以及电路的通断进行实时闭环控制，从而提高高压输电线路的诉讼能力和电力系统的稳态水平。新型直流输电技术是指应用现电力电子技术的最新成果，改善和简化变流站的造价等。 运营方式管理中，潮流是确定电网运行方式的基本出发点：在规划领域，需要进行潮流分析验证规划方案的合理性；
信息工程学院课程设计报告书题目: 电力系统潮流计算 专业：电气工程及其自动化 班级： 0310406 学号： ********* 学生姓名：*** 指导教师：*** 2013年 4 月 15 日
信息工程学院课程设计任务书 2013年4月15日
目录 1 任务提出与方案论证 (4) 2 总体设计 (5) 2.1潮流计算等值电路 (5) 2.2建立电力系统模型 (5) 2.3模型的调试与运行 (6) 3 详细设计 (6) 3.1 计算前提 (6) 3.2手工计算 (9) 4设计图及源程序 (13) 4.1MATLAB仿真 (13) 4.2潮流计算源程序 (13) 5 总结 (18) 参考文献 (19)
1 任务提出与方案论证 潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。是电力系统研究人员长期研究的一个课题。它既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据，又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。 潮流计算经历了一个由手工到应用数字电子计算机的发展过程，现在的潮流算法都以计算机的应用为前提用计算机进行潮流计算主要步骤在于编制计算机程序，这是一项非常复杂的工作。对系统进行潮流分析，本文利用 MATLAB中的SimpowerSystems工具箱设计电力系统，在simulink 环境下，不仅可以仿真系统的动态过程，还可以对系统进行稳态潮流分析。
电力系统分析潮流计算实验报告 姓名：XXXXXX 学号：XXXXXXXXXX 班级：XXXXXXXX 一、实验目的 掌握潮流计算计算机算法的方法，熟悉MATLAB的程序调试方法。 二、实验准备 根据课程内容，熟悉MATLAB软件的使用方法，自行学习MATLAB程序的基础语法，并根据所学知识编写潮流计算牛顿拉夫逊法(或PQ分解法) 的计算程序，用相应的算例在MATLAB上进行计算、调试和验证。 三、实验要求 每人一组，在实验课时内，调试和修改运行程序，用算例计算输出潮流结果。
四、程序流程 五、实验程序 %本程序的功能是用牛拉法进行潮流计算%原理介绍详见鞠平著《电气工程》
%默认数据为鞠平著《电气工程》例8.4所示数据 %B1是支路参数矩阵 %第一列和第二列是节点编号。节点编号由小到大编写 %对于含有变压器的支路，第一列为低压侧节点编号，第二列为高压侧节点编号 %第三列为支路的串列阻抗参数，含变压器支路此值为变压器短路电抗 %第四列为支路的对地导纳参数，含变压器支路此值不代入计算 %第五烈为含变压器支路的变压器的变比，变压器非标准电压比 %第六列为变压器是否是否含有变压器的参数，其中“1”为含有变压器，“0”为不含有变压器 %B2为节点参数矩阵 %第一列为节点注入发电功率参数 %第二列为节点负荷功率参数 %第三列为节点电压参数 %第四列 %第五列 %第六列为节点类型参数，“1”为平衡节点，“2”为PQ节点，“3”为PV节点参数 %X为节点号和对地参数矩阵 %第一列为节点编号 %第二列为节点对地参数 %默认算例 % n=4; % n1=4; % isb=4; % pr=0.00001; % B1=[1 2 0.1667i 0 0.8864 1;1 3 0.1302+0.2479i 0.0258i 1 0;1 4 0.1736+0.3306i 0.0344i 1 0;3 4 0.2603+0.4959i 0.0518i 1 0]; % B2=[0 0 1 0 0 2;0 -0.5-0.3i 1 0 0 2;0.2 0 1.05 0 0 3;0 -0.15-0.1i 1.05 0 0 1]; % X=[1 0;2 0.05i;3 0;4 0]; clear; clc; num=input('是否采用默认数据？(1-默认数据;2-手动输入)'); if num==1 n=4; n1=4; isb=4; pr=0.00001; B1=[1 2 0.1667i 0 0.8864 1;1 3 0.1302+0.2479i 0.0258i 1 0;1 4 0.1736+0.3306i 0.0344i 1 0;3 4 0.2603+0.4959i 0.0518i 1 0]; B2=[0 0 1 0 0 2;0 -0.5-0.3i 1 0 0 2;0.2 0 1.05 0 0 3;0 -0.15-0.1i 1.05 0 0 1]; X=[1 0;2 0.05i;3 0;4 0]; else
电力系统分析潮流计算课程序设计及其MATLAB程序设计
