(完整版)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)

(完滿word版)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)(完滿word版)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)(完滿word版)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算課程設(shè)計(jì)一、問題重述 課程設(shè)計(jì)要求1、在讀懂程序的基礎(chǔ)上畫出潮流計(jì)算根本流程圖2、經(jīng)過輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行潮流計(jì)算輸出結(jié)果3、對(duì)不同樣的負(fù)荷變化，解析潮流分布，寫出解析說明。4、對(duì)不同樣的負(fù)荷變化，進(jìn)行潮流的調(diào)治控制，并說明調(diào)治控制的方法，并列表表示調(diào)治控制的參數(shù)變化。5、打印利用DDRTS進(jìn)行潮流解析繪制的系統(tǒng)圖，以及潮流分布圖。 課程設(shè)計(jì)題目1、系統(tǒng)圖：兩個(gè)發(fā)電廠分別經(jīng)過變壓器和輸電線路與四個(gè)變電所相連。變電所1變電所2變電所4變電所310kV母線35kV母線10kV母線35kV母線一次側(cè)電壓220kV一次側(cè)電壓220kV線路長(zhǎng)為60km線路長(zhǎng)為80km線路長(zhǎng)為100km線路長(zhǎng)為80km線路長(zhǎng)為100km線路長(zhǎng)為80km母線1母線2。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。母線32*QFQ-50-22*QFS-50-22*TQN-100-22*TQN-100-2電廠一電廠二2、發(fā)電廠資料：母線1和2為發(fā)電廠高壓母線，發(fā)電廠一總裝機(jī)容量為〔400MW〕，母線3為機(jī)壓母線，機(jī)壓母線上裝機(jī)容量為〔100MW〕，最大負(fù)荷和最小負(fù)荷分別為50MW和30MW；發(fā)電廠二總裝機(jī)容量為〔200MW〕。3、變電所資料：〔1〕變電所1、2、3、4低壓母線的電壓等級(jí)分別為：10KV35KV10KV35KV〔2〕變電所的負(fù)荷分別為：50MW 40MW 50MW 60MW1〔3〕每個(gè)變電所的功率因數(shù)均為 cosφ=0.85；〔4〕變電所2和變電所4分別配有兩臺(tái)容量為75MVA的變壓器，短路耗費(fèi)414KW，短路電壓〔%〕=16.7；變電所1和變電所3分別配有兩臺(tái)容量為63MVA的變壓器，短路耗費(fèi)為245KW，短路電壓〔%〕=10.5；4、輸電線路資料：發(fā)電廠和變電所之間的輸電線路的電壓等級(jí)及長(zhǎng)度標(biāo)于圖中， 單位長(zhǎng)度的電阻為 ，單位長(zhǎng)度的電抗為 ，單位長(zhǎng)度的電納為 2.78*10-6S。 課程設(shè)計(jì)根本內(nèi)容對(duì)給定的網(wǎng)絡(luò)查找潮流計(jì)算所需的各元件等值參數(shù)，畫出等值電路圖。輸入各支路數(shù)據(jù)，各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)利用給定的程序進(jìn)行在變電所在某一負(fù)荷情況下的潮流計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行解析。隨從變電所負(fù)荷按必然比率發(fā)生變化，進(jìn)行潮流計(jì)算解析。4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比率增大；4個(gè)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比率下降1和4號(hào)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比率下降，而2和3號(hào)變電所的負(fù)荷同時(shí)以2%的比率上升；在不同樣的負(fù)荷情況下，解析潮流計(jì)算的結(jié)果，若是各母線電壓不滿足要求，進(jìn)行電壓的調(diào)整?！沧冸娝蛪耗妇€電壓 10KV要求調(diào)整范圍在 之間；電壓35KV要求調(diào)整范圍在35-36之間〕輪流斷開環(huán)網(wǎng)一回線，解析潮流的分布。利用DDRTS軟件，進(jìn)行繪制系統(tǒng)圖進(jìn)行上述各種情況潮流的解析，并進(jìn)行結(jié)果的比較。最后形成課程設(shè)計(jì)成品說明書。二、問題解析 節(jié)點(diǎn)設(shè)置及分類依照系統(tǒng)圖可知此系統(tǒng)為兩端供電網(wǎng)路，將母線1，2設(shè)為節(jié)點(diǎn)1，10，將變電所1、2、3、4的上下壓側(cè)分別設(shè)為節(jié)點(diǎn)2、3、4、5、6、7、8、9。并且，將節(jié)點(diǎn)1設(shè)為平衡節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)10設(shè)為PV節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)設(shè)為PQ節(jié)點(diǎn)。2.2參數(shù)求取設(shè)定基準(zhǔn)值SB100MVA，UBSB484依照題目220KV，因此ZB2UB原始資料，計(jì)算發(fā)電廠、變壓器及線路的參數(shù)。