matlab電力系統(tǒng)潮流計算

.z.---.可修編.華中科技大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計報告書題目:電力系統(tǒng)潮流計算專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：學(xué)號：學(xué)生：指導(dǎo)教師：2015年11月10日學(xué)號學(xué)生專業(yè)（班級）電氣工程及其自動化（）設(shè)計題目電力系統(tǒng)潮流計算設(shè)計技術(shù)參數(shù)變壓器的阻抗，勵磁損耗。線路的阻抗，無功損耗。變壓器及線路的功率損耗變壓器及線路的電壓降落各節(jié)點的功率和電壓設(shè)計要求1.計算過程包括理論計算和MATLAB仿真兩大部分。2.報告里面的理論分析（手工計算）過程必須要有詳細(xì)推導(dǎo)過程，再把仿真過程放到相應(yīng)的部分中去。工作量共24頁；4000字工作計劃第15周：對系統(tǒng)模型分析和資料收集，找到計算的思路，總結(jié)計算方法；第16周：對整個模型進(jìn)行詳細(xì)計算，并完成word文檔。參考資料[1]何仰贊,溫增銀《電力系統(tǒng)分析》（第三版）［M].華中科技大學(xué)，2002[2]同娟.MATLAB在電路分析中的應(yīng)用.電氣電子教學(xué)學(xué)報.2002[3]王守相，玉田電力系統(tǒng)潮流計算研究現(xiàn)狀--《電力技術(shù)》1996年05期指導(dǎo)教師簽字2015年11月12日學(xué)生：**：專業(yè)（班級）：班課程設(shè)計題目：電力系統(tǒng)潮流計算指導(dǎo)教師評語：成績：指導(dǎo)教師：年月日信息工程學(xué)院課程設(shè)計成績評定表摘要電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析包括潮流計算和靜態(tài)安全分析。本文主要運(yùn)用的事潮流計算，潮流計算是電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與運(yùn)行中最基本的運(yùn)算，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)點的電壓，并求得網(wǎng)絡(luò)的潮流及網(wǎng)絡(luò)中的各元件的電力損耗，進(jìn)而求得電能損耗。本位就是運(yùn)用潮流計算具體分析，并有MATLAB仿真。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)潮流計算MATLAB仿真AbstractElectricpowersystemsteadyflowcalculationandanalysisofthestaticsafetyanalysis.Thispaper,bymeansofthecalculation,flowcalculationisthetrendofthepowernetworkdesignandoperationofthemostbasicoperationsofelectricpowernetwork,variousdesignschemeandtheoperationwaystotideputation,cangetallkindsofeachnodeofthepowergridvoltageandseekthetrendofthenetworkandthenetworkoftheponentsofthepowerloss,andgettingelectricpower.Thestandardistousethepowerflowcalculationandanalysis,thespecifichaveMATLABsimulation.Keywords:Powersystem;Flowcalculation;MATLABsimulation-.z.目錄1任務(wù)提出與方案論證22總體設(shè)計32.1潮流計算等值電路32.2建立電力系統(tǒng)模型32.3模型的調(diào)試與運(yùn)行33詳細(xì)設(shè)計43.1計算前提43.2手工計算74設(shè)計圖及源程序114.1MATLAB仿真114.2潮流計算源程序115總結(jié)19參考文獻(xiàn)201任務(wù)提出與方案論證潮流計算是在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和決定系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的邊界條件的情況下確定系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的一種基本方法,是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營中不可缺少的一個重要組成部分?？梢哉f,它是電力系統(tǒng)分析中最基本、最重要的計算,是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)分析和實時控制與調(diào)度的基礎(chǔ)。常規(guī)潮流計算的任務(wù)是根據(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)。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。是電力系統(tǒng)研究人員長期研究的一個課題。它既是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運(yùn)行方式的合理性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析的依據(jù)，又是電力系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定計算的基礎(chǔ)。潮流計算經(jīng)歷了一個由手工到應(yīng)用數(shù)字電子計算機(jī)的發(fā)展過程，現(xiàn)在的潮流算法都以計算機(jī)的應(yīng)用為前提用計算機(jī)進(jìn)行潮流計算主要步驟在于編制計算機(jī)程序，這是一項非常復(fù)雜的工作。對系統(tǒng)進(jìn)行潮流分析，本文利用MATLAB中的SimpowerSystems工具箱設(shè)計電力系統(tǒng)，在simulink環(huán)境下，不僅可以仿真系統(tǒng)的動態(tài)過程，還可以對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)潮流分析。2總體設(shè)計SimpowerSystems使用Simulink環(huán)境，可以將該系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器，線路等模型聯(lián)結(jié)起來，形成電力系統(tǒng)仿真模擬圖。在加人測量模塊，并對各元件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置后，用measurement和sink中的儀器可以觀察各元件的電壓、電流、功率的大小。2.1潮流計算等值電路2.2建立電力系統(tǒng)模型在Simulink中按照電力系統(tǒng)原型選擇元件進(jìn)行建模。所建立的模型和建立的方法在詳細(xì)設(shè)計中詳述。在電力系統(tǒng)模型的建立工程中主要涉及到的是：元器件的選擇及其參數(shù)的設(shè)置；發(fā)電機(jī)選型；變壓器選擇；線路的選擇；負(fù)荷模型的選擇；母線選擇。2.3模型的調(diào)試與運(yùn)行建立系統(tǒng)模型，并設(shè)置好參數(shù)以后，就可以在Simulink環(huán)境下進(jìn)行仿真運(yùn)行。運(yùn)行的具體結(jié)果和分析也在詳細(xì)設(shè)計中詳述。3詳細(xì)設(shè)計3.1計算前提首先是發(fā)電機(jī)的參數(shù)計算，先對5個發(fā)電廠簡化為5臺發(fā)電機(jī)來計算。發(fā)電機(jī)G1：發(fā)電機(jī)G2：發(fā)電機(jī)G3：發(fā)電機(jī)G4：發(fā)電機(jī)G5：其次是變電站的參數(shù)計算，我們還是對7個變電站簡化為7臺變壓器來計算。變壓器T1：變壓器T2：（雙并聯(lián)）變壓器T3：（四并聯(lián)）變壓器T4：（雙并聯(lián)）變壓器T5：變壓器T6：（兩個三繞組變壓器并聯(lián)）變壓器T7：（雙并聯(lián)）再次是傳輸線參數(shù)計算，5條傳輸線的具體計算如下。