电力系统潮流计算第一题部分课程设计.doc

课程设计(论文）
题 目 名 称 潮流计算课程设计
课 程 名 称 电力系统稳态分析
学 生 姓 名 徐玛丽
学 号 0841229186
系 、专 业 电气工程系08电力二班
指 导 教 师 黄 肇 王晓芳
2011年 1 月 5 日
20

邵阳学院课程设计（论文)任务书
年级专业
08电气工程及其自动化
学生姓名
徐玛丽
学 号
0841229186
题目名称
潮流计算课程设计
设 计
时 间
2010.12。20
—2011.1.6
课程名称
电力系统稳态分析
课程编号
121202202
设计地 点
综合仿真
实验室
一、 课程设计（论文）目的
1。掌握电力系统潮流计算的基本原理；
2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB语言或FORTRAN或C语言或C++语言）；
3。采用计算机语言对潮流计算进行计算机编程计算。
二、 已知技术参数和条件
题目一：在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为节点，节点3为节点，节点4为平衡节点，已给定，，，，,，网络各元件参数的标幺值如表2所示，给定电压的初始值如表2所示，收敛系数。试求：采用极坐标下的P-Q分解法计算图1网络的潮流分布。
图1 简单电力系统
三、 任务和要求
1。掌握电力系统潮流计算的基本原理；
2。掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB语言或FORTRAN或C语言或C++语言）;
3.采用计算机语言对潮流计算进行计算机编程计算.
要求：1.手工计算,手写，采用A4纸，进行2次迭代计算，得出计算结果。2。编写程序:它包括程序源代码；程序说明；部分程序的流程图；程序运行结果，电子版。
注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效;
2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份
四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）
何仰赞 温增银。《电力系统分析(上册）》.华中科技大学出版社.第三版。2002年
何仰赞 温增银。《电力系统分析(下册)》.华中科技大学出版社.第三版.2002年
陈衍.《电力系统稳态分析》。北京水利电力出版社。2004年1月
李光琦。《电力系统暂态分析》.北京水利电力出版社。2005年2月
WDT—Ⅲ电力系统综合自动化试验台 综合仿真实验室
五、进度安排
2010年12月20日：下达课程设计的计划书,任务书，设计题目及分组情况.
2010年12月21日—23日：学生完成潮流计算的手工计算。
2010年12月24日：讲述课程设计编程的思路、要求；举例：用MATLAB软件编写的部分程序。
2010年12月25日—30日：学生编写程序。
2011年1月1日—3日：上机调试程序，得出正确结果。
2011年1月4日—15日：整理课程设计报告。
2011年1月6日：学生答辩
六、教研室审批意见
教研室主任（签字)： 年 月 日
七|、主管教学主任意见
主管主任(签字）： 年 月 日
八、备注

指导教师(签字）： 学生（签字):
邵阳学院课程设计（论文）评阅表
学生姓名 徐 玛 丽 学 号 0841229186
系 电气工程及其自动化 专业班级 08电力二班
题目名称 潮流计算课程设计 课程名称 电力系统分析
一、学生自我总结
通过本次潮流计算课程设计，我对潮流计算的过程有了深刻的理解.潮流计算的每个过程,包括首先的求取导纳矩阵，到求解因子表,然后赋初值进行第一次有功迭代,然后用的得到的修正量进行第二次迭代，依次按这些步骤循环知道达到迭代要求。说着过程只有几句话，可这个过程，我们整个组付出的努力和时间是相当巨大的，没日没夜的进行手工计算后就是学习MATLAB的使用，进行编程。总而言之，这个课程设计，让我收获巨大。
学生签名: 年 月 日
二、指导教师评定
评分项目
平时成绩
答辩
课程设计内容
综合成绩
权 重
30％
30%
40％

单项成绩

指导教师评语：
指导教师（签名）： 年 月 日
注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据,装订在设计说明书（或论文）的“任务书"页后面；
2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定.
