《基于matlab软件的pq分解法潮流计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于matlab软件的pq分解法潮流计算（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南京工程学院基于MATLAB软件的P-Q分解法潮流计算摘要电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种重要的分析计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗。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，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性，可靠性和经济性。所以，电力系统潮流计算是进行电力系统故障计算，继电保护整定，安全分析的必要工具。随着电力系统网络的急剧扩大和不断复杂，运用手算进行潮流计算已经不现实。但是，伴随着计算机技术的飞速发展，基于计算机的潮流计算也就应运而生了。这样，通过
2、潮流计算，实现对系统的分析成为可能。本文结合潮流计算的三个基本要求，紧跟该领域的发展，介绍了基于MATLAB软件P-Q分解法潮流计算的程序，该程序用于粗略的计算中小型电力网络的潮流，实现对其的分析。本文所设计的程序，在计算中，所用的算法通俗易懂并对以往的主流算法做了一些改进，提高了计算速度。同时，该程序采用了GUI人机对话，将Excel表格、TXT文档与MATLAB程序紧密联系起来，使输入输出界面更加人性化。关键词：电力系统潮流计算；P-Q分解法；MATLAB软件Power flow calculation of P-Q mode based on MATLAB softwareAbstrac
3、tPower flow calculation is one of the important calculations which are to study the operation of power system steady state analysis. It is based on the given operating conditions and system wiring to identify the various parts of the power system operating state: the buses voltage, the stream compon
4、ents power, system power loss. both power system planning design and operation of existing power system mode of study are need to use the power flow calculation to quantitatively compare the program or run mode power supply reasonable, reliability and economy. Therefore, the power flow calculation i
5、s an essential tool for a calculation of power system faults, protection setting, security analysis. with the rapid expansion of power system network and continuing to be more complex, using hand calculation for flow calculation has been unrealistic. But ,with the celerity development in computer te
6、chnology, computer-based power flow calculation has also emerged. In this way, It is possible to analysis power system through the power flow calculation.Based on the three basic requirements of power flow calculation and followed by the development of the field, This paper introduces the PQ mode po
7、wer flow calculation procedure based on MATLAB software .It is used for a rough calculation of the small and medium power network to achieve its analysis. The algorithm used in the procedure mentioned in this paper is more easy to understand and made some improvements to enhance the computing speed
8、rather than the past. At the same time, the program uses the GUI man-machine dialogue. So Excel table, TXT documents is closely linked with the MATLAB program to make the input and output interfaces more humanity. Keywords:power flow calculation；P-Q decomposition mode；MATLAB software不要删除行尾的分节符，此行不会被