〔1〕運(yùn)用以下公式計(jì)算變壓器參數(shù)：22PkUNRTUK%UN2XT1000S100SN2ZTRTXTZTZT〔2〕計(jì)算線路參數(shù)ZBZRjX(rjx)L〔3〕變電所負(fù)荷分別為：變電所1SL變電所2SL變電所3SL變電所4SL將參數(shù)整理，見下表：首端號(hào)尾端號(hào)阻抗有名值阻抗標(biāo)幺值電納有名值電納標(biāo)幺值12141623004500466700688900810〔4〕計(jì)算變壓器分接頭變比變壓器有5個(gè)抽頭，電壓調(diào)治范圍為UN2*2.5%，UN對(duì)應(yīng)的分接頭開始時(shí)設(shè)變壓器高壓側(cè)接主接頭 ,降壓變壓器5個(gè)分接頭時(shí)的非標(biāo)準(zhǔn)變比 k*以備調(diào)壓時(shí)采用k*1220(15%)1011220k*2220(12.5%)1011220k*32201011220k*4220(12.5%)1011220k*5220(15%)1011220對(duì)變電所低壓母線為 35KV時(shí)，非標(biāo)準(zhǔn)變比與 10KV時(shí)同樣。 計(jì)算方法利用牛頓拉夫遜法進(jìn)行求解，用MATLAB軟件編程，能夠求解系統(tǒng)潮流分布依照題目的不同樣要求對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過調(diào)治變壓器變比和發(fā)電廠的電壓，3求解出合理的潮流分布，最后用 PSAT進(jìn)行潮流解析，將兩者進(jìn)行比較。 牛頓—拉夫遜法1、牛頓—拉夫遜法大綱第一對(duì)一般的牛頓—拉夫遜法作一簡(jiǎn)單的說明。一個(gè)變量 X函數(shù)為：f(X) 0(0)到此方程時(shí)，由合適的近似值 X 出發(fā)，依照：(n1)f(XXX(n)f(X

(n)(n)

)(n 1,2,......))(n)屢次進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)X滿足合適的收斂條件就是上面方程的根。這樣的方法就是所謂的牛頓—拉夫遜法。(n)這一方法還可以夠做下邊的講解，設(shè)第n次迭代獲取的解語真值之差，即X的誤差為時(shí)，那么：f(X(n))0把f(X(n))在X(n)周邊對(duì)用泰勒級(jí)數(shù)張開2f(X(n))f(X(n))f(X(n))f(X(n))......02!上式省略去 2今后局部f(X(n)) f(X(n)) 0(n)的誤差能夠近似由上式計(jì)算出來。(Xf(X

(n)(n)

))(n)比較兩式，能夠看出牛頓—拉夫遜法的休整量和 X 的誤差的一次項(xiàng)相等。用同樣的方法考慮，給出 n個(gè)變量的n個(gè)方程：f1(X1,X2, ,Xn) 0f2(X1,X2, ,Xn) 0fn(X1,X2, ,Xn) 0對(duì)其近似解X1得修正量 X1能夠經(jīng)過解下邊的方程來確定：4f1(X1,X2,,Xn)f1f1f1x1x2xnX1f2(X1,X2,,Xn)f2f2f2X2x1x2xnfn(X1,X2,,Xn)fnfnfnXnx1x2xn式中等號(hào)右邊的矩陣fn都是對(duì)于X1,X2,,Xn的值。這一矩陣稱為雅可比xn〔JACOBI〕矩陣。按上述獲取的修正向量X1,X2,,Xn后，獲取以下關(guān)系XnXnXn這比X1,X2, ,Xn更湊近真實(shí)值。這一步在收斂到希望的值以前重復(fù)進(jìn)行，一般要屢次計(jì)算滿足maxX1n1X1n1,X2n1X2n1,,Xnn1Xnn1為起初規(guī)定的小正數(shù)，Xnn1是第n次迭代Xn的近似值。2、牛頓法的框圖及求解過程1〕用牛頓法計(jì)算潮流時(shí)，有以下的步驟：①給這各節(jié)點(diǎn)電壓初始值e(0),f(0)；②將以上電壓初始值代入公式，求修正方程的常數(shù)項(xiàng)向量P(0), Q(0),(V2)(0)；③將電壓初始值在帶入上述公式，求出修正方程中系數(shù)矩陣的各元素。④解修正方程式e(0),f(0)；⑤修正各節(jié)點(diǎn)電壓e(1)e(0)e(0)，f(1)f(0)f(0)；⑥將e(1)，f(1)在帶入方程式，求出P(1),Q(1),(V2)(1)；(k) (k)⑦檢驗(yàn)可否收斂，即 max Pi , Qi若是收斂，迭代到此結(jié)束，進(jìn)一步計(jì)算各線路潮流和平衡節(jié)點(diǎn)功率，并打印輸出結(jié)果。若是不收斂，轉(zhuǎn)回②進(jìn)行下次迭代計(jì)算，直到收斂為止。〔2〕程序框圖以下：5啟動(dòng)輸入原始數(shù)據(jù)形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣分解各節(jié)點(diǎn)初始電壓的實(shí)部和虛部迭代次數(shù) K=0(k)(k)(k)(k)求PQ節(jié)點(diǎn)的Pi,Qi，求PV節(jié)點(diǎn)的Pi，Ui置節(jié)點(diǎn)號(hào) i=0是雅克比矩陣可否形成，i>n否求得雅克比矩陣各元素(k)(k)Jij(k)(k)(k)Sij(k)HijNijLijRij增大節(jié)點(diǎn)號(hào)i=i+1把雅克比矩陣單位化求解修正方程，得 ei(k)，fi(k)回帶各電壓新值， K=K+1求解最大修正量| ei(k)|max，| fi(k)|max否可否收斂是計(jì)算輸出電壓大小及相角，節(jié)電功率及支路耗費(fèi)停止三、問題求解3.1等值電路的計(jì)算電壓是衡量電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。電壓過高或過低，都將對(duì)人身及其用電設(shè)備產(chǎn)生重要的影響。保證用戶的電壓湊近額定值是電力系統(tǒng)調(diào)換的根本6任務(wù)之一。當(dāng)系統(tǒng)的電壓偏離贊同值時(shí)，電力系統(tǒng)必定應(yīng)用電壓調(diào)治技術(shù)調(diào)治系統(tǒng)電壓的大小，使其保持在贊同值范圍內(nèi)。本文經(jīng)過手算形成了等值電路圖，并編寫好了程序得出節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值，使其滿足所要求的調(diào)整范圍。我們第一對(duì)給定的程序輸入局部作了簡(jiǎn)要的解析，程序開始需要我們確定輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)、平衡母線號(hào)、支路參數(shù)矩陣、節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣?！?