电力系统分析潮流计算程序设计报告题目：13节点配电网潮流计算 学院电气工程学院 专业班级 学生姓名 学号 班内序号 指导教师房大中 提交日期 2015年05月04日
目录 一、程序设计目的 (2) 二、程序设计要求 (4) 三、13节点配网潮流计算 (4) 3.1主要流程................. 错误!未定义书签。 ........................................ 错误!未定义书签。 第二步的回代公式如下（1-6）—（1-9）： ........................................ 错误!未定义书签。 3.2配网前推后代潮流计算的原理 (8) 3.3配网前推后代潮流计算迭代过程 (8) 3.3计算原理 (9) 四、计算框图流程 (11) 五、确定前推回代支路次序........ 错误!未定义书签。 六、前推回代计算输入文件 (12) 主程序： (12) 输入文件清单： (15) 计算结果： (17) 数据分析： (18) 七、配电网潮流计算的要点 (18) 八、自我总结 (18)
九、参考文献 (19) 附录一 MATLAB的简介 (20)
一、程序设计目的 开式网络潮流计算：配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，本程序利用前推回代法的基本原理、收敛性。 (1)在电网规划阶段，通过潮流计算，合理规划电源容量及接入点，合理规划网架，选择无功补偿方案，满足规划水平年的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。 (2)在编制年运行方式时，在预计负荷增长及新设备投运基础上，选择典型方式进行潮流计算，发现电网中薄弱环节，供调度员日常调度控制参考，并对规划、基建部门提出改进网架结构，加快基建进度的建议。 (3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算，用于日运行方式的编制，指导发电厂开机方式，有功、无功调整方案及负荷调整方案，满足线路、变压器热稳定要求。 及电压质量要求。 (4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。 图1 13节点配电网结构图 表1 系统支路参数
目录 第二章电力网络的数学模型 (2) 2.1节点导纳矩阵的形成及修改 (2) 2.1.1节点导纳矩阵的形成 (2) 2.1.2节点导纳矩阵的修改 (4) 2.2节点导纳矩阵元素的物理意义 (5) 结论 (15) 参考文献 (16) 摘要 本次的课程设计主要针对复杂电力系统——用牛顿-拉夫逊法来进行潮流计算.牛顿-拉夫逊法对初值要求严格,迭代速度快的特点,利用电力网的结构特点,提出直角坐标和极坐标牛顿 -拉夫逊法潮流计算的三元素解法及相应的简化算法 ,并对其进行计算分析比较占用内存少,计算量小,且不影响其收敛性及准确性计算结果表明,综合算法在迭代次数和收敛速度上有优势。 关键词：牛顿-拉夫逊法收敛迭代潮流计算 第一章牛顿拉夫逊算法基础资料 1、牛顿-拉夫逊法概念：牛顿迭代法（Newton's method）又称为牛顿-拉夫逊方式（Newton-Raphson method），它是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数
域上近似求解方程的方式。多数方程不存在求根公式，因此求精准根超级困难，乃至不可能，从而寻觅方程的近似根就显得特别重要。方式利用函数f(x)的泰勒级数的前面几项来寻觅方程f(x) = 0的根。牛顿迭代法是求方程根的重要方式之一，其最大长处是在方程f(x) = 0的单根周围具有平方收敛，而且该法还能够用来求方程的重根、复根。 二、牛顿-拉夫逊法现状与前景： 利用电子运算机进行潮流计算从20世纪50年代中期就已经开始。尔后，潮流计算曾采用了各类不同的方式，这些方式的进展主如果围绕着对潮流计算的一些大体要求进行的。对潮流计算的要求能够归纳为下面几点： （1）算法的靠得住性或收敛性 （2）计算速度和内存占用量 （3）计算的方便性和灵活性 20世纪60年代初，数字运算机已经进展到第二代，运算机的内存和计算速度发生了专门大的飞跃，从而为阻抗法的采用创造了条件。阻抗矩阵是满矩阵，阻抗法要求运算机贮存表征系统接线和参数的阻抗矩阵。这就需要较大的内存量。阻抗法改善了电力系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法无法解决的一些系统的潮流计算，可是，阻抗法的主要缺点就是占用运算机的内存专门大，每迭代的计算量专门大。当系统不断扩大时，这些缺点就加倍突出。 近20连年来，潮流算法的研究仍然超级活跃，可是大多数研究都是围绕改良牛顿法和P-Q分解法进行的。