電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計1111

1、信息工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書學(xué) 號030740625030740626學(xué)生姓名專業(yè)（班級）0307406班設(shè)計題目 電力系統(tǒng)潮流計算設(shè)計技術(shù)參數(shù)1. 變壓器的阻抗、，勵磁損耗。2. 線路的阻抗、，無功損耗。3. 變壓器及線路的功率損耗、4. 變壓器及線路的電壓降落、5. 各節(jié)點(diǎn)的功率和電壓設(shè)計要求1. 作給出電路的潮流計算，即算出各節(jié)點(diǎn)的電壓和功率。2. 兩人合作，一人手算（夏丹丹），一人機(jī)算（陳志彪）。工作量1. 需求分析（2頁）2. 總體設(shè)計（1頁）3. 詳細(xì)設(shè)計（14頁）4. 總結(jié)（1頁）工作計劃1. 整體分析電路，向老師和同學(xué)請教，對電路圖有宏觀把握，并且有初步的設(shè)計思路和方法。2. 作

2、出等值電路，計算出各參數(shù)，并且有清晰的思路和準(zhǔn)確的方法。3. 進(jìn)行潮流計算。4. 與MATLAB仿真比較，找出問題所在并分析。5. 總結(jié)與反思參考資料1.何仰贊 溫増銀 電力系統(tǒng)分析第三版2.3.王守相劉玉田電力系統(tǒng)潮流計算研究現(xiàn)狀-山東電力技術(shù)1996年05期4.飛思科技產(chǎn)品研發(fā)中心.MATLAB基礎(chǔ)與提高.北京：電子工業(yè)出版社，2005.5.Stephen J. Chapman. MATLAB Programming for Engineers Second Edition. 國外高校電子信息類優(yōu)秀教材指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字 年 月 日 摘 要潮流計算是電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及運(yùn)行中最基本的計算

3、，對電力網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)計方案及各種運(yùn)行方式進(jìn)行潮流計算，可以得到各種電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓，并求得網(wǎng)絡(luò)的潮流及網(wǎng)絡(luò)中各元件的電力損耗，進(jìn)而求得電能損耗。本文以一個具體例子分析潮流計算的具體方法，并給出MATLAB仿真。關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng) 潮流計算 Mmatlab仿真目 錄1 需求分析61.1 所給電路圖及設(shè)計要求61.2 潮流計算的意義62 總體設(shè)計82.1 等值電路圖82.2 設(shè)計思路及方法83 詳細(xì)設(shè)計9參數(shù)計算9潮流計算12 MATLAB仿真 14 4 總結(jié)23參考文獻(xiàn)241 需求分析1.1 二級標(biāo)題1.2 潮流計算的意義潮流計算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種基本電氣計算，常規(guī)潮流計算的任務(wù)是

4、根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的基礎(chǔ)。通過潮流計算可以判斷電網(wǎng)母線電壓、支路電流和功率是否越限，如果有越限，就應(yīng)采取措施，調(diào)整運(yùn)行方式。對于正在規(guī)劃的電力系統(tǒng)，通過潮流計算，可以為選擇電網(wǎng)供電方案和電氣設(shè)備提供依據(jù)。潮流計算還可以為繼電保護(hù)和自動裝置定整計算、電力系統(tǒng)故障計算和穩(wěn)定計算等提供原始數(shù)據(jù)。具體表現(xiàn)在以下方面：(1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過潮流計算,合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn),合理規(guī)劃網(wǎng)架,選擇無功補(bǔ)償方案,滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓

5、的要求。(2)在編制年運(yùn)行方式時,在預(yù)計負(fù)荷增長及新設(shè)備投運(yùn)基礎(chǔ)上,選擇典型方式進(jìn)行潮流計算,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié),供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考,并對規(guī)劃、基建部門提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu),加快基建進(jìn)度的建議。(3)正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計算,用于日運(yùn)行方式的編制,指導(dǎo)發(fā)電廠開機(jī)方式,有功、無功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。(4)預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對靜態(tài)安全的影響分析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式調(diào)整方案。總結(jié)為在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時，為了實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也需要進(jìn)行大