〕為了保證整個(gè)系統(tǒng)潮流計(jì)算的完滿性，我們把凡擁有母線及發(fā)電機(jī)處均選作節(jié)點(diǎn)，這樣，能夠確定有10個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)號(hào)見等值電路圖?！?〕確定完節(jié)點(diǎn)及編號(hào)后，各條支路也相應(yīng)確定了，網(wǎng)絡(luò)中總計(jì)有13條支路，我們對(duì)各支路參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。依照所給實(shí)質(zhì)電路圖和題中的條件，有以下公式計(jì)算各輸電線路的阻抗和對(duì)地支路電容的標(biāo)幺值和變壓器的阻抗標(biāo)幺值。選擇電壓基準(zhǔn)值為UB220KV和功率基準(zhǔn)值SB100MVA因此ZBUB484SB3.2依照題目要求及原始資料畫出系統(tǒng)等值電路圖 ：35791:k1:k1:k1:k12342468jjj110U=231V發(fā)電廠一δ=0P=200MW發(fā)電廠二U=231V圖1系統(tǒng)等值電路利用psat軟件可得計(jì)算所需系統(tǒng)圖如圖 2所示。7圖23.3潮流計(jì)算3.3.1B1、B2矩陣的形成：依照所求參數(shù)，以及B1矩陣的含義，列寫B(tài)1矩陣以下:B1=[1210;1410;1610;23011;45011;4610;67011;6810;89011;81010];由各個(gè)變電所負(fù)荷功率能夠計(jì)算出總功率為200MW，而發(fā)電廠一、二的總裝機(jī)容量分別為400MW和200MW。令發(fā)電廠二的功率為200MW，為了減小線路上的耗費(fèi)，令發(fā)電機(jī)的電壓為額定電壓的1.05倍。依照前面表達(dá)的節(jié)點(diǎn)分類，形成B2矩陣以下：B2=[0023123101;00220002;0220002;800220002;0220002;00220002;0220002;00220002;0220002;200023123103]; 編寫程序并運(yùn)行從結(jié)果中能夠觀察到各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)幺值分別為 :節(jié)點(diǎn)12345678910電壓折算到有名值今后，能夠觀察到節(jié)點(diǎn)3、5、7、9的電壓都與題目給定的范圍對(duì)照偏高，因此調(diào)治變壓器分接頭和發(fā)電廠電壓，經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行屢次調(diào)整，最后獲取合理結(jié)果，調(diào)整結(jié)果以下:調(diào)治方法：調(diào)治方法電廠1電壓電廠2電壓分接頭1分接頭2分接頭3分接頭4未調(diào)整1111調(diào)整后調(diào)治結(jié)果：節(jié)點(diǎn)號(hào)12345678910未調(diào)整調(diào)整后由上表觀察到，進(jìn)行最后一次調(diào)治節(jié)氣點(diǎn)3，5，7，9的電壓均在題目贊同的范圍內(nèi)，對(duì)線路耗費(fèi)進(jìn)行解析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功耗費(fèi)，記錄于下表：功率耗費(fèi)未調(diào)整調(diào)整后(1,2)支路(1,4)支路(1,6)支路(2,3)支路(4,5)支路(4,6)支路(6,7)支路(6,8)支路(8,9)支路(8,10)支路總耗費(fèi)由此能夠看出，隨著變壓器分接頭的調(diào)高有功耗費(fèi)逐漸增大，吻合實(shí)質(zhì)情況，而最后調(diào)治使得電壓在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，有功耗費(fèi)增加了，相對(duì)與實(shí)質(zhì)耗費(fèi)小很多，能夠認(rèn)為是合理的。詳盡的潮流分布見下表9各條支路的首端功率 Si 各條支路的尾端功率 Sj 各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)： 獲取的各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值， 電壓角度，節(jié)點(diǎn)注入無功，支路首端無功如圖所示：10值度5幺1角標(biāo)壓壓0電電510-551000節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)1功功無無入端注0首點(diǎn)路節(jié)支34567891002345678910121圖33.3.3 4個(gè)變電所負(fù)荷同時(shí)以 2%的比率增大由于變電所負(fù)荷以 2%的比率增大，因此各個(gè)變電所負(fù)荷變?yōu)椋?0變電所1SL變電所2SL變電所3SL變電所4SL相應(yīng)地，B2矩陣變?yōu)椋築2=[0023123101;00220002;0220002;00220002;0220002;00220002;0220002;00220002;0220002;200023123103];將程序中的B2矩陣代替后，運(yùn)行并進(jìn)行調(diào)治，此系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)治后到達(dá)要求，對(duì)應(yīng)的調(diào)治方法和結(jié)果見下表：調(diào)治方法：調(diào)治方法電廠1電壓電廠2電壓分接頭1分接頭2分接頭3分接頭4調(diào)整前1111調(diào)整后調(diào)治結(jié)果：節(jié)點(diǎn)電壓12345678910調(diào)整前調(diào)整后由上表觀察到，進(jìn)行最后一次調(diào)治節(jié)氣點(diǎn)3，5，7，9的電壓均在題目贊同的范圍內(nèi)，對(duì)線路耗費(fèi)進(jìn)行解析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功耗費(fèi)，記錄于下表：功率耗費(fèi)未調(diào)整調(diào)整后(1,2)支路(1,4)支路(1,6)支路(2,3)支路(4,5)支路(4,6)支路(6,7)支路(6,8)支路(8,9)支路(8,10)支路總耗費(fèi)11由電壓和功率耗費(fèi)能夠觀察到，最后一次的電壓和有功耗費(fèi)均吻合題目要求，能夠?yàn)槭呛侠淼?。