电网潮流计算课程设计
电网潮流计算课程设计是一门有关电力系统运行的理论和实践方法课程，主要内容涉及电网潮流计算、电网稳态安全分析以及电网暂态安全分析等。
1. 电网潮流计算：首先学习电力系统的基本组成，包括发电站、变电站、负荷中心及各种输电线路等；然后，学习电力系统的潮流计算和谐波分析，使用各种潮流计算工具（如PSCAD、MATLAB）对电力系统进行潮流计算，并分析电力系统的潮流特性；最后，学习电力系统潮流计算的应用，如电力系统稳态安全分析、电力系统暂态安全分析等。
2. 电网稳态安全分析：在这一部分，学习电力系统稳态安全分析，需要学习电力系统的基本模型及稳态安全分析的原理，如电力系统的稳态状态、稳态负荷-发电调整、潮流计算和启动潮流计算，以及电力系统稳态安全分析的应用，如电力系统潮流变形分析、电力系统稳态稳定性分析等。
3. 电网暂态安全分析：在这一部分，学习电力系统暂态安全分析，主要涉及电力系统的暂态建模及暂态安全分析的原理，如暂态状态、暂态负荷-发电调整、暂态潮流计
算、故障检测、故障分析及暂态安全分析的应用，如电力系统暂态稳定性分析、电力系统暂态保护分析等。
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。
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。
安徽工程大学 本科生课程设计说明书
目录 安徽工程大学课程设计任务书 (3) 摘要 (5) Abstract (5) 第一章电力系统潮流计算概述 (6) 1.1电力系统概述 (6) 1.2 电力系统潮流概述 (7) 1.3 潮流计算的目的 (8) 1.4电力系统的发展和分析计算 (9) 1.5、MATLAB软件的应用 (10) 第二章牛顿—拉夫逊法潮流计算基本原理 (11) 2.1牛顿—拉夫逊法潮流计算简介 (11) 2.2牛顿—拉夫逊法潮流计算计算公式 (11) 2.3牛顿—拉夫逊法解题的一般步骤 (14) 第三章两机五节点网络潮流计算 (15) 3.1 电力系统设计图 (15) 3.2两机五节点网络潮流计算的手工算法 (15) 3.3牛拉法潮流计算的流程图 (17) 3.4 MATLAB算法的计算程序 (18) 3.5 MATLAB的计算结果 (23) 总结及感想 (37) 参考文献及资料 (37)
安徽工程大学课程设计任务书
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系统接线图 其中节点1为平衡节点，节点2、3、4、5为PQ节点。 摘要 潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。它是基于配电网络特有的层次结构特性，论文提出了一种新颖的分层前推回代算法。该算法将网络支路按层次进行分类，并分层并行计算各层次的支路功率损耗和电压损耗，因而可大幅度提高配电网潮流的计算速度。论文在MATLAB环境下，利用其快速的复数矩阵运算功能，实现了文中所提的分层前推回代算法，并取得了非常明显的速度效益。另外，论文还讨论发现，当变压器支路阻抗过小时，利用Π型模型会产生数值巨大的对地导纳，由此会导致潮流不收敛。为此，论文根据理想变压器对功率和电压的变换原理，提出了一种有效的电压变换模型来处理变压器支路，从而改善了潮流算法的收敛特性。 关键词：电力系统；潮流分析；MATLAB Abstract Flow calculation is an important analysis function of power system and is the necessary facility of fault analysis, relay protection setting and security analysis. In addition, the traditional design method is a structured program design method based on functional decomposition, the entire software engineering as a combination of objects, as the domain of a particular issue, the composition of the object will remain basically unchanged Therefore, this decomposition method based on object design software structure relatively stable, easy to maintain and expand. . Combine the characteristics of power systems, software running on the use of MATLAB language WINDOWS OS graphical flow calculation software. The main features of the system
