第一篇：潮流計算畢業論文
科學技術學院
畢業設計（論文）開題報告
題
目：
電力系統潮流分析計算機輔助設計
學 科 部：
信息學科部
專
業：
電氣工程及其自動化
班
級：
電氣082班
學
號：
7022808070
姓
名：
黃義軍
指導教師：
劉愛國
填表日期：
2011 年 月 日
一、選題的依據及意義：
電力系統潮流計算是研究電力系統穩態運行情況的一種基本電氣計算。它的任務是根據給定的運行條件和網路結構確定整個系統的運行狀態，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網絡中的功率分布以及功率損耗等。電力系統潮流計算的結果是電力系統穩定計算和故障分析的基礎。
潮流計算經歷了一個由手工, 利用交、直流計算臺到應用數字電子計算機的發展過程。現在的潮流算法都以計算機的應用為前提。
利用電子計算機進行潮流計算從20世紀50年代中期就已經開始。此后，潮流計算曾采用了各種不同的方法，這些方法的發展主要是圍繞著對潮流計算的一些基本要求進行的。一般要滿足四個基本要求： a)可靠收斂 b)計算速度快 c)使用方便靈活 d)內存占用量少
它們也是對潮流算法進行評價的主要依據。
在電力系統運行方式和規劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規劃供電方案的可行性、可靠性和經濟性。同時，為了實時監控電力系統的運行狀態，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統中應用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。在系統規劃設計和安排系統的運行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統運行狀態的實時監控中，則采用在線潮流計算。
二、國內外研究現狀及發展趨勢（含文獻綜述）：
在用數字計算機求解電力系統潮流問題的開始階段，人們普遍采用以節點導納矩陣為基礎的高斯-賽德爾迭代法（一下簡稱導納法）。這個方法的原理比較簡單，要求的數字計算機的內存量也比較小，適應當時的電子數字計算機制作水平和電力系統理論水平，于是電力系統計算人員轉向以阻抗矩陣為主的逐次代入法（以下簡稱阻抗法）。
20世紀60年代初，數字計算機已經發展到第二代，計算機的內存和計算速度發生了很大的飛躍，從而為阻抗法的采用創造了條件。阻抗矩陣是滿矩陣，阻抗法要求計算機儲存表征系統接線和參數的阻抗矩陣。這就需要較大的內存量。而且阻抗法每迭代一次都要求順次取阻抗矩陣中的每一個元素進行計算，因此，每次迭代的計算量很大。
阻抗法改善了電力系統潮流計算問題的收斂性，解決了導納法無法解決的一些系統的潮流計算，在當時獲得了廣泛的應用，曾為我國電力系統設計、運行和研究作出了很大的貢獻。但是，阻抗法的主要缺點就是占用計算機的內存很大，每次迭代的計算量很大。當系統不斷擴大時，這些缺點就更加突出。為了克服阻抗法在內存和速度方面的缺點，后來發展了以阻抗矩陣為基礎的分塊阻抗法。這個方法把一個大系統分割為幾個小的地區系統，在計算機內只需存儲各個地區系統的阻抗矩陣及它們之間的聯絡線的阻抗，這樣不僅大幅度的節省了內存容量，同時也提高了計算速度。
克服阻抗法缺點的另一途徑是采用牛頓-拉夫遜法（以下簡稱牛頓法）。牛頓法是數學中求解非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。解決電力系統潮流計算問題是以導納矩陣為基礎的，因此，只要在迭代過程中盡可能保持方程式系數矩陣的稀疏性，就可以大大提高牛頓潮流程序的計算效率。自從20世紀60年代中期采用了最佳順序消去法以后，牛頓法在收斂性、內存要求、計算速度方面都超過了阻抗法，成為直到目前仍被廣泛采用的方法。
在牛頓法的基礎上，根據電力系統的特點，抓住主要矛盾，對純數學的牛頓法進行了改造，得到了P-Q分解法。P-Q分解法在計算速度方面有顯著的提高，迅速得到了推廣。
牛頓法的特點是將非線性方程線性化。20世紀70年代后期，有人提出采用更精確的模型，即將泰勒級數的高階項也包括進來，希望以此提高算法的性能，這便產生了保留非線性的潮流算法。另外，為了解決病態潮流計算，出現了將潮流計算表示為一個無約束非線性規劃問題的模型，即非線性規劃潮流算法。
近20多年來，潮流算法的研究仍然非常活躍，但是大多數研究都是圍繞改進牛頓法和P-Q分解法進行的。此外，隨著人工智能理論的發展，遺傳算法、人工神經網絡、模糊算法也逐漸被引入潮流計算。但是，到目前為止這些新的模型和算法還不能取代牛頓法和P-Q分解法的地位。由于電力系統規模的不斷擴大，對計算速度的要求不斷提高，計算機的并行計算技術也將在潮流計算中得到廣泛的應用，成為重要的研究領域。
三、本課題研究內容
1.熟悉電力系統潮流計算的相關理論。
2.在綜合分析各種電力系統特點的基礎上，運用所學專業知識，提出一種合理高效的潮流計算算法。
3.熟練運用程序設計語言如C語言。
4.通過軟件編程實現所提出的算法，并通過典型系統進行驗證。
四、本課題研究方案
1、確定一種計算方法，如牛頓-拉夫遜法。
2、結合C語言，編寫一套適用的程序完成潮流計算。
3、選取一典型模型進行驗證，試驗程序是否可靠。
五、研究目標、主要特色及工作進度：
研究目標：提出一種合理高效的潮流計算算法，在保證電力系統供電可靠性和電能質量的前提下，盡可能提高潮流計算的效率，降低人力資源消耗。從而提高電力系統運行的經濟性。進度安排：
第1周: 收集相關參考資料和相關文獻。
第2周: 總結整理資料，熟習課題。
第3周: 提出初步設計方案。
第4周: 熟悉電力系統潮流計算的相關理論及計算機語言。
第5周: 實習
第6周: 寫實習報告
第7周: 確定一種計算方法。
第8周: 提出一種合理的程序設計方法。
第9周： 畫出設計程序整體流程圖。
第10周: 將整體程序模塊化，并定義出每個模塊的功能。
六、參考文獻：
[1] Tankut Yalcinoz, Onur Ko¨ ksoy.A multiobjective optimization
method to environmental economic diaspatch.2007,29（1）:42-50 [2] X.S.Han，H.B.Gooi.Effective economic dispatch model and algorithm.Electrical Power and Energy Systems.2007, 29(1):113-120 [3] 何仰贊，溫增銀.電力系統分析.武漢：華中科技大學出版社，2002 [4] 王錫凡，方萬良，杜正春.現代電力系統分析.北京：科學出版社，2003 [5] 宋文南，李樹鴻，張堯.電力系統潮流計算.天津：天津大學出版社，1990 [6] 王晶，翁國慶，張有冰.電力系統的MATLAB6/SIMULINK仿真與應用.西安：西安電子科技大學出版社，2008.[7] 王祖佑.電力系統穩態運行計算機分析.北京:水利電力出版社，1987.[8] 周全仁，張清益.電網計算與程序設計.長沙:湖南科學技術出版社，1983.[9] 許主平，周少武，鄒軍安。電力系統計算機輔助設計。北京：中國電力出版社，2001。