詳盡的潮流分布以下：各條支路的首端功率 Si 各條支路的尾端功率 Sj 各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：獲取的圖像以下：10值度5幺1角標(biāo)壓壓0電電510-551000節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)1功功無無入端注0首點(diǎn)路節(jié)支34567891002345678910121圖43.3.4 4個(gè)變電所負(fù)荷同時(shí)以 2%的比率下降12由于變電所負(fù)荷以2%的比率增大，因此各個(gè)變電所負(fù)荷變?yōu)椋鹤冸娝?SL變電所2SL變電所3SL變電所4SL相應(yīng)地，B2矩陣變?yōu)椋築2=[0023123101;00220002;0220002;00220002;0220002;00220002;0220002;00220002;0220002;200023123103];將程序中的B2矩陣代替后，運(yùn)行并進(jìn)行調(diào)治，對(duì)應(yīng)的調(diào)治方法和結(jié)果見下表：調(diào)治方法：調(diào)治方法電廠1電壓電廠2電壓分接頭1分接頭2分接頭3分接頭4調(diào)整前1111調(diào)整后調(diào)治結(jié)果見下表：節(jié)點(diǎn)號(hào)12345678910調(diào)整前調(diào)整后由上表觀察到，進(jìn)行最后一次調(diào)治節(jié)氣點(diǎn)3，5，7，9的電壓均在題目贊同的范圍內(nèi)，對(duì)線路耗費(fèi)進(jìn)行解析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功耗費(fèi)，記錄于下表：功率耗費(fèi)未調(diào)整調(diào)整后(1,2)支路(1,4)支路(1,6)支路(2,3)支路(4,5)支路(4,6)支路(6,7)支路(6,8)支路(8,9)支路13(8,10)支路總耗費(fèi)詳盡的潮流分布以下表各條支路的首端功率Si各條支路的尾端功率Sj 各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)： 獲取的各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，電壓角度，節(jié)點(diǎn)注入無功，支路首端無功情況見圖7。10值度5幺1角標(biāo)壓壓0電電510-551000節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)1功功無無入端注0首點(diǎn)路節(jié)支34567891002345678910121圖5141、4號(hào)變電所負(fù)荷同時(shí)以2%的比率下降，2、3號(hào)變電所負(fù)荷同時(shí)以2%的比率增加當(dāng)1、4號(hào)變電所負(fù)荷同時(shí)以2%的比率下降，2、3號(hào)變電所負(fù)荷同時(shí)以2%的比率增加，各個(gè)變電所負(fù)荷變?yōu)椋鹤冸娝?SL變電所2SL變電所3SL變電所4SL相應(yīng)地，B2矩陣變?yōu)椋築2=[0023123101;00220002;0220002;00220002;0220002;00220002;0220002;00220002;0220002;200023123103];將程序中的B2矩陣代替后，運(yùn)行并進(jìn)行調(diào)治，對(duì)應(yīng)的調(diào)治方法和結(jié)果見下表：調(diào)治方法：調(diào)治方法電廠1電壓電廠2電壓分接頭1分接頭2分接頭3分接頭4調(diào)整前1111調(diào)整后調(diào)治結(jié)果見下表：節(jié)點(diǎn)號(hào)12345678910調(diào)整前調(diào)整后由上表觀察到，進(jìn)行最后一次調(diào)治后節(jié)點(diǎn)3，5，7，9的電壓均在題目贊同的范圍內(nèi)，對(duì)線路耗費(fèi)進(jìn)行解析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功耗費(fèi)，記錄于下表：功率耗費(fèi)未調(diào)整調(diào)整后(1,2)支路(1,4)支路(1,6)支路(2,3)支路15(4,5)支路(4,6)支路(6,7)支路(6,8)支路(8,9)支路(8,10)支路總耗費(fèi)由電壓和功率耗費(fèi)能夠觀察到，最后一次的電壓和有功耗費(fèi)均吻合題目要求，能夠?yàn)槭呛侠淼摹Ｔ敱M的潮流分布以下表各條支路的首端功率 Si 各條支路的尾端功率 Sj 各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)： 獲取的各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，電壓角度，節(jié)點(diǎn)注入無功，支路首端無功情況見圖6。1610值度5幺1角標(biāo)壓壓0電電510-551000節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)1功功無無入端注0首點(diǎn)路節(jié)支567891001234圖6 斷開1、4支路時(shí)的潮流解析當(dāng)斷開1、4支路時(shí)，以致支路數(shù)變?yōu)?9和B1矩陣改變，，其他參數(shù)不變。用MATLAB軟件進(jìn)行潮流計(jì)算進(jìn)行調(diào)整。