6、量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實時監(jiān)控中，則采用在線潮流計算。 2 總體設(shè)計2.1 等值電路圖2.2 設(shè)計思路及方法潮流計算（load flow calculation）根據(jù)電力系統(tǒng)接線方式、參數(shù)和運(yùn)行條件計算電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下的電氣量。通常給定的運(yùn)行條件有電源和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率、樞紐點(diǎn)電壓、平衡節(jié)點(diǎn)的電壓和相位角。待求的運(yùn)行狀態(tài)量包括各節(jié)點(diǎn)電壓及其相位角和各支路（元件）通過的電流（功率）、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。此題先按電網(wǎng)平均額定電壓VN計算功率損耗，再利用上面

7、求得的功率分布，從電源點(diǎn)開始，順著功率的傳送方向，依次計算各段線路的電壓降落，求出各節(jié)點(diǎn)電壓。對于首端電壓和功率已知的線路，只需順著電路的方向算各個變壓器及線路的電壓降落和功率損耗，以此求得各節(jié)點(diǎn)的電壓和功率。3 詳細(xì)設(shè)計變壓器1：=勵磁功率 ：線路一設(shè)，產(chǎn)生的充電功率：同理可得變壓器2（2臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行）：;線路2：產(chǎn)生的充電功率：變壓器3：線路3（雙回路）：產(chǎn)生的充電功率：變壓器4（兩臺變壓器并聯(lián)）：;線路4：產(chǎn)生的充電功率：變壓器5（兩臺三繞組變壓器并聯(lián)）：線路5（雙回路）：產(chǎn)生的充電功率：變壓器6（兩臺變壓器并聯(lián)）：;發(fā)電機(jī)A：發(fā)電機(jī)B：發(fā)電機(jī)C：發(fā)電機(jī)D：發(fā)電機(jī)E：變壓器1的功率損

8、耗：a點(diǎn)功率線路1的功率損耗：變壓器T2的功率損耗：所以b點(diǎn)功率為c點(diǎn)功率：計算線路I的電壓分布：VA=115V;變壓器2中的電壓降落：線路I中的電壓降落：線路II中：線路III的功率損耗和電壓降落：線路IV的損耗：點(diǎn)f的功率和電壓：變壓器6的功率和損耗：點(diǎn)g的功率及電壓：線路5 的功率損耗及電壓降落：點(diǎn)h的功率：變壓器5-2的功率損耗和電壓降落：點(diǎn)m的功率和電壓：變壓器5-3的功率損耗和電壓降落：點(diǎn)n的功率和電壓：3.3MATLAB仿真（由陳志彪完成）相關(guān)的原始數(shù)據(jù)輸入格式如下：1、B1是支路參數(shù)矩陣，第一列和第二列是節(jié)點(diǎn)編號。節(jié)點(diǎn)編號由小到大編寫。2、對于含有變壓器的支路，第一列為低壓側(cè)節(jié)

9、點(diǎn)編號，第二列為高壓側(cè)節(jié)點(diǎn)編號，將變壓器的串聯(lián)阻抗置于低壓側(cè)處理，第三列為支路的串列阻抗參數(shù)，第四列為支路的對地導(dǎo)納參數(shù)，第五烈為含變壓器支路的變壓器的變比，第六列為變壓器是否是否含有變壓器的參數(shù)，其中“1”為含有變壓器，“0”為不含有變壓器。3、B2為節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣，其中第一列為節(jié)點(diǎn)注入發(fā)電功率參數(shù)；第二列為節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率參數(shù)；第三列為節(jié)點(diǎn)電壓參數(shù)；第六列為節(jié)點(diǎn)類型參數(shù)，其中“1”為平衡節(jié)點(diǎn)，“2”為PQ節(jié)點(diǎn)，“3”為PV節(jié)點(diǎn)參數(shù)。4、X為節(jié)點(diǎn)號和對地參數(shù)矩陣。其中第一列為節(jié)點(diǎn)編號，第二列為節(jié)點(diǎn)對地參數(shù)。程序如下：close allclear alln=input('請輸入節(jié)點(diǎn)數(shù):n=&