目 录
第1章 潮流计算课题及算法 1
1.1 潮流计算课题 1
1.2 极坐标下P—Q法的算法 2
1。2。1 节点导纳矩阵Y 2
1。2。2 简化雅可比矩阵B/和B// 2
1。2.3 修正和迭代 2
第2章 手工计算 3
第3章 程序设计 9
3.1 流程图 9
3。2 潮流计算程序 10
3.3 潮流计算程序运行结果 16
结束语 22
第1章 潮流计算课题及算法
1.1 潮流计算课题
题目一：在图1所示的简单电力系统中,系统中节点1、2为节点，节点3为节点，节点4为平衡节点，已给定，，，，，，网络各元件参数的标幺值如表2所示，给定电压的初始值如表2所示,收敛系数。试求：
图1 简单电力系统
表1 网络各元件参数的标幺值
支路
电阻
电抗
输电线路
变压器变比k
1—2
0。02
0.06
0。01
—
1—3
0.01
0。03
0.01
—
2—3
0。03
0.07
—
—
2—4
0.0
0。05
—
0。9625
3—4
0。02
0.05
—
-
表2 各节点电压（初值)标幺值参数
节点i
1
2
3
4

1.00+j0。0
1.0+j0.0
1。0+j0。0
1。05+j0。0
(3）采用极坐标下的分解法计算图1网络的潮流分布。
1。2 极坐标下P—Q法的算法
1。2。1 节点导纳矩阵Y
根据题目提供的各节点的参数，求得节点导纳矩阵
=
1.2。2 简化雅可比矩阵B/和B//
通过上一步的导纳矩阵,形成有功迭代和无功迭代的简化雅可比矩阵B/和B//
对雅可比矩阵进行三角分解，形成因子表，为后面进行修正方程计算作好准备.
1.2.3 修正和迭代
第一步，给定PQ节点初值和各节点电压相角初值。
第二步，作第一次有功迭代，按公式计算节点有功功率不平衡量。
第三步，做第一次无功迭代,按公式计算无功功率不平衡量,计算时电压相角最新的修正值。解修正方程式,可得各节点电压幅值的修正量。
第四步,第一轮有功迭代和无功迭代便做完了。
第五步，按公式计算平衡节点功率.直到节点不平衡功率下降到10-5以下,迭代便可以结束.
第2章 手工计算
第3章 程序设计
3.1 流程图
3。2 潮流计算程序
电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算
disp（'电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算':);
clear
n=input（'请输入结点数：n=')；
n1=input(’请输入PV结点数:n1=’）;
n2=input('请输入PQ结点数:n2=');
isb=input（'请输入平衡结点：isb=’);
pr=input('请输入精确度：pr='）；
K=input（’请输入变比矩阵看:K='）；
C=input('请输入支路阻抗矩阵：C=’）;
y=input(’请输入支路导纳矩阵：y=’）;
U=input(’请输入结点电压矩阵：U='）;
S=input('请输入各结点的功率：S=');
Z=zeros(1，n）;N=zeros(n2，n2+n1）;L=zeros(n1+n2，n2);QT1=zeros（1，n1+n2)；
for m=1:n
for R=1:n
C(m,m)=C(m，m)+y(m，R）;
if K（m，R）～=0
C（m，m）=C(m，m)+1/（(K(m,R)＊C（m,R))/(K（m,R)—1））;
C(R，R）=C(R，R）+1/（（K（m,R）^2*C（m，R)）/（1—K（m,R)）)；
C（m,R)=C（m,R)＊K（m，R）；
C(R,m)=C（m，R)；
end
end
end
for m=1:n
for R=1：n
if m～=R
Z(m）=Z（m)+1/C(m,R)；
end
end
end
for m=1：n
for R=1:n
if m==R
Y（m,m)=C（m，m）+Z（m）；
else
Y(m,R)=—1/C（m,R）；
end
end
end
disp（'结点导纳矩阵：'）;
disp（Y）;
disp（'迭代中关于B的矩阵：’）；
G=real（Y）;
B=imag（Y)；
O=angle(U)；
U1=abs（U）;
k=0；
PR=1；
P=real（S)；
Q=imag(S)；
while PR〉pr
for m=1：n2
UD（m）=U1（m）;
end
for m=1:n1+n2
for R=1:n
PT（R)=U1(m）＊U1（R）*(G（m,R）*cos（O(m）-O(R））+B（m,R）＊sin（O(m)-O(R)））;
end
PT1（m)=sum（PT);
PP(m）=P(m)—PT1（m）;
PP1(k+1，m）=PP（m)；
end
for m=1：n2
for R=1：n
QT（R）=U1(m）*U1(R)*（G（m,R）*sin(O（m)—O(R）)-B（m，R)*cos(O(m）-O（R）));
end
QT1(m)=sum(QT)；
QQ(m）=Q（m）-QT1（m）;
QQ1(k+1，m)=QQ（m）;
end
PR1=max(abs（PP)）；
PR2=max(abs(QQ）)；
PR=max（PR1,PR2);
for m=1：n1+n2
for R=1:n1+n2
B1（m，R)=B（m，R)；
end
end
for m=1：n2
for R=1：n2
B2（m，R）=B（m，R);
end
end
JJ=[B1 L；N B2］；
disp（JJ)；
for m=1：n1+n2
PP2（m）=PP（m)/U（m）;
end
for m=1：n2
QQ2（m)=QQ(m）/U（m）；
end
PQ=［PP2';QQ2'];
DA=—inv（JJ）＊PQ;
DA1=DA’;
for m=1:n1+n2
OO(m)=DA1(m)/U(m）;
end