前言 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。 利用电子数字计算机进行电力系统潮流计算从20 世纪50 年代中期就己开始，此后，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要是围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的，对潮流计算的要求可以归纳为下面几点： (1)计算方法的可靠性或收敛性； (2)对计算速度和内存量的要求； (3)计算的方便性和灵活性。 电力系统潮流计算中，传统存储稀疏导纳阵一般采用静态数组的方式。比如可以用两个数组GII[N]，BII[N]来存放对角元素的实部和虚部，用YDZ[N]数组来存放各行非对角元素首元素在所有的非对角元素中所处的位置，用YDS[N]数组来存放导纳矩阵各行非对角元素的个数，每个数组所占的单元与系统的节点数相等。在定义Y[L][3]数组来存储非对角元素，L 为支路总条数，分别存储非对角元素的实部，虚部和列号。这样存储的好处是：取用导纳阵比较直观，而且可以节省存储空间。 关键字：电力系统、潮流计算、PQ分解法
目录 前言.........................................................................................................1任务 (1) 2手工计算 (3) 3潮流计算 (8) 4 MATLAB程序设计 (10) 4.1节点导纳程序的设计 (10) 4.2主程序的设计 (10) 5运行计算结果 (19) 6心得 (20) 7参考文献 (21)
电力系统分析课程设计指导书 电力系统分析课程设计是学完《电力系统分析》课程后的一次综合性练习。教学目的在于通过对多节点电网的潮流计算，巩固和运用前面所学到的潮流计算基础理论知识，掌握电力系统潮流计算机计算的的一般原则和方法，掌握一门潮流计算软件的使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 PSASP7.0潮流计算实例 说明：计算系统为《电力系统分析》教材（孟祥萍编著，高等教育出版社）361页17.1习题。 在PSASP7.0上建立的单线图如下：
PSASP7.0使用简介： 打开电力系统分析综合程序 1、新建工程 选取菜单“工程| 新建…”项或点击“文件”工具栏中的“”按钮，弹出如下的新建工程对话框： 在该对话框中，选择工程存放的路径，并给出对应的工程名，之后点击“保存”按钮，即可新建一个工程。点击“取消”按钮，则取消新建工程操作。之后弹出新建单线图名称对
话框： 填写单线图名称，点击“确定” 2、保存工程 选取菜单“工程| 保存工程”项或点击“文件”工具栏中的“”按钮，保存当前打开 的工程。 3、系统基准容量 选取菜单“文件| 工程信息”项，即可弹出如下的对话框： 在该对话框中可填写系统的基准容量。此外，还可以给出工程的描述说明信息，设置工程的密码等。默认基准容量为100MV A，本例取默认值。 4、数据组管理 在“元件数据”菜单中，点击“数据组管理”项，即进入以下窗口，可以对基础数据库中的元件进行数据组的删除、复制、重命名及合并等操作。缺省的数据组名为“BASIC ”。编辑过程中，可以更换和创建数据组名。
5、在单线图编辑模式下绘制电力系统接线图 （1）使用上图右侧工具箱绘制母线、变压器、交流电力线路、负荷、发动机等原件。具体绘制见PSASP7.0用户手册。 （2）双击元器件弹出对话框，在对话框中填入元件数据。 1）如母线模型数据录入。注意左下角的“厂站名”一定要选，否则无法完成潮流计算。
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；
《电力系统分析》课程设计 基于Matlab的电力系统潮流计算 专业电气工程及其自动化 班级 1402班 姓名郭娟 学号 14039208 同组成员孙帆郭娟陈朝辉 苏新波吕应发 指导教师楚冰清 完成时间 2016 .12 .30
目录 1概述 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计题目 (1) 1.3设计内容 (1) 2电力系统潮流计算概述 (2) 2.1电力系统简介 (2) 2.2潮流计算简介 (2) 2.3潮流计算意义及其发展 (2) 3 Matlab概述 (3) 3.1 Matlab简介 (3) 3.2 Matlab应用 (4) 4 潮流计算过程 (4) 4.1系统图及参数 (5) 4.1.1 系统图 (5) 4.1.2 各元件参数 (5) 4.2电网潮流计算思路 (5) 4.3潮流计算过程 (5) 4.3.1各元件参数计算 (5) 4.3.2绘制等效电路图 (7) 4.3.3功率分布计算 (7) 5 Matlab程序及运行结果 (10) 5.1Matlab程序 (10) 5.2运行结果 (20) 6设计心得与体会 (23) 参考文献 (25)
1 概述 1.1 设计目的 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。 1.2 设计题目 电力系统潮流计算（牛顿-拉夫逊法）
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)
东北电力大学课程设计改革试用任务书: 电力系统潮流计算课程设计任务书 设计名称：电力系统潮流计算课程设计 设计性质：理论计算，计算机仿真与验证 计划学时：两周 一、设计目的 1.培养学生独立分析问题、解决问题的能力； 2.培养学生的工程意识，灵活运用所学知识分析工程问题的能力 3.编制程序或利用电力系统分析计算软件进行电力系统潮流分析。 二、原始资料 1、系统图：IEEE14节点。