10、#39;);n1=input('請輸入支路數(shù):n1=');isb=input('請輸入平衡節(jié)點(diǎn)號:isb=');pr=input('請輸入誤差精度:pr=');B1=input('請輸入支路參數(shù):B1=');B2=input('請輸入節(jié)點(diǎn)參數(shù):B2=');X=input('節(jié)點(diǎn)號和對地參數(shù):X=');Y=zeros(n);Times=1; %置迭代次數(shù)為初始值%創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣for i=1:n1 if B1(i,6)=0 %不含變壓器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)

11、=Y(p,q)-1/B1(i,3); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); Y(q,q)=Y(q,q)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); else %含有變壓器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/(B1(i,3)*B1(i,5); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3); Y(q,q)=Y(q,q)+1/(B1(i,5)2*B1(i,3); endendYOrgS=zeros(2*n-2,1);DetaS=zeros(2*n-2,1

12、); %將OrgS、DetaS初始化%創(chuàng)建OrgS，用于存儲初始功率參數(shù)h=0;j=0;for i=1:n %對PQ節(jié)點(diǎn)的處理 if i=isb&B2(i,6)=2 h=h+1; for j=1:n OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3)*(r

13、eal(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)-real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); end endendfor i=1:n %對PV節(jié)點(diǎn)的處理，注意這時不可再將h初始化為0 if i=isb&B2(i,6)=3 h=h+1; for j=1:n OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(B2(i

14、,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)-real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); end endendOrgS%創(chuàng)建PVU 用于存儲PV節(jié)點(diǎn)的初始電壓PVU=zeros(n-h-1,1);t=0;for i=1:n if B2(i,6)=3 t=t+1; PVU(

15、t,1)=B2(i,3); endendPVU%創(chuàng)建DetaS，用于存儲有功功率、無功功率和電壓幅值的不平衡量h=0;for i=1:n %對PQ節(jié)點(diǎn)的處理 if i=isb&B2(i,6)=2 h=h+1; DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2)-OrgS(2*h-1,1); DetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2)-OrgS(2*h,1); endendt=0;for i=1:n %對PV節(jié)點(diǎn)的處理，注意這時不可再將h初始化為0 if i=isb&B2(i,6)=3 h=h+1; t=t+1; DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2)

16、-OrgS(2*h-1,1); DetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1)2+imag(PVU(t,1)2-real(B2(i,3)2-imag(B2(i,3)2; endendDetaS%創(chuàng)建I，用于存儲節(jié)點(diǎn)電流參數(shù)i=zeros(n-1,1);h=0;for i=1:n if i=isb h=h+1; I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1)/conj(B2(i,3); endendI%創(chuàng)建Jacbi(雅可比矩陣)Jacbi=zeros(2*n-2);h=0;k=0;for i=1:n %對PQ節(jié)點(diǎn)的處理 if B2(i,6)=2 h=

17、h+1; for j=1:n if j=isb k=k+1; if i=j %對角元素的處理 Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+imag(I(h,1); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k)+2*real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1)-2*imag

18、(I(h,1); else %非對角元素的處理 Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k); Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1); end if k=(n-1) %將用于內(nèi)循環(huán)的指針置于初始值，以確保雅可比矩陣換行 k=0; end end end endendk

19、=0;for i=1:n %對PV節(jié)點(diǎn)的處理 if B2(i,6)=3 h=h+1; for j=1:n if j=isb k=k+1; if i=j %對角元素的處理 Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+imag(I(h,1); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k-1)=2*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k)=2*re

