（毕业论文）基于_Matlab的电力系统潮流仿真计算 ㊣ 精品文档 值得下载

法。

阻抗法的提出大大改善了导纳法的收敛问题，在当时获得了广泛的应用，也为我国电力系统研究设计运行做出了巨大贡献。

但是，阻抗法也有其缺点，对计算机内存的占用较大，每次迭代的计算量大。

尽管计算机制作水平获得了显著进步，但是阻抗法对计算机内存的占用问题依旧在电力系统扩大的同时不断突出。

为了克服阻抗法在计算速度和计算机内存占用大的缺点，以阻抗矩阵为基础的分块阻抗法应运而生。

这种方法是将个较大的系统分割成几个较小的地区系统，这样就大幅度减少了内容容量，从而提高了计算速度。

克服阻抗法缺点的另个方法便是采用本文着重介绍的牛顿拉夫逊法。

牛顿拉夫逊法在数学上主要用来求解非线性代数方程式，其要点是将非线性方程式的求解过程转化为求解相应的线性方程式的过程，即通常所称的逐次线性化过程。

基于的电力系统潮流计算发展前景自年问世以来，以其编程效率高程序设计灵活图像功能强大等特点，发展成为多学科多平台使用的软件。

对于电力系统而言，它强大的矩阵处理功能给电力系统计算分析仿真带来许多方便。

随着计算机技术的不断成熟发展，对潮流计算的研究为解决大型电力系统开辟了新思路新方法。

在潮流计算中矩阵输入输出格式简便与数学书写格式相似，同时以双精度类型存储运算数据大大提高了数据的精确度。

在潮流计算中，提供了众多功能函数使最重要的各种矩阵运算，包括矩阵求逆求积和分解也变得简单易行。

另外，稀疏矩阵技术的引入，也使电力系统潮流计算由传统方法转变为优化算法成为可能。

简单电力系统潮流计算的手工方法开式网络的潮流计算在计算机计算还未发展以前，电力系统潮流计算多是采用手工计算。

利用手工进行电力系统潮流计算，通常仅仅限于对辐射型网络和简单的闭式网络进行计算，其等值电路般都是采用对应于个电压等级的等值电路，根据个简单支路的电压和功率传输关系，将较为复杂的电力系统分解为若干个简单支路来进行潮流计算。

如图所示，节点和两端电压分别为和，节点之间的阻抗。

已知从节点注入该支路的功率为，从节点流出的功率为，阻抗消耗的功率为。

根据电路理论，和任何两个变量已知就可以求出另外两个变量。

已知同端的电压和功率求另侧的电压和功率二〇四年五月二十日星期三图简单支路示意图假设已知节点的电压和流出的功率，可得出该支路的电流为以为参考相量，阻抗引起的电压降落功率损耗分别为因此另端节点的电压为流过节点的复功率为两端电压的关系可从相量图中得到，为末端电压和电流的夹角，称为功率因数角。

从相量图中，我们可以得出阻抗引起的电压降落的横分量和纵分量分别为得到末段的电压幅值和相角分别为二〇四年五月二十日星期三如果已知末端即节点的电压和功率，求首端的电压和功率，仅需注意电压降落功率损耗引起的符号改变，其基本原理相同，读者可以自行推导分析。

已知不同端的电压和复功率已知首段电压和末端的功率，求首端功率和末端电压，利用两节点电压和功率的关系，我们可以以为参考相量列出如下方程组这种相量方程式直接求解非常麻烦，可以通过迭代法求解给定末端电压个初值，并将其设定为该节点的平均额定电压，然后将之代入方程得出，再根据得到，最后重复上述过程直到误差满足要求为止。

闭式网络的潮流计算简单闭式网络通常是指简单环形网络和两端供电网络，两者可以互相等效转化。

，图带两个负荷的两端供电网络在图所示的两端供电网络中，设，根据基尔霍夫电流和电压定律，可写出下列方程流行的潮流计算计算机算法进行了总结和归纳。

通过对几种计算机算法的比较，决定采用牛顿拉夫逊法直角坐标进行潮流计算。

牛顿迭代法是求方程根的重要方法之，是常用的解非线性方程组的方法，也是当前广泛采用的计算潮流的方法。

其最大优点是在方程的单根附近具有平方收敛，收敛性较好，而且该法还可以用来求方程的重根复根。

但是对初始值的要求比较严格。

用编程并仿真语言允许用户以数学形式的语言编写程序，其比语言和等更为接近书写的数学表达格式，且程序易于调试。

在计算要求相同的情况下，使用编程，工作量将会大为减少。

其程序的编写也因提供了许多功能函数而变得简单易行。

设计已经做完，能够顺利的运行，但是还有很多不完善的地方，的用户界面由于时间有限，比较复杂，所以没能做出来，十分遗憾。

还有就是所编写的程序通用性不是很强，只能针对特定的网络，其适用性还有待加强。

在毕业设计中遇到了很多困难和挫折，但是通过我自己的努力，加上老师和同学的帮助，是我顺利渡过难关。

通过克服这些困难，我个人的能力有了很大提升，我的知识也得到了运用和升华，我想这也就是本次毕业设计最核心的目的，使我进入社会后能更快地适应工作岗位，出色地完成工作任务。

这阶段的设计使我的大学生活过的无比充实，也为我的大学生涯画上了个圆满的句号，在今后的工作和学习中，我应该继续严格要求自己，充满自信的对待每件事，充分发挥自己的价值，成为个对社会有用的人。