第二篇：電力系統潮流計算
南 京 理 工 大 學
《電力系統穩態分析》
課程報告
姓名
XX
學 號： 5*** 自動化學院 電氣工程
基于牛頓-拉夫遜法的潮流計算例題編程報學院(系): 專
業: 題
目: 任課教師 碩士導師 告
楊偉 XX
2015年6月10號
基于牛頓-拉夫遜法的潮流計算例題編程報告
摘要：電力系統潮流計算的目的在于：確定電力系統的運行方式、檢查系統中各元件是否過壓或者過載、為電力系統繼電保護的整定提供依據、為電力系統的穩定計算提供初值、為電力系統規劃和經濟運行提供分析的基礎。潮流計算的計算機算法包含高斯—賽德爾迭代法、牛頓-拉夫遜法和P—Q分解法等，其中牛拉法計算原理較簡單、計算過程也不復雜，而且由于人們引入泰勒級數和非線性代數方程等在算法里從而進一步提高了算法的收斂性和計算速度。同時基于MATLAB的計算機算法以雙精度類型進行數據的存儲和運算, 數據精確度高，能進行潮流計算中的各種矩陣運算，使得傳統潮流計算方法更加優化。
一 研究內容
通過一道例題來認真分析牛頓-拉夫遜法的原理和方法（采用極坐標形式的牛拉法），同時掌握潮流計算計算機算法的相關知識，能看懂并初步使用MATLAB軟件進行編程，培養自己電力系統潮流計算機算法編程能力。
例題如下：用牛頓-拉夫遜法計算下圖所示系統的潮流分布，其中系統中5為平衡節點，節點5電壓保持U=1.05為定值，其他四個節點分別為PQ節點，給定的注入功率如圖所示。計算精度要求各節點電壓修正量不大于10-6。
二 牛頓-拉夫遜法潮流計算 1 基本原理
牛頓法是取近似解x(k)之后，在這個基礎上，找到比x(k)更接近的方程的根，一步步地迭代，找到盡可能接近方程根的近似根。牛頓迭代法其最大優點是在方程f(x)=0的單根附近時誤差將呈平方減少，而且該法還可以用來求方程的重根、復根。電力系統潮流計算，一般來說，各個母線所供負荷的功率是已知的，各個節點的電壓是未知的（平衡節點外）可以根據網絡結構形成節點導納矩陣，然后由節點導納矩陣列寫功率方程，由于功率方程里功率是已知的，電壓的幅值和相角是未知的，這樣潮流計算的問題就轉化為求解非線性方程組的問題了。為了便于用迭代法解方程組，需要將上述功率方程改寫成功率平衡方程，并對功率平衡方程求偏導，得出對應的雅可比矩陣，給未知節點賦電壓初值，將初值帶入功率平衡方程，得到功率不平衡量，這樣由功率不平衡量、雅可比矩陣、節點電壓不平衡量（未知的）構成了誤差方程，解誤差方程，得到節點電壓不平衡量，節點電壓加上節點電壓不平衡量構成節點電壓新的初值，將新的初值帶入原來的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩陣，然后計算新的電壓不平衡量，這樣不斷迭代，不斷修正，一般迭代三到五次就能收斂。2 基本步驟和設計流程圖
形成了雅克比矩陣并建立了修正方程式，運用牛頓-拉夫遜法計算潮流的核心問題已經解決，已有可能列出基本計算步驟并編制流程圖。由課本總結基本步驟如下：
1)形成節點導納矩陣Y；
2)設各節點電壓的初值，如果是直角坐標的話設電壓的實部e和虛部f；如果是極坐標的話則設電壓的幅值U和相角a；
3)將各個節點電壓的初值代入公式求修正方程中的不平衡量以及修正方程的系數矩陣的雅克比矩陣；
4)解修正方程式，求各節點電壓的變化量，即修正量； 5)計算各個節點電壓的新值，即修正后的值；
6)利用新值從第（3）步開始進入下一次迭代，直至達到精度退出循環； 7)計算平衡節點的功率和線路功率，輸出最后計算結果； ① 公式推導
② 流程圖
三
matlab編程代碼
clear;
% 如圖所示1，2，3，4為PQ節點,5為平衡節點
y=0;
% 輸入原始數據，求節點導納矩陣
y(1,2)=1/(0.07+0.21j);
y(4,5)=0;y(1,3)=1/(0.06+0.18j);
y(1,4)=1/(0.05+0.10j);
y(1,5)=1/(0.04+0.12j);
y(2,3)=1/(0.05+0.10j);
y(2,5)=1/(0.08+0.24j);
y(3,4)=1/(0.06+0.18j);
for i=1:5
for j=i:5
y(j,i)=y(i,j);
end
end
Y=0;
% 求節點導納矩陣中互導納
for i=1:5
for j=1:5
if i~=j
Y(i,j)=-y(i,j);
end
end
end
% 求節點導納矩陣中自導納
for i=1:5
Y(i,i)=sum(y(i,:));
end
Y
% Y為導納矩陣
G=real(Y);
B=imag(Y);% 輸入原始節點的給定注入功率
S(1)=0.3+0.3j;
S(2)=-0.5-0.15j;
S(3)=-0.6-0.25j;
S(4)=-0.7-0.2j;
S(5)=0;
P=real(S);
Q=imag(S);
% 賦初值，U為節點電壓的幅值，a為節點電壓的相位角
U=ones(1,5);
U(5)=1.05;
a=zeros(1,5);
x1=ones(8,1);
x2=ones(8,1);
k=0;
while max(x2)>1e-6
for i=1:4
for j=1:4
H(i,j)=0;
N(i,j)=0;
M(i,j)=0;
L(i,j)=0;
oP(i)=0;
oQ(i)=0;
end
end
% 求有功、無功功率不平衡量
for i=1:4
for j=1:5
oP(i)=oP(i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j)));
oQ(i)=oQ(i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j)));
end
oP(i)=oP(i)+P(i);
oQ(i)=oQ(i)+Q(i);
end
x2=[oP,oQ]';
% x2為不平衡量列向量
% 求雅克比矩陣
% 當i~=j時，求H,N,M,L
for i=1:4
for j=1:4
if i~=j
H(i,j)=-U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j)));
N(i,j)=-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j)));
L(i,j)=H(i,j);
M(i,j)=-N(i,j);
end
end
end
% 當i=j時，求H,N,M,L
for i=1:4
for j=1:5