2、原始资料：见IEEE14节点标准数据库 三、课程设计基本内容： 1.采用PSAT仿真工具中的潮流计算软件计算系统潮流； 1)熟悉PSAT仿真工具的功能； 2)掌握IEEE标准数据格式内容； 3)将IEEE标准数据转化为PSAT计算数据； 2.分别采用NR法和PQ分解法计算潮流，观察NR法计算潮流中雅可比矩阵的变化情况， 分析两种方法计算潮流的优缺点； 3.分析系统潮流情况，包括电压幅值、相角，线路过载情况以及全网有功损耗情况。 4.选择以下内容之一进行分析： 1)找出系统中有功损耗最大的一条线路，给出减小该线路损耗的措施，比较各种措施 的特点，并仿真验证； 2)找出系统中电压最低的节点，给出调压措施，比较各种措施的特点，并仿真验证； 3)找出系统中流过有功功率最大的一条线路，给出减小该线路有功功率的措施，比较 各种措施的特点，并仿真验证； 5.任选以下内容之一作为深入研究：（不做要求） 1)找出系统中有功功率损耗最大的一条线路，改变发电机有功出力，分析对该线路有 功功率损耗灵敏度最大的发电机有功功率，并进行有效调整，减小该线路的损耗； 2)找出系统中有功功率损耗最大的一条线路，进行无功功率补偿，分析对该线路有功 功率损耗灵敏度最大的负荷无功功率，并进行有效调整，减小该线路的损耗； 3)找出系统中电压最低的节点，分析对该节点电压幅值灵敏度最大的发电机端电压，
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 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】。
目录 摘要................................................. - 1 - 1.设计意义与要求..................................... - 2 - 1.1设计意义 ...................................... - 2 - 1.2设计要求（具体题目）........................... - 2 - 2.题目解析........................................... - 3 - 2.1设计思路 ...................................... - 3 - 2.2详细设计 ...................................... - 4 - 2.2.1节点类型.................................. - 4 - 2.2.2待求量 ................................... - 4 - 2.2.3导纳矩阵.................................. - 4 - 2.2.4潮流方程.................................. - 5 - 2.2.5牛顿—拉夫逊算法.......................... - 6 - 2.2.5.1牛顿算法数学原理：................... - 6 - 2.2.5.2修正方程............................. - 7 - 2.2.5.3收敛条件............................. - 9 - 3.结果分析.......................................... - 10 - 4.小结.............................................. - 11 - 参考文献............................................ - 12 -
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：
目录 第1章潮流计算课题及算法 (1) 1.1 潮流计算课题 (1) 1.2 极坐标下P-Q法的算法 (2) 1.2.1 节点导纳矩阵Y (2) 1.2.2 简化雅可比矩阵B/和B// (2) 1.2.3 修正和迭代 (2) 第2章手工计算 (3) 第3章程序设计 (9) 3.1 流程图 (9) 3.2 潮流计算程序 (10) 3.3 潮流计算程序运行结果 (16) 结束语 (22) 参考文献..................................................................... 错误!未定义书签。
第1章 潮流计算课题及算法 1.1 潮流计算课题 题目一：在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为PQ 节点，节点3为PV 节点，节点4为平衡节点，已给定3.04.01j s --=，2.03.02j s --=， 4.03=P ，02.13=V ，0 5.14=V ， 04=θ，网络各元件参数的标幺值如表2所示，给定电压的初始值如表2所示，收敛系数00001.0=ε。试求： 4 4θ∠V 1 12 jQ 图1 简单电力系统 表1 网络各元件参数的标幺值 表2 各节点电压（初值）标幺值参数 （3）采用极坐标下的Q P -分解法计算图1网络的潮流分布。
1.2 极坐标下P-Q 法的算法 1.2.1 节点导纳矩阵Y 根据题目提供的各节点的参数，求得节点导纳矩阵 Y ii =ij y j i y ∑+0 y Y ik ik - = 1.2.2 简化雅可比矩阵B /和B // 通过上一步的导纳矩阵，形成有功迭代和无功迭代的简化雅可比矩阵B /和B // 对雅可比矩阵进行三角分解，形成因子表，为后面进行修正方程计算作好准备。 1.2.3 修正和迭代 第一步，给定PQ 节点初值和各节点电压相角初值。 第二步，作第一次有功迭代，按公式计算节点有功功率不平衡量。 第三步，做第一次无功迭代，按公式计算无功功率不平衡量，计算时电压相 角最新的修正值。解修正方程式，可得各节点电压幅值的修正量。 第四步，第一轮有功迭代和无功迭代便做完了。 第五步，按公式计算平衡节点功率。直到节点不平衡功率下降到10-5 以下， 迭代便可以结束。