另外，随着人工智能理论的进展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐被引入潮流计算。可是，到目前为止这些新的模型和算法还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。由于电力系统规模的不断扩大，对计算速度的要求不断提高，运算机的并行计算技术也将在潮流计算中取得普遍的应用，成为重要的研究领域。 通过几十年的进展，潮流算法日趋成熟。近几年，对潮流算法的研究仍然是如何改善传统的潮流算法，即高斯-塞德尔法、牛顿法和快速解耦法。牛顿法，由于其在求解非线性潮流方程时采用的是逐次线性化的方式，为了进一步提高算法的收敛性和计算速度，人们考虑采用将泰勒级数的高阶项或非线性项也考虑进来，于是产生了二阶潮流算法。后来又提出了按照直角坐标形式的潮流方程是一个二次代数方程的特点，提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算法【6】。
复杂网络Ｎ—Ｒ法潮流分析与计算的设计 电力系统的潮流计算是电力系统分析课程基本计算的核心部分之一。它既有自身的独立意义,又有电力系统规划设计、运行和研究的理论基础,因此课程设计的重要性自不待言。 一、 设计题目 1.系统图的确定 选择六节点、环网、两电源和多引出的电力系统，简化电力系统图如图１所示,等值导纳图如图2所示。运用以直角坐标表示的牛顿—拉夫逊计算如图１所 示系统中的潮流分布。计算精度要求各节点电压的误差或修正量不大于510-=ε。
图1 电力系统图 图2 电力系统等值导纳图 2。各节点的初值及阻抗参数 该系统中,节点①为平衡节点，保持 1 U=1。05+ｊ0为定值,节点⑥为PV节点,其他四个节点都是PＱ节点。给定的注入电压标幺值、线路阻抗标幺值、输出功率标幺值如下表注释。 表1 各节点电压标幺值参数 U 1Ｕ 2 Ｕ 3 U 4 U 5 Ｕ 6 1．0５1。001．０0１。001。０01。05表2 线路、变压器阻抗标幺值
表3 节点输出功率 注:各ＰQ 节点的电压取1是为了方便计算和最后验证程序的正确性. 二、 N －Ｒ法的求解过程 1、给定个节点电压初始值(0)(0)e f 、 2、将以上电压初始值代入下式（1）式，求出修正方程式常数项向量 (0)(0)2(0)P Q U 、、。 3、⎪⎩ ⎪⎨⎧ ()()()()1 1 2222() j n i i i ij j ij j i ij j ij j j j n i i i ij j ij j i ij j ij j j i i i P P e G e B f f G f B e Q Q f G f B f e G f B e U U e f ====⎡⎤=--++⎣⎦ ⎡⎤=---+⎣⎦=-+∑∑ 4、将电压初始值代入下式（２）式,求出修正方程式中系数矩阵（雅可比矩阵)的元素(为２（n —1）阶方阵 ) ．
目录 摘要 (2) 1 设计要求 (3) 2 设计分析 (5) 3 计算进程 (5) 3.1计算系统各参数 (5) 3.2计算功率 (10) 计算各节点的电压 (14) 4 结论 (16) 5 参考文献 (16)
摘要 潮流计算是电力系统最大体最经常使用的计算。依照系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算能够确信各母线的电压幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统平安经济发供电的必要手腕和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的计划计算，生产运行，调度治理及科学计算中都有着普遍的应用。
潮流计算(冬季最大负荷) 1 设计要求 1.手算潮流采纳的方式（步骤）： a．令全网电压均为额定电压，采纳负荷功率力矩法求取环网中的除功率散布； b．寻觅功率分点，在无功分点处将环网打开，化成辐射网。 c．求出系统中的运算功率或运算负荷，由结尾向始端推算出各元件的功率损耗，待求得电压给定点的功率以后，由给定的电压和求取的功率向结尾逐段计算电压降落，但这时再也不从头计算功率损耗。 2.潮流计算的目的： a．在计划设计中，用于选择接线方式，电气设备和导体截面。 b．在运行时，用于确信运行方式，制定检修打算，确信调压方法。 c．提供继电爱惜，自动化操作的设计和整定的数据。 3．运算功率及运算负荷的求法。 发电厂的运算功率等于发电机出力减去厂用或地址负荷，再减去升压变压器中的功率损耗，在减去发电厂高压母线所连的所有线路充电功率的一半。 降压变电所的运算负荷等于变电所低压母线负荷，加上变压器中的功率损耗，再加上变电所高压母线所连的所有线路充电功率的一半。 4．手算冬季最大负荷时的系统潮流及相应的调压：