for m=n:n1+n2+n2
UU(m—n1—n2)=DA1（m)；
end
for m=1：n1+n2
O（m）=O（m)+OO(m）;
end
for m=1：n2
U1(m）=U1（m）+UU（m)；
end
for m=1：n1+n2
o（k+1,m)=180/pi*O（m）；
end
for m=1:n2
u(k+1，m)=U1（m）；
end
k=k+1；
end
for m=1:n
b（m）=U1（m)＊cos(O(m））；
c(m)=U1（m)*sin(O（m）);
end
U=b+i＊c；
for R=1：n
PH1(R）=U(isb)＊conj（Y(isb,R））＊conj(U(R））；
end
PH=sum（PH1）;
for m=1：n
for R=1：n
if m～=R
C1（m，R）=1/C(m,R);
else
C1（m,m）=C(m,m）；
end
end
end
for m=1:n
for R=1:n
if (C(m，R）~=inf）＆(m~=R）
SS(m，R)=U1(m)^2＊conj（C1(m,m））+U(m）*（conj（U（m）)—conj(U(R））)＊conj（C1（m，R)）；
end
end
end
disp(’迭代中的△P：');disp(PP1）;
disp（’迭代中的△Q：'）;disp（QQ1)；
disp('迭代中相角：’);disp(o)；
disp(’迭代中电压的模:')；disp(u）;
disp(’平衡结点的功率:’);disp(PH）;
disp(’全部线路功率分布:');disp(SS）;
3.3 潮流计算程序运行结果
电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算:
请输入结点数：n=4
请输入PV结点数：n1=1
请输入PQ结点数：n2=2
请输入平衡结点：isb=4
请输入精确度：pr=10^(—6）
请输入变比矩阵看：K=［0 0 0 0 ；0 0 0 0.9625 ;0 0 0 0 ；0 0 0 0 ]
请输入支路阻抗矩阵：C=[0 0。02+0。06i 0。01+0.03i inf;
0。02+0.06i 0 0。03+0。07i 0.0+0.05i；
0。01+0.03i 0。03+0。07i 0 0。02+0.05i;
inf 0。0+0。05i 0。02+0.05i 0］
请输入支路导纳矩阵：y=[0 0。01i 0.01i 0；
0。01i 0 0 0；
0。01i 0 0 0;
0 0 0 0 ］
请输入结点电压矩阵:U=［1 1 1.02 1.05]
请输入各结点的功率：S=[—0.3-0.3i -0。3—0.2i —0.4]
结点导纳矩阵：
15.0000 -44。9800i -5.0000 +15。0000i —10。0000 +30。0000i 0
—5。0000 +15。0000i 10.1724 —47。0590i -5。1724 +12.0690i 0 +20.7792i
—10。0000 +30。0000i -5。1724 +12.0690i 22。0690 -59。3003i —6。8966 +17。2414i
0 0 +20.7792i -6.8966 +17。2414i 6。8966 -38。8302i
迭代中关于B的矩阵：
—44。9800 15。0000 30.0000 0 0
15。0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59。3003 0 0
0 0 0 —44。9800 15.0000
0 0 0 15.0000 —47。0590
-44.9800 15。0000 30.0000 0 0
15。0000 —47.0590 12。0690 0 0
30.0000 12.0690 —59.3003 0 0
0 0 0 —44。9800 15.0000
0 0 0 15.0000 —47。0590
—44.9800 15。0000 30.0000 0 0
15.0000 —47。0590 12。0690 0 0
30。0000 12。0690 —59。3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15。0000
0 0 0 15.0000 —47.0590
—44。9800 15.0000 30.0000 0 0
15。0000 —47.0590 12.0690 0 0
30。0000 12.0690 -59。3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15。0000
0 0 0 15。0000 —47.0590
-44.9800 15.0000 30。0000 0 0
15.0000 -47。0590 12。0690 0 0
30。0000 12。0690 -59。3003 0 0
0 0 0 —44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 —47.0590
—44.9800 15。0000 30。0000 0 0
15。0000 -47。0590 12。0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 —44。9800 15。0000
0 0 0 15。0000 —47.0590
—44.9800 15。0000 30.0000 0 0
15.0000 —47.0590 12。0690 0 0
30.0000 12.0690 -59。3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15。0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44。9800 15。0000 30.0000 0 0