电力系统稳态分析课程设计 题目名称两机五节点网络潮流计算方法牛拉法和pq法 学生姓名 学号 系、专业电气工程系电气工程及其自动化 指导教师 2012年12月28日 目录 摘要.........................................................................................................第一章原理简介 (3) 1.1对潮流分析地简介 (3)
1.1.1 潮流计算方法分析比较 (3) 1.2 MA TLAB简介 (4) 1.2.1 矩阵地运算 (5) 1.3牛顿拉夫逊法计算潮流分布 (6) 第二章程序及结果 (10) 2.1 设计资料及参数 (10) 2.1.1 牛顿拉夫逊法地程序框图 (13) 2.2 用Matlab设计程序 (14) 2.2.1 程序地编写 (14) 2.2.2程序运行结果 (19) 2.2．3p_q法程序编写 (22) 总结.........................................................................................32 参考文献.. (32) 电力系统稳态分析课程设计 1.1对潮流分析地简介 潮流分析是研究电力系统地一种最基本和最重要地计算.最初，电力系统潮流计算是通过人工手算地，后来为了适应电力系统日益发展地需要，采用了交流计算台.随着电子数字计算机地出现，1956 年 Ward等人编制了实际可行地计算机潮流计算程序.这样，就为
日趋复杂地大规模电力系统提供了极其有力地计算手段.经过几十年地时间，电力系统潮流计算已经发展得十分成熟.潮流计算是研究电力系统稳态运行情况地一种计算，是根据给定地运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各个部分地运行状态，如各母线地电压、各元件中流过地功率、系统地功率损耗等等.电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定地基础.在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式地研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量地比较供电方案或运行方式地合理性、可靠性和经济性. 1.1.1潮流计算方法分析比较 高斯- 赛德尔潮流计算法原理简单，编程实现容易，特别是对于配网潮流有其独特优势.但是高斯 - 赛德尔潮流计算法在牛顿法以及各种解耦法出现以后似乎成了一种边缘性地方法.牛顿- 拉夫逊法地优点是收敛速度快，若初值选择较好，算法将具有平方收敛特性，一般迭代 4~5 次便可以收敛到一个非常精确地解，而且其迭代次数与所计算地网络规模基本无关.牛顿- 拉夫逊法也具有良好地收敛可靠性对于呈病态地系统，牛顿-拉夫逊法均能可靠地收敛.牛顿法地缺点是每次迭代地计算量和所需地内存量较大.这是因为雅可比阵元素地数目约为2(n- 1)×2(n- 1)个（直角坐标），且其数值在迭代过程中不断变化.不过，内存占用量及每次迭代所需地时间与程序设计技巧密切相关.牛顿-拉夫逊法地可靠收敛取决于一个良好地启动初值，如果初值选择不当，算法有可能根本不收敛或收敛到一个无法运行地解点上.对于正常运行地系统，各节电电压一般均在额定值附近，偏移不会太大，并且各节电地相角差也不大，所以对各节电可以采用统一地电压初值.P- Q分解法是为了改进牛顿-拉夫逊法在内存占用量及计算速度方面地不足，P- Q分解法根据电力系统实际运行状态地物理特点，对极坐标形式地牛顿 - 拉夫逊法修正方程式进行了合理地简化.
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。
长沙学院 课程设计说明书 题目110KV电力网潮流及调压计算 系(部) 电信系 专业(班级) 电气工程及其自动化 姓名 学号 指导教师饶瑜 起止日期 2013-12-8——2013-12-15
电力系统分析课程设计任务书——饶瑜 电力系统分析分析课程设计任务书 系部：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导老师：饶瑜 课程名称：110KV电力网潮流及调压计算 设计主要内容及要求 1.计算发电厂和变电站以及输电线路的等值参数 2.计算网络的潮流分布和母线电压 3.作出等值网络图，并标注网络的参数和最终潮流分布以及节点电 压 4.选择变压器的分接头 5.计算系统的全年电能损耗以及输电效率 设计工作量 1.准备原始数据，计算电路等值参数 2.复习电力系统潮流计算和调压计算知识 3.计算网络的潮流分布和节点电压 4.选择变压器的分接头，确定调压方式 进度安排 第一天：课题介绍，收集相关材料，分析原始数据 第二天：复习电力系统的潮流计算相关知识 第三天：计算网络的潮流分布 第四天：确定变电站和发电厂的调压方式 第五天：编写设计说明书
原始数据： 元件参数: 1. 发电厂: 发电厂A高压母线: Vmax=118KV, Vmin=115KV 发电厂B中的发电机: Pe=25MW, COSΦ=0.8, Ve=6.3KV 厂用负荷为: 2.5+j1.875MVA (最大负荷:发电厂满载运行 ) 和1.8+j1.2MVA (最小负荷:负荷率为 60%,COSΦ不变) 2. 变压器: B1: Se=31.5MVA, Ve=121/6.3KV, ⊿Po=86KW, ⊿Pd=200KW, Vd%=10.5, Io%=2.7