B1矩陣變?yōu)锽1=[1210;1610;2301;4501;4610;6701;6810;8901;81010];節(jié)點(diǎn)號(hào)12345678910調(diào)整前調(diào)整后由上表觀察到，進(jìn)行最后一次調(diào)治后節(jié)點(diǎn)3，5，7，9的電壓均在題目贊同的范圍內(nèi)，對(duì)線路耗費(fèi)進(jìn)行解析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功耗費(fèi)，記錄于下表：功率耗費(fèi) 未調(diào)整 調(diào)整后(1,2)支路 (1,6)支路 (2,3)支路 (4,5)支路 17(4,6)支路(6,7)支路(6,8)支路(8,9)支路(8,10)支路總耗費(fèi)由電壓和功率耗費(fèi)能夠觀察到，最后一次的電壓和有功耗費(fèi)均吻合題目要求，能夠?yàn)槭呛侠淼?。詳盡的潮流分布以下表各條支路的首端功率 Si 各條支路的尾端功率 Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：獲取的調(diào)治后各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，電壓角度，節(jié)點(diǎn)注入無功，支路首端無功情況見圖7。10值5度幺1角標(biāo)壓壓0電電510-551000節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)11功功無無入端注0首0點(diǎn)路節(jié)支34567891023456789121圖718 斷開1、6支路時(shí)的潮流解析當(dāng)斷開1、6支路時(shí)，以致支路數(shù)變?yōu)?9和B1矩陣改變，，其他參數(shù)不變。用MATLAB軟件進(jìn)行潮流計(jì)算進(jìn)行調(diào)整。B1矩陣變?yōu)锽1=[1210;1410;2301;4501;4610;6701;6810;8901;81010];節(jié)點(diǎn)號(hào)12345678910調(diào)整前調(diào)整后由上表觀察到，進(jìn)行最后一次調(diào)治后節(jié)點(diǎn)3，5，7，9的電壓均在題目贊同的范圍內(nèi)，對(duì)線路耗費(fèi)進(jìn)行解析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功耗費(fèi)，記錄于下表：功率耗費(fèi)未調(diào)整調(diào)整后(1,2)支路(1,4)支路(2,3)支路(4,5)支路(4,6)支路(6,7)支路(6,8)支路(8,9)支路(8,10)支路總耗費(fèi)由電壓和功率耗費(fèi)能夠觀察到，最后一次的電壓和有功耗費(fèi)均吻合題目要求，能夠?yàn)槭呛侠淼?。詳盡的潮流分布以下表各條支路的首端功率 Si 各條支路的尾端功率 Sj 19 各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：獲取的調(diào)治后各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，電壓角度，節(jié)點(diǎn)注入有功，支路首端無功情況見圖8。15值10度幺角5標(biāo)壓壓1電電0510-551000節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)1功功無無入端注0首點(diǎn)路0節(jié)支34567891023456789121圖83.3.8斷開4、6支路時(shí)的潮流解析當(dāng)斷開4、6支路時(shí)，以致支路數(shù)變?yōu)?和B1矩陣改變，，其他參數(shù)不變。用MATLAB軟件進(jìn)行潮流計(jì)算進(jìn)行調(diào)整。B1矩陣變?yōu)锽1=[1210;1410;1610;2301;4501;6701;6810;208901;81010];表17節(jié)點(diǎn)號(hào)12345678910調(diào)整前調(diào)整后由上表觀察到，進(jìn)行最后一次調(diào)治后節(jié)點(diǎn)3，5，7，9的電壓均在題目贊同的范圍內(nèi)，對(duì)線路耗費(fèi)進(jìn)行解析，統(tǒng)計(jì)每次調(diào)整后各個(gè)支路的有功耗費(fèi)，記錄于下表：功率耗費(fèi)未調(diào)整調(diào)整后(1,2)支路(1,4)支路(1,6)支路(2,3)支路(4,5)支路(6,7)支路(6,8)支路(8,9)支路(8,10)支路總耗費(fèi)由電壓和功率耗費(fèi)能夠觀察到，最后一次的電壓和有功耗費(fèi)均吻合題目要求，能夠?yàn)槭呛侠淼摹Ｔ敱M的潮流分布以下表各條支路的首端功率Si各條支路的尾端功率Sj各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：獲取的調(diào)治后各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，電壓角度，節(jié)點(diǎn)注入無功，支路首端無功情況見圖9。2115值10度幺角5標(biāo)壓壓1電電0510-551000節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)1功功無無入端注首點(diǎn)0路節(jié)支345678910023456789121圖9四、誤差解析以系統(tǒng)在正常運(yùn)行的情況下為例。利用PSAT軟件，比對(duì)MATLAB中的B1、B2矩陣，獲取各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓情況。將PSAT軟件運(yùn)行的結(jié)果對(duì)MATLAB運(yùn)行的結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)。同時(shí)利用該軟件對(duì)圖形顏色的變化的描繪和數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行呈現(xiàn)。PSAT軟件運(yùn)行的結(jié)果如圖 10所示。獲取各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，并與 MATLAB程序運(yùn)行獲取的結(jié)果進(jìn)行比較。