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1、内蒙古科技大学电力系统稳态分析课程设计说明书内蒙古科技大学电力系统稳态分析课程设计题 目：基于MATLAB的电力系统复杂潮流分析学生姓名：刘建峰学 号：1167130207专 业：电气工程及其自动化班 级：电气20112班指导教师：刘景霞摘要电力系统潮流计算是电网分析的基础应用，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件，确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。MATLAB是一种交互式、面向对象的程序设计语言，广泛应用于工业界与学术界，主要用于矩阵运算采用迭代法，通过建立矩阵的修正方程来依次迭代，逐步逼近真值来计算出电力网的电
2、压，功率分布。PQ分解法是极坐标形式牛顿-拉潮流计算的一种简化计算方法，。PQ分解法通过对电力系统具体特点的分析，对牛顿法修正方程式的雅可比矩阵进行了有效的简化和改进。由于这些简化只涉及修正方程式的系数矩阵，并未改变节点功率平衡方程和收敛判据，因不会降低计算结果的精度。用手算和计算机算法对其进行设计。使用MATLAB软件进行编程，在很大程度上节省了内存，减少了计算量。通过对本题计算我们了解了一些工程计算和解决工程问题的方法。关键词：潮流计算，PQ分解法，MATLAB Electrical power system complex tidal current analysis based on
3、MATLABPower Flow Analysis Grid computing is the basis of applications, the complex power system under normal and fault conditions for the calculation of steady state operation. Given the power system network structure, parameters and decisions operation of the power system boundary conditions, to de
4、termine the method of operation of the power system is one of North Korea flow calculation.MATLAB is an interactive, object-oriented programming language, widely used in industry and academia, mainly for matrix calculation. Using iteration, the amendment through the establishment of matrix iterative
5、 equation to turn, gradually moving towards a true value to calculate the voltage electricity grid, power distribution.PQ decomposition method is the form of polar coordinates Newton - the widening trend of a simplified calculation method. P-Q decomposition method adopted by the specific characteris
6、tics of the power system analysis, Newtons Law of the Jacobian matrix formula has effectively simplified and improved. As a result of these simplified formula that involves only the coefficient matrix, the balance of power has not changed node equations and the convergence criterion, because the res
7、ults will not reduce the accuracy.Use MATLAB software programming, saving memory to a large extent, reduce the amount of computation. By this calculation we understand that a number of engineering calculation and solve engineering problemsKeywords : The trend, the PQ decomposition method, MATLAB目录内蒙
8、古科技大学课程设计任务书5第一章 引言71.1 研究背景及意义71.2 潮流计算的意义81.3电力系统稳态分析潮流计算总结91.4 MATLAB的概述9第二章 理论计算112.1 P-Q法潮流计算的基本步骤112.2 PQ分解法潮流计算流程图122.3 两机五节点网络潮流计算13第三章 程序设计183.1 设计流程1832 程序设计183.3 程序运行结果22第四章 设计感想44参考文献45内蒙古科技大学课程设计任务书课程名称电力系统稳态分析课程设计设计题目两机五节点网络潮流计算 P-Q法指导教师刘景霞时间1周一、教学要求电力系统稳态分析课程设计以设计和优化电力系统的潮流分析为重点，提高学生综
9、合能力为目标，尽可能结合实际工程进行。设计内容的安排要充分考虑学校现有的设备，设计时间及工程实际需要，并使学生初步学会运用所学知识解决工程中的实际问题。二、设计资料及参数（一）设计原始资料1、待设计电气设备系统图2、电力系统网络各元件参数3、电力系统电气元件的使用规范4、电力工程电气设计手册（二）设计参考资料1、电力系统稳态分析，陈珩，中国电力出版社，2007，第三版2、电力系统分析，韩祯祥，浙江大学出版社，2005，第三版3、电力系统分析课程实际设计与综合实验，祝书萍，中国电力出版社，2007，第一版三、设计要求及成果1.根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选）
10、。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。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（包括以下内容）（1份）（1）程序框图；（2）源程序；（3）符号说明表；（4）算例及计算结果5.编写计算说明书（1份）。四、进度安排根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料（半天）学习软件（MATLAB或C语言等）（一天半）编程计算复杂系统潮流计算（三天）编写计算设计书（一天）五、评分标准课程设计成绩评定依据包括以下几点：1） 工作态度（占10%）；2） 基本技能的掌握程度（占20%）；
11、3） 程序编写是否合理是否有运行结果(40%)；4） 课程设计说明书编写水平(占30%)。5） 分为优、良、中、合格、不合格五个等级。考核方式：设计期间教师现场检查；评阅设计报告第一章 引言1.1 研究背景及意义电力系统在运行时，在电源电势激励作用下，电流或功率从电源通过系统各元件流入负荷，分布于电力网各处，称为潮流分布。潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，即根据给定电力系统的网络结构和参数，在满足电力系统运行状态参数的边界条件情况下，确定电力系统稳态运行状态的最基本的方法。它的任务是在给定的接线方式和运行条件下，确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值和相角）、网络中的功率分布及功
12、率损耗等，是电力系统的稳态计算。潮流计算是对电力系统正常运行状况的分析和计算，即电力系统中的电压、电流、功率的计算，即潮流计算；潮流计算方法很多：高斯塞德尔法、牛顿拉夫逊法、P-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯塞德尔法、牛顿拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。潮流计算可以用传统的手工方式进行，也可以计算机为工具通过软件完成。两种方法各有优缺点。前者物理概念清晰，可用来计算一些接线较简单的电力网，但若将其用于接线复杂的电力网则计算量过大，难于保证计算准确性。后者从数学上看可归结为用数值方法解非线性代数方程，数学逻辑简单完整，借助计算机可快速精确地完成计算，但其缺点是物理概念不明显，物理规律被埋没在循
13、环往复的数值求解过程中。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。因此潮流计算的目的是： 为电力系统规划设计提供接线、电气设备选择和导线截面选择的依据。 提供电力线运行方式和制定检修计划的依据。 提供继电保护、自动装置设计和整定计算的依据。 为调
14、压计算、经济运行计算、短路和稳定计算提供必要的数据。潮流计算的研究是从20世纪50年代随着电网的产生而开始的，涌现出各种算法都是围绕着算法的可靠性或收敛性；对计算机内存量的要求和计算速度；计算的方便性和灵活性等。1.2 潮流计算的意义潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，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。通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过
15、潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。具体表现在以下方面：(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。总结为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