电力系统的潮流分布是描述电力系统运行状态的技术术语，它表明电力系统在某-•确定的运行方式和接线方式卞，系统中从电源经网络到负荷各处的电压、电流、功率的人小和方向的分布情况。电力系统的潮流分布，主要取决于负荷的分布、电力网络参数以及和供电电源间的关系。对电力系统在齐种运行方式卞进行潮流分布计算，以便确定合理的供电方案, 合理地调整负荷。 迄今，电子计算机的运用己经十分普遍，而运用电子计算机计算、分析、研究电力系统时，往往离不开计算其中的潮流分布。本文将以一两机五节点模型（如图1-1,参数给定）为基础，结介MATLAB软件，通过牛顿拉夫逊算法和PQ分解法分析潮流分布情况。 系统按线图 其中节点1为平術节点，节白2、3、4、5为PQ节点。 关键词：潮流计算、MATLAB、牛顿拉夫逊法、PQ分解法
目录 前言 ..........................................................................I 第一章电力系统潮流计算 .. (1) 第一节电力系统潮流计算简介 (1) 第二节电力网络方程 (1) 第二章复杂系统的计算机算法 (1) 第一节牛顿拉夫逊算法 (1) 第二节牛顿拉夫逊法潮流计算的基本步骤 (3) 第三节计算机算法程序（见附件） (3) 第三章PQ分解法 (3) 第一节PQ分解法潮流计算时的修正方程式 (3) 第二节PQ分解法潮流计算基本步骤 (4) 第三节PQ分解法的MATLAB实现（见附件） (4) 第四章两种算法的比较 (4)
第一章电力系统潮流计算 第一节电力系统潮流计算简介 电力系统潮流计算是电力系统稳态运行情况的-•种计算，它足基于给定的运行条件及系统接线方式，确定整个电力系统个部分的运行状态。在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，通过潮流计算，町以定最的分析比较供电方案和运行方式的合理性。通过潮流计算，还可以发现系统中的薄弱环节，检查设备、元件是否过负荷，齐节点是否符介要求，以便提出必要的改进措施，实施相应的调压措施，保证电力系统的电能质量，并使整个电力系统获得最人的经济性。 第二节电力网络方程 在电路的理论学习中，己导出了运用节点导纳矩阵的节点电圧方程 I B=Y B U B(1-1) 方程中乙是节点注入电流的列向量，可理解为各节点电流源和负荷电流之和：S是节点电压的列向量，节点电压通常就指各该节点的对地电压；与是一个nxn阶节点导纳矩阵，其阶数等于电力网络中除参考节点外的节点数。节点导纳矩阵的对角元捲称为自导纳，非対角元论称为互导纳，且节点导纳矩阵是一个对称的稀疏矩阵。 第三节节点分类 在电力系统中，系统中的节点因给定变量的不同分为三类。 第一类称PQ节点。对这类节点，注入功率片、Q是给定的，待求的则是节点电压的大小4和相位角①。屈于这一类节点的有按给定有功、无功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。对这类节点，注入功率R、节点电压的大小S是给定的，待求的是注入无功Q、相位角①。有一定无功功率储备的发电厂和一定无功功率电源的变电所母线町以作为PV节点。 第二类称平術节点。潮流计算时，一般只设一个平衡节点。对这类节点，等值负荷功率P LS、Q LS是给定的，节点电压的人小〃s和相位角心也是给定的。单幅调整系统频率任务的发电厂母线往往被选作平衡节点。 第二章复杂系统的计算机算法 第一节牛顿拉夫逊算法
电力系统分析潮流计算报告 目录 一.配电网概述...................................................... 3... 1・1配电网的分类 3.・・ 1.2配电网运行的特点及要求..................................... 3.. 1.3配电网潮流计算的意义........................................ 4..二•计算原理及计算流程
.............................................................................. 4. 2.1前推回代法计算原理.............................................................................. 4. 2.2前推回代法计算流程.............................................................................. 7. 2.3主程序清单： 9... 2.4输入文件清单: 1..1 2. 5计算结果清单: 1.. 2. 三.前推回代法计算流程图
............................................................................. 1. .3 参考文献
4・.