見下表節(jié)點(diǎn)12345678910PSATMatlab誤差0022VoltageMagnitudeProfile1.u.p[V012345678910Bus#圖10經(jīng)過上述的比較可知:應(yīng)用DDRTS仿真和MATLAB計(jì)算的到的結(jié)果誤差幾乎為0-0.02之間，相差很小，大體同樣，能夠認(rèn)為此潮流計(jì)算是合理、正確的。23五、心得領(lǐng)悟及總結(jié)此次課程設(shè)計(jì)使我在潮流計(jì)算、MATLAB的使用方面均有所提高，但也裸露出了一些問題；理論知識(shí)的積蓄還是缺乏，對(duì)MATLAB的性能和特點(diǎn)還不能夠有一個(gè)全面的掌握，對(duì)MATLAB中PSAT工具箱使用不夠熟悉，相信經(jīng)過今后的學(xué)習(xí)能填充這些缺乏，從而到達(dá)一個(gè)新的層次。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)的最根本、最常用的解析計(jì)算。用以研究系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中提出的各種問題。對(duì)規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，經(jīng)過潮流計(jì)算能夠檢驗(yàn)所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案可否滿足各種運(yùn)行方式的要求；對(duì)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，經(jīng)過潮流計(jì)算能夠預(yù)知各種負(fù)荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會(huì)不會(huì)危及系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)中所有母線的電壓可否在贊同的范圍以內(nèi)，系統(tǒng)中各種元件(線路、變壓器等 )可否會(huì)出現(xiàn)過負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過負(fù)荷時(shí)應(yīng)起初采用哪些預(yù)防措施等。實(shí)質(zhì)的情況遠(yuǎn)比我們計(jì)算的情況復(fù)雜，這讓我深刻認(rèn)識(shí)了潮流計(jì)算的重要性。精準(zhǔn)的潮流計(jì)算不但能夠使電網(wǎng)處于牢固且平衡的狀態(tài)，這對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行起到要點(diǎn)性的作用，還可以夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。因此我認(rèn)為學(xué)好電力系統(tǒng)的要點(diǎn)在于學(xué)好潮流計(jì)算，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行不是兒戲，一個(gè)很小的失誤即可能造成整個(gè)電網(wǎng)的崩潰，這給國(guó)家和社會(huì)帶來的危害和損失之大是可想而知的。學(xué)好電力系統(tǒng)這門課、學(xué)好潮流計(jì)算是我們電專業(yè)學(xué)生的當(dāng)務(wù)之急。沒有牢固的基礎(chǔ)就不能能建筑出高樓大廈，因此，要想在今后的工作崗位上有所成就，就必定打好基礎(chǔ)，努力提高自己的專業(yè)涵養(yǎng)。參照文件1、?電力系統(tǒng)解析基礎(chǔ)?，韋剛，中國(guó)電力初版社 ;2、?電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)解析?，陳珩，中國(guó)電力初版社 ;3、?MATLAB合用指南?，蘇金明，王永利，電子工業(yè)初版社。24附錄一、正常情況下的參數(shù)二、MATLAB程序%本程序的功能是用牛頓——拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算B1矩陣：1、支路首端號(hào)；2、尾端號(hào)；3、支路阻抗；4、支路對(duì)地電納5、支路的變比；6、支路首端處于K側(cè)為1，1側(cè)為0B2矩陣：1、該節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)功率；2、該節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率；3、節(jié)點(diǎn)電壓初始值4、PV節(jié)點(diǎn)電壓V的給定值；5、節(jié)點(diǎn)所接的無功補(bǔ)償設(shè)備的容量6、節(jié)點(diǎn)分類標(biāo)號(hào)clear;n=10;%input(' 請(qǐng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)：n=');nl=10;%input(' 請(qǐng)輸入支路數(shù)：nl=');isb=1;%input(' 請(qǐng)輸入平衡母線節(jié)點(diǎn)號(hào)： isb=');pr=0.00001;%input(' 請(qǐng)輸入誤差精度：pr=');B1=[128.5+20.1i0.000556i10;1413.6+32.16i0.0002224i10;1613.6+32.16i0.0002224i10;231.495+40.335i01.051;451.78+53.885i01.0251;4610.2+24.12i0.0001668i10;25671.495+40.335i01.0251;686.8+16.08i0.0004448i10;891.78+53.885i01.0251;8108.5+20.1i0.000556i10];%input('請(qǐng)輸入由支路參數(shù)形成的矩陣： B1=');B2=[0022922901;00220002;050+30.987i220002;00220002;040+27.79i220002;00220002;050+30.987i220002;00220002;060+37.18i220002;200022922903];%input('請(qǐng)輸入各節(jié)點(diǎn)參數(shù)形成的矩陣：B2=');Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1=zeros(nl);%－－－－－－－更正局部－－－－－－－－－－－－ym=1;SB=100;UB=220;%ym=input('您輸入的參數(shù)是標(biāo)么值？