if i~=j H(i,i)=H(i,i)+U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j)));N(i,i)=N(i,i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j)));
M(i,i)=M(i,i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j)));
L(i,i)=L(i,i)-U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j)))
end
end
N(i,i)=N(i,i)-2*(U(i))^2*G(i,i);
L(i,i)=L(i,i)+2*(U(i))^2*B(i,i);
end
J=[H,N;M,L]
% J為雅克比矩陣
x1=-((inv(J))*x2);
% x1為所求△x的列向量
% 求節點電壓新值，準備下一次迭代
for i=1:4
oa(i)=x1(i);
oU(i)=x1(i+4)*U(i);
end
for i=1:4
a(i)=a(i)+oa(i);
U(i)=U(i)+oU(i);
end
k=k+1;
end
k,U,a
% 求節點注入功率
i=5;
for j=1:5
P(i)=U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(a(i)-a(j))+B(i,j)*sin(a(i)-a(j)))+P(i);
Q(i)=U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(a(i)-a(j))-B(i,j)*cos(a(i)-a(j)))+Q(i);
end
S(5)=P(5)+Q(5)*sqrt(-1);
S
% 求節點注入電流
I=Y*U'
四
運行結果
節點導納矩陣
經過五次迭代后的雅克比矩陣
迭代次數以及節點電壓的幅值和相角（弧度數）
節點注入功率和電流
五 結果分析
在這次學習和實際操作過程里：首先，對電力系統分析中潮流計算的部分特別是潮流計算的計算機算法中的牛頓-拉夫遜法進行深入的研讀，弄明白了其原理、計算過程、公式推導以及設計流程。牛頓-拉夫遜法是求解非線性方程的迭代過程，其計算公式為?F?J?X，式中J為所求函數的雅可比矩陣；?X為需要求的修正值；?F為不平衡的列向量。利用x(*)=x(k+1)+?X(k+1)進行多次迭代，通過迭代判據得到所需要的精度值即準確值x(*)。六 結論
通過這個任務，自己在matlab編程，潮流計算，word文檔的編輯功能等方面均有提高，但也暴漏出一些問題：理論知識儲備不足，對matlab的性能和特點還不能有一個全面的把握，對word軟件也不是很熟練，相信通過以后的學習能彌補這些不足，達到一個新的層次。
第三篇：電力系統潮流計算程序設計
電力系統潮流計算程序設計
姓名：韋應順
學號：2011021052 電力工程學院
牛頓—拉夫遜潮流計算方法具有能夠將非線性方程線性化的特點，而使用MATLAB語言是由于MATLAB語言的數學邏輯強，易編譯。
【】【】1.MATLAB程序12
Function tisco %這是一個電力系統潮流計算的程序 n=input（‘n請輸入節點數：n=’）； m=input(‘請輸入支路數：m=’);ph=input(‘n請輸入平衡母線的節點號：ph=’)； B1=input（‘n請輸入支路信號：B1=’）;%它以矩陣形式存貯支路的情況，每行存貯一條支路 %第一列存貯支路的一個端點 %第二列存貯支路的另一個端點 %第三列存貯支路阻抗
%第四列存貯支路的對地導納
%第五列存貯變壓器的變比，注意支路為1 %第六列存貯支路的序號
B2=input(‘n請輸入節點信息：B2=’)； %第一列為電源側的功率 %第二列為負荷側的功率 %第三列為該點的電壓值
%第四列為該點的類型：1為PQ，2為PV節點，3為平衡節點 A=input（‘n請輸入節點號及對地阻抗：A=’）； ip=input（‘n請輸入修正值：ip=’）； %ip為修正值);Y=zeros（n）；
Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i3)*B1(i5);e=zeros（1，n）；
Y(p,q)=Y(p,q);f=zeros（1，n）；
no=2*ph=1； Y(q,q)=Y(q,q)+1./B1(i3)+B1(i4)/2；
End for i=1：n
G=real(Y);if A（i2）=0
B=imag(Y);p=A(i1)；
Y(p p)=1./A(i2);for i=1：n End e(i)=real(B2(i3));End f(i)=imag(B2(i3));For i=1:m S(i)=B2(i1)-B2(i2);p=B1(i1);V(i)=B2(i3);p=B1(i2);end Y(p,p)=Y(p,p)+1./(B1(i3)*B1(i5)^2+B1(i4)./2P=real(S);Q=imag(S);[C,D,DF]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no);J=jacci(Y,G,B,P,Q,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no);[De,Di]=hxf(J,D,F,ph,n,no);t=0;while
max(abs(De))>ip&max(abs(Dfi)>ip
t=t+1;
e=e+De；
f=f+Df;
[C,D,DF]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no)；
J=jacci(Y,G,B,P,Q,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no)；
[De,Df]=hxf(J,Df,ph,n,no);end v=e+f*j;for i=1:n hh(i)=conj(Y(ph,i)*v(i));end S(ph)=sum(hh)*v(ph);B2(ph,1)=S(ph);V=abs(v);
jd=angle(v)*180/p;resulte1=[A(:,1),real(v),imag(v),V,jd,real(S’)，imag(S’),real(B2(:1)),imag(B2(:1)),real(B2(:2)),imag(B2(:,2))];for i=1:m
a(i)=conj((v(B1(i1))/B1(i5)-v(B1(i2))/B1(i3));
b(i)=v(B1(i1))*a(i)-j*B1(i4)*v(B1(i))^2/2;
