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1、电力系统潮流计算毕业论文目录一、 电力系统潮流计算概述 1二、 节点导纳矩阵 11. 节点导纳矩阵及其各元素的物理意义 12. 节点导纳矩阵的特点 13. 算法推导 23.1 励磁支路 23.2 线路支路 23.3 变压器支路 34. 程序实现方法和技巧 34.1 变量说明 34.2 支路参数设置技巧 45. 程序框图 56. 矩阵输出格式控制 6潮流计算的原理及实现方法 61. 牛顿拉夫逊法（直角、极坐标） 61.1 牛顿拉夫逊法简介 61.2 算法推导 8a. 直角坐标 8b. 极坐标 111.3 程序实现方法和技巧 121.4 直角坐标和极坐标的比较 131.5 程序框图 142. 高斯
2、塞得尔法 152.1 高斯塞得尔法简介 152.2 算法推导 152.3 程序框图 173. P-Q分解法183.1 P-Q分解法简介183.2 算法推导 183.3 程序框图 214. 节点功率、功率分布及网损计算 224.1节点功率 224.2 支路功率 22a. 变压器支路 23b. 线路支路 24c. 励磁支路 244.3 网络损耗 24四、主程序结构图 25五、程序清单 26六、程序计算实例 471.实例容 472.程序初值 483. 运行结果 483.1 节点导纳矩阵 483.2 牛顿极坐标 493.3 牛顿直角坐标 503.4 高斯塞得尔 513.5 P-Q分解法514. 运行界
3、面 52七、毕业设计的成果、经验和不足 561. 程序设计的优点 562. 程序中的不足 563. 毕业设计成果 574. 毕业设计体会 57参考书目 58电力系统潮流计算电力系统潮流计算概述潮流计算是电力系统中最基本的计算，它在给定电网结构、参数及决定电力系统运行状 态的边界条件的情况下，通过计算来确定电力系统的运行状态。如各母线上的电压（幅值和 相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。潮流计算是电力系统运行、规划、以及安全性、 可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁瞬时过程和机电瞬时过程分析的基础和出发点。潮 流计算一般分为在线计算和离线计算。在这里主要是进行离线潮流计算的问题。潮流计算的方法
4、通常有阻抗法和导纳法。随着计算机的应用发展，采用稀疏矩阵技术 和节点优化编号技术使牛顿拉夫逊法得到了非常广泛的应用，成为潮流计算中广泛采用的 优秀算法。导纳法也就因其稀疏性的特点逐步取代了阻抗法。70年代中期，Stott在大量 实践的基础上提出了快速分解潮流计算方法（P_Q分解法），使潮流计算在存容量和计算速 度上得到了大大的提高，可用于在线计算，是目前最常用的一种方法。二、 节点导纳矩阵1. 节点导纳矩阵及其各元素的物理意义由欧姆定律可知：V = Z * I,也即I = Y * V，其中系数矩阵Y即称为节点导纳矩阵。 对于n个节点的电力网络来说，方程组的系数矩阵：YYYii121nYYY21
5、222nY = YYYn1n2nn(2 1)显然可知其中各元素的物理意义：a. 导纳矩阵中第i列对角元素Y ，即节点i的自导纳，在数值上等于节点iii加单位电压，其它节点都接地时，节点i向电力网络注入的电流。b. 导纳矩阵中第i列非对角元素Y ，即节点i与节点j间的互导纳，在数值ij上等于节点i加单位电压，其它节点都接地时，节点j向电力网络注入的电 流。2. 节点导纳矩阵的特点1， 导纳矩阵是稀疏矩阵，矩阵的阶数等于电力网的节点数。2) 各行非对角元素的个数等于对应节点所连的不接地支路数。(3) 导纳矩阵是一个对称的方阵，非对角元素Y =Y 。ij ji(4) 对角线元素即自导纳等于i节点所有
6、支路导纳值的总和，即Y =Ey 。iiii(5) 非对角线元素即互导纳等于i、j节点间支路导纳的负值，即Y =-y。ijij3. 算法推导电力网中常见的有三种类型的支路：励磁支路、线路支路、变压器支路。在节点导纳矩 阵程序中，采用逐条支路追加法。而对于各种支路处理方法略有不同，下面就分别作以推导。3.1励磁支路如图1所示，励磁支路的另一节点是接地点0，因此当追加励磁支路时，只需要 修正节点i的自导纳。YCt+i)= YCt)+ (r - jx)(2- 2)ii ii3.2线路支路如图2所示，当追加线路支路时，节点i、节点j的自导纳以及它们之间的互导纳 都需要修改。Y = Y =- y (2-i
7、j jiij3)bYCt+1) = YCt)+ y - j_iiiiij 22- 4)Y (k+1) = Y (k)+ jjbjjyj-j 22- 5)图 1 励磁支路.bj2图 2 线路支路3.3变压器支路变压器一共有四种模型，在这里采用如图3所示的模型，而其它的三种情况均可以 化作此模型（详见后一节）。对于图3的模型，有：Y = Y = -字(2- 6)ij ji k7）Y(k+i) = Y(k)+1 -k)yt + 乂(2-iiiik 2 kY (k+i) = Y (k)+(k -1)； jjjjy.+(2- k k (8）化简后：Y (k+1) = Y (k)+ 昱ii k 22- 9
8、)2- 10)y a+i) = y a)+ jjjjyt图 3 变压器支路4. 程序实现方法和技巧4.1变量说明YG、YB分别存放节点导纳矩阵的实部和虚部；m 存放循环数；（i、j、r、x、k）存放支路参数i、j分别存放支路的节点号，如果是接地点则存为0;r、x分别存放支路参数的实部和虚部；k存放变比（变压器支路）或接地容纳（线路支路）;4.2支路参数设置技巧1）如何区别支路类型当其为励磁支路时，令接地端的节点号为0,这样判断i* j = 0就是励磁支路;当其为变压器支路时，令靠近变压器的一端为负值，这样判断i* j 0就是线路支路。2）如何解决变压器四种模型的统一对于图4所示的模型，令 j
9、0，当程序判断 j 0时， i、j 节点号互换对于图5所示的模型，令k 0，当程序判断k (3- 5)X )= 0n其近似为x（o）、X（0）、x（0），设近似解与精确解分别相差Ax、Ax、Ax，则如12n12n下的方程式成立：x(o)+ Ax ) = 0 nnx(o)+ Ax ) = onnf (x(o)+ Ax、x(o)+ Ax、11122f (x(o)+ Ax、x(o)+ Ax、21122 (3- 6)x(o)+ Ax ) = onnf (x(o)+ Ax、x(o)+ Ax、n 1122上式中任何一式都可按泰勒级数展开，并省略二次以上高次项，可得：(x(o)、x(o)、112(x(o)、x(o)212x(o)nx(o)OxOxOx1-1 oOfn-Ox2 oOfnOxn oAx1Ax2Axn= o (3- 7)或简写为：F + J AX = o (3- 8)式中， J 称为函数 F 的雅可比矩阵；将x（o）代入式（3-7），可得F、J中，然后求解Ax，从而经过第一次迭代后x的i i i 新值xy = x（o）+ Ax（o）。再将求得的x,）代入，如此循环，直到|Ax（k）|。（这里为预 先给定的满足一定精度要求的正整数）1.2算法推导a. 直角坐标基本方程式：S 二 V iI *（i