〔假設(shè)不是那么輸入一個(gè)不為零的數(shù)值〕');ifym~=0%SB=input(' 請(qǐng)輸入功率基準(zhǔn)值:SB=');%UB=input(' 請(qǐng)輸入電壓基準(zhǔn)值:UB=');YB=SB./UB./UB;BB1=B1;BB2=B2;fori=1:nlB1(i,3)=B1(i,3)*YB;B1(i,4)=B1(i,4)./YB;enddisp('B1 矩陣B1=');disp(B1)fori=1:nB2(i,1)=B2(i,1)./SB;B2(i,2)=B2(i,2)./SB;B2(i,3)=B2(i,3)./UB;B2(i,4)=B2(i,4)./UB;B2(i,5)=B2(i,5)./SB;enddisp('B2 矩陣B2=');disp(B2)end%%%---------------------------------------------------26fori=1:nl %支路數(shù)ifB1(i,6)==0 %左節(jié)點(diǎn)處于低壓側(cè)p=B1(i,1);q=B1(i,2);elsep=B1(i,2);q=B1(i,1);endY(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5)); %非對(duì)角元Y(q,p)=Y(p,q);Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2; %對(duì)角元K側(cè)Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2; %對(duì)角元1側(cè)end%求導(dǎo)納矩陣disp(' 導(dǎo)納矩陣Y=');disp(Y)%----------------------------------------------------------G=real(Y);B=imag(Y); %分解出導(dǎo)納陣的實(shí)部和虛部fori=1:n %給定各節(jié)點(diǎn)初始電壓的實(shí)部和虛部e(i)=real(B2(i,3));f(i)=imag(B2(i,3));V(i)=B2(i,4); %PV節(jié)點(diǎn)電壓給定模值endfori=1:n %給定各節(jié)點(diǎn)注入功率S(i)=B2(i,1)-B2(i,2); %i節(jié)點(diǎn)注入功率SG-SLB(i,i)=B(i,i)+B2(i,5); %i節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償量end%===================================================================P=real(S);Q=imag(S);ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;whileIT2~=0IT2=0;a=a+1;fori=1:nifi~=isb %非平衡節(jié)點(diǎn)C(i)=0;D(i)=0;forj1=1:nC(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);% Σ(Gij*ej-Bij*fj)D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);% Σ(Gij*fj+Bij*ej)endP1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);% 節(jié) 點(diǎn) 功 率 P 計(jì) 算 ei Σ(Gij*ej-Bij*fj)+fi Σ(Gij*fj+Bij*ej)Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);% 節(jié) 點(diǎn) 功 率 Q 計(jì) 算 fi Σ(Gij*ej-Bij*fj)-ei Σ(Gij*fj+Bij*ej)%求P',Q'27V2=e(i)^2+f(i)^2; %電壓模平方%=========以下針對(duì)非PV節(jié)點(diǎn)來求取功率差及Jacobi矩陣元素=========ifB2(i,6)~=3 %非PV節(jié)點(diǎn)DP=P(i)-P1; %節(jié)點(diǎn)有功功率差DQ=Q(i)-Q1; % 節(jié)點(diǎn)無功功率差%===============以上為除平衡節(jié)點(diǎn)外其他節(jié)點(diǎn)的功率計(jì)算=================%=================求取Jacobi矩陣===================forj1=1:nifj1~=isb&j1~=i %非平衡節(jié)點(diǎn)&非對(duì)角元X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i); %dP/de=-dQ/dfX2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i); %dP/df=dQ/deX3=X2; %X2=dp/dfX3=dQ/deX4=-X1; %X1=dP/deX4=dQ/dfp=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,q)=X2;elseifj1==i&j1~=isb %非平衡節(jié)點(diǎn)&對(duì)角元X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);%dP/deX2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dP/dfX3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dQ/deX4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);%dQ/dfp=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;% 