c(i)=-v(B1(i2))*a(i)-j*B1(i4)*v(B1(i2))^2/2;end result2=[B1(:,6),B1(:,1),B1(:,2),real(b’),imag(b’),real(c’),imag(c’), real(b’+c’),imag(b’+c’)];printcut(result1,S,b,c,result2);type resultm function [C,D,Df]=xxf(G,B,e,f,P,Q,n,B2,ph,V,no)%該子程序是用來求取Df for i=1:n
If
i=ph
C(i)=0;
D(i)=0;
For j=i:n
C(i)=C(i)+G(i,j)*e(j)-B(i,j)*f(j);D(i)=D(i)+G(i,j)*f(j)+B(i,j)*e(j);end
P1=C(i)*e(i)+D(i)*f(i);Q1=C(i)*f(i)-D(i)*e(i);V1=e(i)^2+f(i)^2;If
B2(i4)=2 p=2*i-1;
Df(p)=P(i)-P1;p=p+1;else p=2*i-1;
Df(p)=P(i)-P1;p=p+1;
Df(p)=Q(i)-Q1;end end end Df=Df’;If ph=n Df(no?=[];end
function [De,Df]=hxf(J,Df,ph,n,no)%該子函數是為求取De Df DX=JDf;DX1=DX;
x1=length(DX1);if ph=n DX(no)=0;DX(no+1)=0;
For i=(no+2):(x1+2)DX(i)=DX1(i-2);End Else
DX=[DX1,0,0];End k=0;
[x,y]=size(DX);For i=1:2:x K=k+1;
Df(k)=DX(i);De(k)=DX(i+1);End End case 2 Function for j=1:n J=jacci(Y,G,B,PQ,e,f,V,C,D,B2,n,ph,no)X1=G(i,j)*f(i)-B(i,j)*e(i);
X2=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);%該子程序是用來求取jacci矩陣
for i=1:n X3=0;switch B2(i4)X4=0;case 3 P=2*i-1;continue q=2*j-1;case 1 J(p,q)=X1;for j=1:n m=p+1;if
J=&J=ph J(m,q)=X3;X1=G(i)*f(i)-B(i,j)*e(i);q=q+1;X2=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);J(p,q)=X2;X3=-X2;J(m,q)=X4;X4=X1;X1=D(i)+G(i,j)*f(i)-B(i,j)*e(i);p=2*i-1;X2=C(i)+G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);q=2*j-1;X3=0;J(p,q)=X1;X4=0;m=p+1;P=2*i-1;J(p,q)=X2;q=2*j-1;J(m,q)=X4;J(p,q)=X1;Else if j=&j=jph m=p+1;X1=D(i)+G(i,j)*f(i)-B(i,j)*e(i);J(m,q)=X3;X2=C(i)+G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);q=q+1;X3= C(i)+G(i,j)*e(i)-B(i,j)*f(i);J(p,q)=X2;X4= C(i)+G(i,j)*f(i)-B(i,j)*e(i);J(m,q)=X4;P=2*i-1;end q=2*j-1;end J(p,q)=X1;end m=p+1;end J(m,q)=X3;if ph=n q=q+1;J(no:)=[];J(p,q)=X2;J(no:)=[];J(m,q)=X4;J(:,no)=[];End J(:,no)=[];End
2實例驗證 【例題】設有一系統網絡結線見圖1，各支路阻抗和各節點功率均已以標幺值標示于圖1中，其中節點2連接的是發電廠，設節點1電壓保持U1＝1.06定值，試計算其中的潮流分布，請輸入節點數：n=5 請輸入支路數：m=7 請輸入平衡母線的節點號：ph=l 請輸入支路信息：
BI=[ l 2 0．02+0．06i O l 1；1 3 0．08+0．24i 0 1 2；2 3 0．06+0．18i 0 l 3： 2 4 0．06+0．18i O l 4： 2 5 0．04+0．12i 0 l 5： 3 4 0．01+0．03i 0 l 6： 4 5 0．08+0．24i O 1 7] 請輸入節點信息：
B2=[ 0 0 1．06 3；0．2+0．20i 0 1 1；一O．45一O．15i 0 l l；一0．4-0．05i 0 l 1；一0．6—0．1i 0 1 l] 請輸入節點號及對地阻抗： A=[l 0；2 0；3 0；4 0；5 O ] 請輸入修正值：ip=0．000 0l
參考文獻
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第四篇：電力系統潮流計算程序
電力系統潮流計算c語言程序，兩行，大家可以看看，仔細研究，然后在這個基礎上修改。謝謝
#include “stdafx.h” #include #include“Complex.h” #include“wanjing.h” #include“gauss.h” using namespace std; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ int i; //i作為整個程序的循環變量 int N=Bus::ScanfBusNo();//輸入節點個數 int L=Line::ScanflineNo();//輸入支路個數 if((L&&N)==0){return 0;} //如果找不到兩個文件中的任意一個，退出 Line *line=new Line[L];//動態分配支路結構體 Line::ScanfLineData(line);//輸入支路參數 Line::PrintfLineData(line,L);//輸出支路參數 Bus *bus=new Bus[N];//動態分配結點結構體 for(int i=0;i bus[i].Sdelta.real=0; bus[i].Sdelta.image=0;} Bus::ScanfBusData(bus);//輸入節點參數 Bus::PrintfBusData(bus,N);//輸出結點參數 Complex **X;X=new Complex *[N];for(i=0;i Bus::JisuanNodeDnz(X,line,bus,L,N);//計算節點導納矩陣 Bus::PrintfNodeDnz(X,N);//輸出節點導納矩陣 int NN=(N-1)*2;double **JacAug;JacAug=new double *[NN];for(i=0;i double *x;x=new double[NN];int count=1; LOOP: Bus::JisuanNodeI(X,bus,N);//計算節點注入電流 Bus::JisuanNodeScal(X,bus,N);//計算節點功率 Bus::JisuanNodeScal(X,bus,N);//計算節點功率 Bus::JisuanNodeSdelta(bus,N);//計算節點功率差值 Bus::PrintfNodeScal(X,bus,N);//輸出節點功率差值 int icon=wehcon1(bus,N);//whether converbence看迭代是否結束 if(icon==1){ cout<<“icon=”< Bus::JisuanJacAug(JacAug,X,bus,N);//計算雅可比增廣矩陣 // Bus::PrintfJacAug(JacAug,N); gauss::gauss_slove(JacAug,x,NN);//解方程組求出電壓差值 Bus::ReviseNodeV(bus,x,N);//修正節點電壓 // Bus::PrintfNodeV(bus,N); count++; goto LOOP;} else { for(i=0;i { int statemp,endtemp; Complex aa,bb,cc,dd,B; B.real=0; B.image=-line[i].B; statemp=line[i].start; endtemp=line[i].end; aa=Complex::productComplex(Complex::getconj(bus[statemp-1].V), B); bb=Complex::subComplex (Complex::getconj(bus[statemp-1].V), Complex::getconj(bus[endtemp-1].V)); cc=Complex::productComplex(bb , Complex::getconj(line[i].Y)); dd=Complex::CaddC(aa,cc); line[i].stoe=Complex::productComplex(bus[statemp-1].V,dd); aa=Complex::productComplex(Complex::getconj(bus[endtemp-1].V), B); bb=Complex::subComplex (Complex::getconj(bus[endtemp-1].V), Complex::getconj(bus[statemp-1].V)); cc=Complex::productComplex(bb , Complex::getconj(line[i].Y)); dd=Complex::CaddC(aa,cc); line[i].etos=Complex::productComplex(bus[endtemp-1].V,dd); } cout<<“icon=”< Bus::JisuanNodeScal(X,bus,N);//計算節點功率 for(i=0;i { bus[i].Scal.real = bus[i].Scal.real + bus[i].Load.real;//發電機功率=注入功率+負荷功率 bus[i].Scal.image= bus[i].Scal.image+ bus[i].Load.image; bus[i].V=Complex::Rec2Polar(bus[i].V); } cout<<“====節點電壓===============發電機發出功率======”< for(i=0;i { cout<<“節點”<<(i+1)<<'t'; Complex::PrintfComplex(bus[i].V); coutt(bus[i].Scal.real); coutt(bus[i].Scal.image); cout< } cout<<“======線路傳輸功率==========”< for(i=0;i { int statemp,endtemp; statemp=line[i].start; endtemp=line[i].end; cout< Complex::PrintfComplex(Complex::ComDivRea(line[i].stoe,0.01)); Complex::PrintfComplex(Complex::ComDivRea(line[i].etos,0.01)); cout< } } return 0;} #include “stdafx.h” #include #include“Complex.h” #include“wanjing.h” #include“gauss.h” using namespace std; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){ int i; //i作為整個程序的循環變量 int N=Bus::ScanfBusNo();//輸入節點個數 int L=Line::ScanflineNo();//輸入支路個數 if((L&&N)==0){return 0;} //如果找不到兩個文件中的任意一個，退出 Line *line=new Line[L];//動態分配支路結構體 Line::ScanfLineData(line);//輸入支路參數 Line::PrintfLineData(line,L);//輸出支路參數 Bus *bus=new Bus[N];//動態分配結點結構體 for(int i=0;i bus[i].Sdelta.real=0; bus[i].Sdelta.image=0;} Bus::ScanfBusData(bus);//輸入節點參數 Bus::PrintfBusData(bus,N);//輸出結點參數 Complex **X;X=new Complex *[N];for(i=0;i Bus::JisuanNodeDnz(X,line,bus,L,N);//計算節點導納矩陣 Bus::PrintfNodeDnz(X,N);//輸出節點導納矩陣 int NN=(N-1)*2;double **JacAug;JacAug=new double *[NN];for(i=0;i double *x;x=new double[NN];int count=1; LOOP: Bus::JisuanNodeI(X,bus,N);//計算節點注入電流 Bus::JisuanNodeScal(X,bus,N);//計算節點功率 Bus::JisuanNodeScal(X,bus,N);//計算節點功率 Bus::JisuanNodeSdelta(bus,N);//計算節點功率差值 Bus::PrintfNodeScal(X,bus,N);//輸出節點功率差值 int