20、al(B2(i,3); else %非對角元素的處理 Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k-1)=0; Jacbi(2*h,2*k)=0; end if k=(n-1) %將用于內(nèi)循環(huán)的指針置于初始值，以確保雅可比矩陣換行 k=0; end end end endendJacbi%求解修正方程，獲取節(jié)點(diǎn)電壓的不平衡量DetaU=z

21、eros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS;DetaU%修正節(jié)點(diǎn)電壓j=0;for i=1:n %對PQ節(jié)點(diǎn)處理 if B2(i,6)=2 j=j+1; B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1); endendfor i=1:n %對PV節(jié)點(diǎn)的處理 if B2(i,6)=3 j=j+1; B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1); endendB2%開始循環(huán)*while abs(max(DetaU)>prOrgS=zeros(2*n

22、-2,1); %!初始功率參數(shù)在迭代過程中是不累加的，所以在這里必須將其初始化為零矩陣h=0;j=0;for i=1:n if i=isb&B2(i,6)=2 h=h+1; for j=1:n OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3)*(real

23、(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)-real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); end endendfor i=1:n if i=isb&B2(i,6)=3 h=h+1; for j=1:n OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3

24、)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*real(B2(j,3)-imag(Y(i,j)*imag(B2(j,3)-real(B2(i,3)*(real(Y(i,j)*imag(B2(j,3)+imag(Y(i,j)*real(B2(j,3); end endendOrgS%創(chuàng)建DetaSh=0;for i=1:n if i=isb&B2(i,6)=2 h=h+1; DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2)-OrgS(2*h-1,1); DetaS(2*h,

25、1)=imag(B2(i,2)-OrgS(2*h,1); endendt=0;for i=1:n if i=isb&B2(i,6)=3 h=h+1; t=t+1; DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2)-OrgS(2*h-1,1); DetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1)2+imag(PVU(t,1)2-real(B2(i,3)2-imag(B2(i,3)2; endendDetaS%創(chuàng)建Ii=zeros(n-1,1);h=0;for i=1:n if i=isb h=h+1; I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(

26、-1)/conj(B2(i,3); endendI%創(chuàng)建JacbiJacbi=zeros(2*n-2);h=0;k=0;for i=1:n if B2(i,6)=2 h=h+1; for j=1:n if j=isb k=k+1; if i=j Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+imag(I(h,1); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k-

27、1)=-Jacbi(2*h-1,2*k)+2*real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1)-2*imag(I(h,1); else Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k); Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1);

28、end if k=(n-1) k=0; end end end endendk=0;for i=1:n if B2(i,6)=3 h=h+1; for j=1:n if j=isb k=k+1; if i=j Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+imag(I(h,1); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3)+real(I(h,1); Jacbi(2*h,2*k-1)=2*imag(B2(i,3);

29、 Jacbi(2*h,2*k)=2*real(B2(i,3); else Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j)*real(B2(i,3)+real(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j)*real(B2(i,3)+imag(Y(i,j)*imag(B2(i,3); Jacbi(2*h,2*k-1)=0; Jacbi(2*h,2*k)=0; end if k=(n-1) k=0; end end end endendJacbiDetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS

30、;DetaU%修正節(jié)點(diǎn)電壓j=0;for i=1:n if B2(i,6)=2 j=j+1; B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1); endendfor i=1:n if B2(i,6)=3 j=j+1; B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1); endendB2Times=Times+1; %迭代次數(shù)加1endTimes4 總結(jié)透過這次電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計，對自己以往的學(xué)習(xí)有了很深的認(rèn)識。電力系統(tǒng)分析專業(yè)課的系統(tǒng)學(xué)習(xí)已經(jīng)過去了三個多月，由于電力系統(tǒng)分析課程本身較難，在學(xué)習(xí)過程