擴(kuò)展列△Qm=p+1;J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;% 擴(kuò)展列△PJ(m,q)=X2;endendelse%===============下面是針對(duì) PV節(jié)點(diǎn)來求取 Jacobi 矩陣的元素===========DP=P(i)-P1; %PV節(jié)點(diǎn)有功誤差DV=V(i)^2-V2; %PV節(jié)點(diǎn)電壓誤差forj1=1:nifj1~=isb&j1~=i %非平衡節(jié)點(diǎn)&非對(duì)角元X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i); %dP/deX2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i); %dP/dfX5=0;X6=0;p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;m=p+1;28J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;J(m,q)=X2;elseifj1==i&j1~=isb%非平衡節(jié)點(diǎn)&對(duì)角元X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);%dP/deX2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dP/dfX5=-2*e(i);X6=-2*f(i);p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;J(m,q)=X2;endendendendend%=========以上為求雅可比矩陣的各個(gè)元素 =====================fork=3:N0 %N0=2*n 〔從第三行開始，第一、二行是平衡節(jié)點(diǎn)〕k1=k+1;N1=N; % N=N0+1即N=2*n+1擴(kuò)展列△P、△Qfork2=k1:N1 %擴(kuò)展列△P、△QJ(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k); %非對(duì)角元規(guī)格化endJ(k,k)=1; % 對(duì)角元規(guī)格化ifk~=3 % 不是第三行%============================================================k4=k-1;fork3=3:k4 %用k3行從第三行開始到當(dāng)前行前的 k4行消去fork2=k1:N1 %k3行后各行下三角元素J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);% 消去運(yùn)算endJ(k3,k)=0;endifk==N0break;end%==========================================fork3=k1:N0fork2=k1:N1J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);% 消去運(yùn)算endJ(k3,k)=0;29endelsefork3=k1:N0fork2=k1:N1J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);% 消去運(yùn)算endJ(k3,k)=0;endendend%==== 上面是用線性變換方式將 Jacobi矩陣化成單位矩陣=====fork=3:2:N0-1L=(k+1)./2;e(L)=e(L)-J(k,N); % 更正節(jié)點(diǎn)電壓實(shí)部k1=k+1;f(L)=f(L)-J(k1,N); % 更正節(jié)點(diǎn)電壓虛部end%------ 更正節(jié)點(diǎn)電壓-----------fork=3:N0DET=abs(J(k,N));ifDET>=pr % 電壓誤差量可否滿足要求IT2=IT2+1;% 不滿足要求的節(jié)點(diǎn)數(shù)加 1endendICT2(a)=IT2;ICT1=ICT1+1;end%用高斯消去法解"w=-J*V"disp(' 迭代次數(shù)：');disp(ICT1);disp(' 沒有到達(dá)精度要求的個(gè)數(shù)： ');disp(ICT2);fork=1:nV(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);sida(k)=atan(f(k)./e(k))*180./pi;E(k)=e(k)+f(k)*j;end%===============計(jì)算各輸出量===========================disp(' 各節(jié)點(diǎn)的實(shí)質(zhì)電壓標(biāo)幺值 E為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：');disp(E);EE=E*UB;disp(EE);disp('-----------------------------------------------------');disp(' 各節(jié)點(diǎn)的電壓大小 V為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：');30disp(V);VV=V*UB;disp(VV);disp('-----------------------------------------------------');disp(' 各節(jié)點(diǎn)的電壓相角 sida為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)：');disp(sida);forp=1:nC(p)=0;forq=1:nC(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q));endS(p)=E(p)*C(p);enddisp(