二〇四年五月二十日星期三参考文献何阳赞电力系统分析武汉华中科技大学出版社陈衍电力系统稳态分析北京中国电力出版社吴际舜，侯志捡电力系统潮流计算的计算机方法上海上海交通大学出版社，李维波在电气工程中的应用北京中国电力出版社谢威，彭志炜，张朝纲，马春生种基于牛顿拉夫逊的潮流就算方法许昌学院学报杨帆电力系统潮流计算程序设计山西冶金，刘军，刘学军在电力系统分析中的应用电力系统及其自动化学报，李家坤，刘姣姣仿真技术在电力电子教学中的应用长江工程职业技术学院学院连小洲，焦洁在电力系统计算中的应用江西电力职业技术学院学报，张宁，江红梅，张渭基于的电力系统潮流计算西北农林科技大学学报自然科学版，周卫星，张颖基于的电力系统潮流计算科技咨询导报，刘方电力系统动态最优潮流的模型与算法研究博士学位论文，重庆大学，陈恳直角坐标牛顿拉夫逊法潮流计算新解法电力系统及其自动化学报，张铮程序设计与实例应用北京中国铁道出版社，刘浩，戴居丰基于系统分割的保留非线性快速分解状态估计二〇四年五月二十日星期三附录基于的电力系统潮流系统计算程序重新编号，把原题中的节点重新依次编号为，其中号为节点，号为平衡节点输入原始数据，求节点导纳矩阵求互导纳求自导纳为导纳矩阵原始节点功率赋初值计算迭代次数二〇四年五月二十日星期三求雅可比矩阵当时候求，如下，当时，如下，为雅可比矩阵，求节点注入的净功率求节点注入电流二〇四年五月二十日星期三致谢时间飞逝，转眼间，已经在南阳理工学院度过了两个年头。

这两年是我人生中很重要的两年，在这里我不仅学到了很多专业课知识，也认识了传道授业解惑的良师和热情友爱的同学。

在南阳理工学院，我收获了太多太多，从刚开始的懵懂到现在脑海中清晰的思路，离不开老师和同学们的帮助和鼓励，在毕业论文即将完成之际，我的心情十分激动。

我非常感谢我的导师杜瑞娟老师对我的帮助。

杜老师不但教会我很多知识，同时也教会我怎样做人。

在此我要向我的导师致以衷心的感谢和崇高的敬意，感谢郑州大学学长吴西博杨远等，感谢他们不厌其烦的给我传授他们所掌握的些知识与经验，感谢我的同窗王利芳江兴午高小征刘东东刘晓毅孔晓龙等在毕业设计过程中给予我的支持与帮助，和他们生活在起我感到很幸福，很快乐，最后，感谢我的父母和家人在这期间对我的支持，他们的关怀和鼓励给了我前进的勇气和动力，使我顺利完成学业，二〇四年五月二十日星期三南阳理工学院本科生毕业设计论文学院电子与电气工程学院专业电气工程及其自动化学生指导教师完成日期年月二〇四年五月二十日星期三南阳理工学院本科生毕业设计论文电力系统潮流仿真计算总计页公式个插图幅二〇四年五月二十日星期三南阳理工学院本科毕业设计论文电力系统潮流仿真计算学院电子与电气工程学院专业电气工程及其自动化学生姓名学号指导教师职称评阅教师完成日期南阳理工学院二〇四年五月二十日星期三电力系统潮流仿真计算摘要众所周知，电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的种计算。

本文首先简单介绍了潮流计算的基本原理和意义，然后用具体的实例介绍了如何进行电力系统中的潮流计算。

在复杂电力系统潮流计算中，本文选用了牛顿拉夫逊算法。

牛顿拉夫逊法是电力系统潮流计算的常用算法之，它具有收敛性好，迭代次数少等特点。

在软件选择中，本文选择了作为计算工具，具有数学计算编程简易方便等特点。

关键词电力系统潮流计算牛顿拉夫逊矩阵实验室，二〇四年五月二十日星期三目录引言潮流计算的目的和意义潮流计算的发展历史及现状基于的电力系统潮流计算发展前景简单电力系统潮流计算的手工方法开式网络的潮流计算闭式网络的潮流计算手工计算算例简单配电网络算例计算各支路的功率损耗和功率分布求出线路各点电压重新计算各线路功率损耗和始端功率复杂电力系统潮流计算的计算机方法潮流计算的计算机算法简介电力系统的节点分类节点导纳矩阵潮流计算的约束条件牛顿拉夫逊法牛顿拉夫逊法基本原理节点电压用直角坐标表示时的牛顿拉夫逊法潮流计算直角坐标形式的牛顿拉夫逊法计算步骤牛顿拉夫逊法与分解法的比较电力系统潮流计算的前沿算法及发展背景基于的牛顿拉夫逊算法在潮流计算中的优势计算机算法中网络节点的优化电网计算机算法及结果分析结束语参考文献附录致谢二〇四年五月二十日星期三引言电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的种计算，它根据给定的运行条件以及系统的界限情况确定整个电力系统各个部分的运行状态系统的功率损耗，各元件流过的功率，各母线的电压等等，作为电力系统稳态分析暂态分析和故障分析的基础。

潮流计算的目的和意义潮流计算是电力系统各种计算的基础，又是研究电力系统进行故障计算安全分析的工具。

在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量比较运行方式或供电方案的可靠性合理性和经济性。

对于正在规划的电力系统，可以通过潮流计算，合理地规划电网的结构并选择无功补偿方案以满足规划水平的大小方式下的交流交换控制调峰调相调压的要求，为选择电网供电方案以及电气设备提供依据对于已经运行的电力系统，可以通过潮流计算，检查系统中各元件是否过压过载等，预计电网的运行情况，发现电网中的薄弱环节，供调度员日常调度控制