9、打印- II -目录 摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 电力系统潮流计算11.2.1 电力系统潮流计算简介11.2.2 电力系统潮流计算的基本要求21.3 潮流计算的意义及其发展31.4 本次毕业设计主要工作4第2章 潮流计算的原理及具体算法过程62.1 电力网络的数学模型62.1.1 电力网络的基本方程62.1.2 导纳矩阵的形成72.1.3 电力网络中几种特殊的数学模型82.2 电力系统潮流计算112.2.1 电力系统潮流计算数学模型112.2.2 电力系统节点分类122.2.3 潮流计算的约束条件132.3 牛顿-拉夫逊法求解潮流计算132.3.1 牛顿-
10、拉夫逊法原理132.3.2 P-Q分解法潮流计算15第3章 基于MATLAB软件 P-Q法潮流计算203.1 P-Q分解法程序框图203.2 计算步骤及实现各部分功能的程序213.2.1 原始数据的输入213.2.2 导纳矩阵及，形成233.2.3 计算不平衡功率Pi及修正相角i253.2.4 计算不平衡功率Qi及修正相电压Vi263.2.5 程序运行结果的输出27第4章 算例验证与分析284.1 算例说明及分析284.1.1 算例说明284.1.2 算例分析284.2 根据算例输入相应节点线路参数284.3 算例运行结果29结论32致谢33参考文献34附录36附录46附录63千万不要删除行尾
11、的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- IV -第1章 绪论1.1 课题背景电力是衡量一个国家经济发展的主要指标，也是反映人民生活水平的重要标志，它已成为现代工农业生产、交通运输以及城乡生活等许多方面不可或缺的能源和动力。电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护
12、、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能如图1-1所示。图1-1 电力系统示意图电力系统的出现，使电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，出现了近代史上的第二次技术革命。20世纪以来，电力系统的发展使动力资源得到更充分的开发，工业布局也更为合理，使电能的应用不仅深刻地影响着社会物质生产的各个侧面，也越来越广地渗透到人类日常生活的各个层面。电力系统的发展程度和技术水准已成为各国经济发展水平的标志之一。1.2 电力系统潮流计算1.2.1 电力系统潮流计算简介电力系统潮流计算1是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各
13、部分的运行状态：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。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，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性，可靠性和经济性。此外，电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。所以，潮流计算是研究电力系统的一种很重要和基础的计算。电力系统潮流计算也分为离线计算和在线计算两种，前者主要用于系统规划设计和安排系统的运行方式，后者则用于正在运行系统的经常监视及实时控制。1.2.2 电力系统潮流计算的基本要求对潮流计算的要求可以归纳为下面三点：计算方法的可靠性或收敛性；占用内存少，计算速度快； 计算的方便性和灵活性。1
14、.2.2.1 收敛性一直以来，为了解决潮流计算中的收敛问题，人们做了各种努力，首先要保证输入正确的数据，这样才可以使潮流收敛2。有不少研究是对基本的牛顿拉夫逊法和P-Q分解法的改进。在牛顿拉夫逊算法中，应用矩阵分块求逆方法对阶数较高的雅可比阵求逆计算进行改进，使阶数较高的雅可比矩阵的求逆变为阶数较低的四个子阵的求逆3，可以提高收敛速度。也有文章讨论通过对雅克比矩阵的简化4-5，提高计算速度。在P-Q分解法中，和的不同组合形式会直接影响潮流的收敛性，文献6详细分析了对地并联支路导纳在形成时的作用，并且通过多个系统的潮流计算结果验证了：在形成时考虑支路电阻，在形成时忽略支路电阻，并且将节点的并联电
15、纳和线路的并联电纳做二倍处理时，P-Q分解法收敛最快。针对病态系统，出现了最优乘子7和线性规划法8，有些文章还讨论了潮流计算中对负荷电压静特性的考虑，迭代中PV节点无功越限问题，以及不平衡功率的分配等问题9。1.2.2.2 减少内存占用量自1967年美国学者WF.Tinney将稀疏矩阵技术引入电力系统潮流计算，用于牛顿潮流计算中，不仅减少了内存占用量，还大大提高了潮流计算的速度。虽然随着计算机技术的不断发展，计算机的内存不断增加，但是稀疏存储在节省运算量和计算机内存还是有其必要性的。文献10提到的三元素牛顿拉夫逊法是基于这样的假设，各节点只与2个相邻节点连接，且在取节点号时可假设节点1仅和节点2，3连接，节点2仅和节点3，4连接，以此类推，其它节点之间的连接被忽略。这样进行高斯消去时，只需对偶数行消元，且只需消去一个元素，消元计算量将大大减少，但是这种算法节点编号麻烦，需要重新进行节点编号。动态形成十字链表，同时存储网络的拓扑结构信息和参数信息，适合于电力系统中运行方式变化及故障等情况下的对网络结构的修改11，与之相应的要增加存储空间，对于网络结构不经常变化的系统，没有必要采用这种存储方式。1.2.2.3 计算的方便性和灵活性完善的潮流程序应该可以重复应用，可移植性高。为了使程序的可复用性最大化，以使软件的维护和