根據(jù)教材查得線路L1：線路L2：線路L3：（雙回路）線路L4：線路L5：（雙回路）3.2手工計算FLR1：FLR2：FLR3：FLR4：FLR5:計算每一個FLR的功率分布和電壓分布計算如下：FLR1：FLR2：功率分布：電壓分布：FLR3：功率分布：電壓分布：FLR4：功率分布：電壓分布：FLR5:這里我們先將f點和發(fā)電機(jī)G5當(dāng)做電源，經(jīng)過和構(gòu)成兩端供電網(wǎng)絡(luò)以g點作為運(yùn)算負(fù)荷進(jìn)行計算。電壓分布：4設(shè)計圖及源程序4.1MATLAB仿真相關(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)點編號。節(jié)點編號由小到大編寫。2、對于含有變壓器的支路，第一列為低壓側(cè)節(jié)點編號，第二列為高壓側(cè)節(jié)點編號，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)點參數(shù)矩陣，其中第一列為節(jié)點注入發(fā)電功率參數(shù)；第二列為節(jié)點負(fù)荷功率參數(shù)；第三列為節(jié)點電壓參數(shù)；第六列為節(jié)點類型參數(shù)，其中“1”為平衡節(jié)點，“2”為PQ節(jié)點，“3”為PV節(jié)點參數(shù)。4、*為節(jié)點號和對地參數(shù)矩陣。其中第一列為節(jié)點編號，第二列為節(jié)點對地參數(shù)。4.2潮流計算源程序closeallclearalln=input('請輸入節(jié)點數(shù):n=');n1=input('請輸入支路數(shù):n1=');isb=input('請輸入平衡節(jié)點號: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)點參數(shù):B2=');*=input('節(jié)點號和對地參數(shù):*=');Y=zeros(n);Times=1;%置迭代次數(shù)為初始值%創(chuàng)建節(jié)點導(dǎo)納矩陣fori=1:n1ifB1(i,6)==0%不含變壓器的支路p=B1(i,1);q=B1(i,2);Y(p,q)=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);%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;fori=1:n%對PQ節(jié)點的處理ifi~=isb&B2(i,6)==2h=h+1;forj=1:nOrgS(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(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)));endendendfori=1:n%對PV節(jié)點的處理，注意這時不可再將h初始化為0ifi~=isb&B2(i,6)==3h=h+1;forj=1:nOrgS(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(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)));endendendOrgS%創(chuàng)建PVU用于存儲PV節(jié)點的初始電壓PVU=zeros(n-h-1,1);t=0;fori=1:nifB2(i,6)==3t=t+1;PVU(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;fori=1:n%對PQ節(jié)點的處理ifi~=isb&B2(i,6)==2h=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;fori=1:n%對PV節(jié)點的處理，注意這時不可再將h初始化為0ifi~=isb&B2(i,6)==3h=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I，用于存儲節(jié)點電流參數(shù)i=zeros(n-1,1);h=0;fori=1:nifi~=isbh=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;fori=1:n%對PQ節(jié)點的處理ifB2(i,6)==2h=h+1;forj=1:nifj~=isbk=k+1;ifi==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(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);endifk==(n-1)%將用于循環(huán)的指針置于初始值，以確保雅可比矩陣換行k=0;endendendendendk=0;fori=1:n%對PV節(jié)點的處理ifB2(i,6)==3h=h+1;forj=1:nifj~=isbk=k+1;ifi==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*real(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;endifk==(n-1)%將用于循環(huán)的指針置于初始值，以確保雅可比矩陣換行k=0;endendendendendJacbi%求解修正方程，獲取節(jié)點電壓的不平衡量DetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS;DetaU%修正節(jié)點電壓j=0;fori=1:n%對PQ節(jié)點處理ifB2(i,6)==2j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endendfori=1:n%對PV節(jié)點的處理ifB2(i,6)==3j=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)**********************************************************************whileabs(ma*(DetaU))>prOrgS=zeros(2*n-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;fori=1:nifi~=isb&B2(i,6)==2h=h+1;forj=1:nOrgS(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(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)));endendendfori=1:nifi~=isb&B2(i,6)==3h=h+1;forj=1:nOrgS(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(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)));endendendOrgS%創(chuàng)建DetaSh=0;fori=1:nifi~=isb&B2(i,6)==2h=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;fori=1:nifi~=isb&B2(i,6)==3h=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;fori=1:nifi~=isbh=h+1;I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1))/conj(B2(i,3));endendI%創(chuàng)建JacbiJacbi=zeros(2*n-2);h=0;k=0;fori=1:nifB2(i,6)==2h=h+1;forj=1:nifj~=isbk=k+1;ifi==jJacbi(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(I(h,1));elseJacbi(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);endifk==(n-1)k=0;endendendendendk=0;fori=1:nifB2(i,6)==3h=h+1;forj=1:nifj~=isbk=k+1;ifi==jJacbi(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*real(B2(i,3));elseJacbi(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)