一.配电网概述 1.1配电网的分类 在电力网中重要起分配电能作用的网络就称为配电网；配电网按电压 等级来分类，可分为高压配电网( 35- 110KV),中压配 电网(6— 10KV,苏州有20KV的),低压配电网(220/380V )； 在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。 在城市电网系统中，主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压(220KV及以上)电网的作用。 配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。 从投资角度看，我国与国外先进国家的发电、输电、配电投资比率差异很大，国外基本上是电网投资大于电厂投资，输电投资小于配电投资。我国刚从重发电轻供电状态中转变过来，而在供电投资中，输电投资大于配电投资。从我国城网改造之后，将逐渐从输电投资转入配电建设为主。 本文是基于前推回代法的配电网潮流分析计算的研究，研究是是以根节点为10kV的电压等级的配电网。 1.2配电网运行的特点及要求 配电系统相对于输电系统来说，由于电压等级低、供电范围小，但与用户直接相连，是供电部门对用户服务的窗口，因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求： (I)lOkv中压配电网在运行中，负荷节点数多，一般无表计实时记
1． 手算进程 已知： 节点1：PQ 节点， s(1)= 节点2：PV 节点， p(2)= v(2)= 节点3：平稳节点，U(3)=∠ 网络的连接图： + 1 + 2 3 1）计算节点导纳矩阵 由2000.00500.012j Z += ⇒ 71.418.112j y -=; 2000.00500.013j Z += ⇒ 71.418.113j y -=; ∴导纳矩阵中的各元素： 42.936.271.418.171.418.1131211j j j y y Y -=-+-=+=; 71.418.11212j y Y +-=-=; 71.418.11313j y Y +-=-=; =21Y 71.418.11212j y Y +-=-=; 71.418.12122j y Y -==; 002323j y Y +=-=; =31Y 71.418.11313j y Y +-=-=; =32Y 002323j y Y +=-=; 71.418.13133j y Y -==; ∴形成导纳矩阵B Y ： ⎥⎥ ⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡-++-+-+-+-+--=71.418.10071.418.10071.418.171.418.171.418.171.418.142.936.2j j j j j j j j j Y B 2）计算各PQ 、PV 节点功率的不平稳量，及PV 节点电压的不平稳量： 取:000.0000.1)0(1)0(1)0(1j jf e U +=+= 000.0000.1)0(2) 0(2)0(2j jf e U +=+=
节点3是平稳节点，维持000.0000.1333j jf e U +=+=为定值。 ()()[] ∑==++-=n j j j ij j ij i j ij j ij i i e B f G f f B e G e P 1 )0()0()0()0()0()0() 0(； ()()[] ∑==+--=n j j j ij j ij i j ij j ij i i e B f G e f B e G f Q 1)0()0()0()0()0()0()0(； );(2 )0(2 )0(2 )0(i i i f e U += )0.142.90.036.2(0.0)0.042.90.136.2(0.1)0(1⨯-⨯⨯+⨯+⨯⨯=P )0.171.40.018.1(0.0)0.071.40.118.1(0.1⨯+⨯-⨯+⨯-⨯-⨯+ )0.171.40.018.1(0.0)0.071.40.118.1(0.1⨯+⨯-⨯+⨯-⨯-⨯+ 0.0=； )0.142.90.036.2(0.1)0.042.90.136.2(0.0)0(1⨯-⨯⨯-⨯+⨯⨯=Q )0.171.40.018.1(0.1)0.071.40.118.1(0.0⨯+⨯-⨯-⨯-⨯-⨯+ )0.171.40.018.1(0.1)0.071.40.118.1(0.0⨯+⨯-⨯-⨯-⨯-⨯+ 0.0=； )0.171.40.018.1(0.0)0.071.40.118.1(0.1)0(2⨯+⨯-⨯+⨯-⨯-⨯=P )0.171.40.018.1(0.0)0.071.40.118.1(0.1⨯-⨯⨯+⨯+⨯⨯+ )0.00.00.00.0(0.0)0.10.00.10.0(0.1⨯+⨯⨯+⨯-⨯⨯+ 0.0=； 101)(222 )0(22 )0(22 )0(2=+=+=f e U ； 于是： ;)0()0(i i i P P P -=∆ ;)0()0(i i i Q Q Q -=∆ );(2 )0(2 )0(2 2 )0(i i i i f e U U +-=∆ 5.00.05.0)0(11)0(1-=--=-=∆P P P ;35.00.035.0)0(11)0(1-=--=-=∆Q Q Q ; 4.00.04.0)0(22)0(2=-=-=∆P P P ;102 5.0)01(05.1)(2222 )0(22 ) 0(22 22 )0(2-=+-=+-=∆f e U U 3）计算雅可比矩阵中各元素