icon=wehcon1(bus,N);//whether converbence看迭代是否結束 if(icon==1){ cout<<“icon=”< Bus::JisuanJacAug(JacAug,X,bus,N);//計算雅可比增廣矩陣 // Bus::PrintfJacAug(JacAug,N); gauss::gauss_slove(JacAug,x,NN);//解方程組求出電壓差值 Bus::ReviseNodeV(bus,x,N);//修正節點電壓 // Bus::PrintfNodeV(bus,N); count++; goto LOOP;} else { for(i=0;i { int statemp,endtemp; Complex aa,bb,cc,dd,B; B.real=0; B.image=-line[i].B; statemp=line[i].start; endtemp=line[i].end; aa=Complex::productComplex(Complex::getconj(bus[statemp-1].V), B); bb=Complex::subComplex (Complex::getconj(bus[statemp-1].V), Complex::getconj(bus[endtemp-1].V)); cc=Complex::productComplex(bb , Complex::getconj(line[i].Y)); dd=Complex::CaddC(aa,cc); line[i].stoe=Complex::productComplex(bus[statemp-1].V,dd); aa=Complex::productComplex(Complex::getconj(bus[endtemp-1].V), B); bb=Complex::subComplex (Complex::getconj(bus[endtemp-1].V), Complex::getconj(bus[statemp-1].V)); cc=Complex::productComplex(bb , Complex::getconj(line[i].Y)); dd=Complex::CaddC(aa,cc); line[i].etos=Complex::productComplex(bus[endtemp-1].V,dd); } cout<<“icon=”< Bus::JisuanNodeScal(X,bus,N);//計算節點功率 for(i=0;i { bus[i].Scal.real = bus[i].Scal.real + bus[i].Load.real;//發電機功率=注入功率+負荷功率 bus[i].Scal.image= bus[i].Scal.image+ bus[i].Load.image; bus[i].V=Complex::Rec2Polar(bus[i].V); } cout<<“====節點電壓===============發電機發出功率======”< for(i=0;i { cout<<“節點”<<(i+1)<<'t'; Complex::PrintfComplex(bus[i].V); coutt(bus[i].Scal.real); coutt(bus[i].Scal.image); cout< } cout<<“======線路傳輸功率==========”< for(i=0;i { int statemp,endtemp; statemp=line[i].start; endtemp=line[i].end; cout< Complex::PrintfComplex(Complex::ComDivRea(line[i].stoe,0.01)); Complex::PrintfComplex(Complex::ComDivRea(line[i].etos,0.01)); cout< } } return 0;} #include class Complex//定義復數類 { public: double real;double image;int RecPolar;//0表示直角坐標，1表示極坐標 static Complex CaddC(Complex c1,Complex c2);//求兩個復數和 static Complex subComplex(Complex c1,Complex c2);//求兩個復數差 static Complex productComplex(Complex c1,Complex c2);//求兩個復數積 static Complex divideComplex(Complex c1,Complex c2);//求兩個復數商 static Complex ComDivRea(Complex c1,double r2);//除數 static Complex getconj(Complex c1);//求一個復數共軛 static Complex getinverse(Complex c1);//取倒數 static double getComplexReal(Complex c1);//求一個復數實部 static double getCompleximage(Complex c1);//求一個復數虛部 static void PrintfComplex(Complex c1);//顯示一個復數 static void PrintfmultiComplex(Complex C,int N);//顯示多個復數 static void zeroComplex(Complex c1);//將復數復零 static Complex Rec2Polar(Complex c1);//取極坐標 Complex(){ RecPolar=0;} }; Complex Complex::Rec2Polar(Complex c1)//極坐標表示 { Complex Node;Node.real=sqrt(c1.real*c1.real+c1.image*c1.image);Node.image=atan2(c1.image,c1.real)*180/3.1415926;Node.RecPolar=1;return Node;} Complex Complex::CaddC(Complex c1,Complex c2)//復數加法 { Complex Node; Node.real=c1.real+c2.real; Node.image=c1.image+c2.image; return Node;} Complex Complex::subComplex(Complex c1,Complex c2)//復數減法 { Complex Node; Node.real=c1.real-c2.real; Node.image=c1.image-c2.image; return