15.0000 -47。0590 12。0690 0 0
30.0000 12.0690 -59。3003 0 0
0 0 0 —44.9800 15。0000
0 0 0 15。0000 —47。0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47。0590 12。0690 0 0
30。0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15。0000
0 0 0 15。0000 —47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15。0000 -47。0590 12。0690 0 0
30.0000 12。0690 -59。3003 0 0
0 0 0 —44.9800 15.0000
0 0 0 15。0000 —47.0590
—44.9800 15.0000 30。0000 0 0
15。0000 -47。0590 12。0690 0 0
30。0000 12。0690 —59.3003 0 0
0 0 0 -44。9800 15。0000
0 0 0 15.0000 -47。0590
-44。9800 15.0000 30。0000 0 0
15.0000 —47。0590 12。0690 0 0
30。0000 12.0690 —59.3003 0 0
0 0 0 —44.9800 15.0000
0 0 0 15。0000 -47。0590
—44。9800 15。0000 30。0000 0 0
15.0000 -47.0590 12。0690 0 0
30.0000 12.0690 —59.3003 0 0
0 0 0 -44。9800 15.0000
0 0 0 15.0000 —47。0590
迭代中的△P：
—0。1000 -0.1966 -0.4985
-0。0824 —0.3300 0.4732
0。0075 0。0112 —0.0033
0。0078 0。0189 —0。0286
—0。0009 —0.0026 0。0025
-0.0009 -0。0007 0。0018
0。0001 0。0002 -0.0003
0。0001 0.0000 —0.0001
—0。0000 -0.0000 0。0000
—0。0000 0。0000 0.0000
0。0000 -0。0000 -0。0000
0。0000 —0。0000 —0。0000
-0。0000 0.0000 0.0000
迭代中的△Q：
0.3200 1。8696
-0。0343 0.0701
-0.0257 -0。1061
0。0029 0。0056
0。0026 0.0054
-0.0003 -0。0008
—0。0003 -0。0002
0。0000 0.0001
0.0000 -0.0000
-0.0000 -0.0000
—0。0000 0。0000
0。0000 —0。0000
0。0000 -0.0000
迭代中相角:
-1.4090 —1.0470 —1。3707
-1。2909 —1.2937 -0。9218
-1.2596 -1。2654 -0。9038
-1.2600 -1.2486 —0.9272
—1.2618 —1.2521 —0。9264
-1.2622 -1。2528 -0.9251
-1.2620 —1.2525 -0。9252
-1.2619 -1。2525 —0.9253
—1.2619 —1。2525 -0。9253
—1.2620 -1。2525 —0.9253
-1.2620 —1.2525 —0.9253
—1。2620 —1.2525 -0.9253
-1.2620 -1.2525 -0.9253
迭代中电压的模:
1。0228 1。0470
1.0225 1。0484
1。0210 1。0457
1。0211 1。0458
1.0212 1。0460
1.0212 1.0459
1。0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1。0459
1。0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1。0459
平衡结点的功率：
1。0152 + 1.4129i
全部线路功率分布：
0 —0。1289 - 0。3988i -0。1711 + 0.0779i 0
0.1320 - 0。4763i 0 0.0669 — 0。5043i -0。4988 - 0.9462i
0。1715 — 0。1081i —0.0632 - 0。3610i 0 -0。5083 — 0。4163i
0 0。4988 + 0。9867i 0。5164 + 1.3188i 0
结束语
本次潮流计算课程设计,我们组进行的是极坐标下P—Q分解的计算，经过商讨我们小组又分为了程序组和手工组，接下来我将总结我的收获。
通过本次潮流计算课程设计，我对潮流计算的过程有了深刻的理解.潮流计算的每个过程,包括首先的求取导纳矩阵，到求解因子表，然后赋初值进行第一次有功迭代，然后用的得到的修正量进行第二次迭代，依次按这些步骤循环知道达到迭代要求。说着过程只有几句话，可这个过程，我们整个组付出的努力和时间是相当巨大的，没日没夜的进行手工计算后就是学习MATLAB的使用，进行编程.总而言之,这个课程设计，让我收获巨大。
最后，我想衷心的感谢我们的指导老师黄肇老师和王晓芳老师.对于手工计算的每个问题，老师都为我们进行最详细的指导，对于程序的设计,老师也全力帮助我们进行程序语言的学习，谢谢老师！