Node;} Complex Complex::productComplex(Complex c1,Complex c2)//復數乘法 { Complex Node; Node.real=c1.real*c2.real-c1.image*c2.image; Node.image=c1.image*c2.real+c2.image*c1.real; return Node;} Complex Complex::divideComplex(Complex c1,Complex c2)//復數除法 { Complex Node; Node.real=(c1.real*c2.real+c1.image*c2.image)/(pow(c2.real,2)+pow(c2.image,2));Node.image=(c1.image*c2.real-c1.real*c2.image)/(pow(c2.real,2)+pow(c2.image,2));return Node;} Complex Complex::ComDivRea(Complex c1,double r1)//復數除數 { Complex Node;Node.real=c1.real/(r1);Node.image=c1.image/(r1);return Node;} Complex Complex::getconj(Complex c1)//取共軛 { Complex Node; Node.real=c1.real;Node.image=-c1.image; return Node;} Complex Complex::getinverse(Complex c1)//取倒數 { Complex Node;Node.real=1;Node.image=0;Node=(Complex::divideComplex(Node,c1));return Node;} double Complex::getComplexReal(Complex c1)//取實部 { return c1.real;} double Complex::getCompleximage(Complex c1)//取虛部 { return c1.image;} void Complex::PrintfComplex(Complex c1)//按直角坐標輸出 { if(c1.RecPolar==0){ cout.precision(6); cout.width(8); cout.setf(ios::right); cout< ”; cout.precision(6); cout.width(8); cout.setf(ios::left); cout< ”;} else { cout< Complex::zeroComplex(Complex c1)//清零 { c1.real=0;c1.image=0;} class gauss { public: static void gauss_slove(double **a,double *x,int NN);static void gauss_output();}; void gauss::gauss_slove(double **a,double *x,int NN){ int n,i,j,k,*pivrow,**pivcol;double eps,pivot,sum,aik,al; n=NN;pivrow=new int[n];pivcol=new int *[n]; for(i=0;i pivot= fabs(a[k][k]); pivrow[k]=k;//行 pivcol[k][0]=k;pivcol[k][1]=k;//列n*2矩陣 for(i=k;i { for(j=k;j { if(pivot { pivot=fabs(a[i][j]); pivrow[k]=i;//行 pivcol[k][1]=j;//列 } } } if(pivot { cout<<“error”< getchar(); exit(0); } if(pivrow[k]!=k)//行變換 { for(j=k;j<(n+1);j++) { al=a[pivrow[k]][j]; a[pivrow[k]][j]=a[k][j]; a[k][j]=al; } } if(pivcol[k][1]!=k)//列變換 { for(i=0;i { al=a[i][pivcol[k][1]]; a[i][pivcol[k][1]]=a[i][k]; a[i][k]=al; } } if(k!=(n-1))//將矩陣化為上三角形 式 { for(i=(k+1);i { aik=a[i][k]; for(j=k;j<(n+1);j++) { a[i][j]-=aik*a[k][j]/a[k][k]; } } } } x[n-1]=a[n-1][n]/a[n-1][n-1];//解方程 for(i=(n-2);i>=0;i--){ sum=0; for(j=(i+1);j { sum +=a[i][j]*x[j];0.182709 0.016894-0.0310701 -0.0402051 0.156702 -0.0355909-0.0668055 -0.00703229-0.0886481 -0.0129814-0.0390805 -0.0135062-0.1023 -0.0460568 -0.0342827 -0.00382402-0.102896 -0.0184062 } x[i]=(a[i][n]-sum)/a[i][i];} for(k=(n-2);k>=0;k--){ al=x[pivcol[k][1]]; x[pivcol[k][1]]=x[pivcol[k][0]]; x[pivcol[k][0]]=al;} cout<<“節點電壓修正量”< cout< } ====節點功率計算值==== 0.935261 -0.159048 0.573909 0.0789973-0.00289889 -0.00796623-0.0791247 -0.0168362-0.436255 -0.0580392 0.0359139 -0.0106592-0.229118 -0.0885419-0.136179 -0.148207 0.0446243 0.0111298-0.0223764 -0.00695775-0.0237482 -0.198318 -5.24266e-015 -0.0354071 -0.0925078 -1.05629e-015 -0.0391348 0.014529 0.00158644 -0.0258771 -0.109514 icon=1進行第2次迭代 節點電壓修正量 =================-0.00164889-0.000540034-0.00261067-0.00532027-0.00235315-0.00600971-0.00189677-0.00643874-0.0023631-0.00650659-0.00170949-0.0074907-0.00164545-0.00485415-0.00493977-0.0119042-0.00331285-0.0175611-0.00207908 -0.00347744-0.0869347-9.48909e-015-0.0110778-0.0538236-7.53784e-016-0.0168097 7.049e-005-0.00146487-0.00458276 0.00251645 -0.00336375-0.00530645-0.0147816-0.000326161-0.00640487-0.00251701-0.0169829-0.00175286-0.0174333-0.0239063 -0.0119192-0.076014 -0.0160104-0.441997 -0.0750285 0.000250012 3.72542e-005-0.228052 -0.108844-0.100078 -0.105634 0.000410707 0.000378067-0.057497 -0.0195879 0.200039 0.0582563-0.00307326-0.0163809-0.00232773-0.0175806 8.74293e-005-0.0192018 0.000558996-0.0197776-0.000247851-0.0193784-0.00115346-0.0185848-0.00127275-0.0186244-0.00010108-0.0188966 0.000553585-0.0200901-3.76315e-005-0.0208303 0.00308341-0.0219386-0.00195916-0.0205356-0.00184757-0.0076401 0.00197593-0.0245534 0.00434657-0.027534 ====節點功率計算值==== 0.98623 -0.134163 0.583136 0.166278-0.111173 0.199792 -0.0621041 -0.0821379 -0.0350785 -0.0902383 -0.0320461 -0.0951562 -0.0220362 -0.175458 4.72557e-015 -0.0320661 -0.0871134 -7.03489e-017 -0.0350769 0.000273455 1.51804e-005 -0.0240417 -0.10604 icon=1進行第3次迭代 節點電壓修正量 =================-2.67079e-005-2.30128e-006-2.20543e-005-6.00686e-005-2.33043e-005-6.85601e-005-3.22294e-005-2.61107e-005-2.80198e-005-6.6167e-005-2.34528e-005 -0.0739846 0.0227868-0.0158709-0.0248173-0.0179447-0.0578368-0.00890719-0.0337091-0.00693706-0.111601 1.21429e-014-0.0159145-0.0667319 9.24355e-016-0.0228592 7.10354e-005-6.6188e-006-0.00889343-0.0184098 -5.66132e-005-4.4646e-005-1.74668e-005-4.50947e-005-0.000181763-3.81763e-006-0.000286581-6.68993e-005-1.28441e-005-5.17172e-005-0.000223284-4.54717e-005-2.47586e-005 4.32335e-007-0.000258494 1.82635e-005-0.000272051-6.95195e-006-0.000251969 1.11318e-005-0.000279418 5.74737e-005-0.000307368 6.86998e-005-0.000320274 5.38112e-005-0.00031447 3.59531e-005-0.00030494 3.37607e-005-0.000307449 5.26532e-005-0.000310721 6.92761e-005-0.000350373 5.60942e-005-0.00040977 0.000123641-0.000440259 1.36149e-005-0.000426973-1.70227e-005-9.37794e-005 0.000113675-0.000544011 0.000176034-0.000636202 ====節點功率計算值==== 0.986878 -0.133979 0.583 0.167193-0.024 -0.012-0.076 -0.016-0.442 -0.0748606 1.43501e-008 1.07366e-008-0.228 -0.109 -0.0999999 -0.104049 4.51318e-008 8.98835e-008-0.0579999 -0.0199999 0.2 0.0591018-0.112 -0.0749997 0.2 0.0242519-0.062 -0.016-0.082 -0.025-0.035 -0.018 -0.0900001 -0.058-0.032 -0.00899997-0.095 -0.0339999-0.022 -0.00699998-0.175 -0.112 -6.07156e-015 -1.19217e-014-0.032 -0.016-0.087 -0.0669999 7.03078e-017 -9.23979e-016-0.035 -0.0229999 1.09492e-007 4.45699e-008 1.54958e-009 -2.01531e-010-0.024 -0.00899994-0.106 -0.0189996 icon=0,迭代結束。 ====節點電壓===============發電機發出功率====== 節點1 1.05 0。 98.6878-13.3979 節點2 1.045 -1.846。 29.4193 節點3 1.02384-3.83352。 0 節 點25 1.01216-9.68486。 0 0 0 節點4 1.01637-4.55698。 0 節 點26 0.994393 -10.1089。 0 0 0 節點5 1.01 -6.48617。 節 點27 1.02012-9.42025。 0 11.5139 0 節點6 1.01332-5.38073。 0 節 點28 1.00992-5.86244。 0 0 0 節點7 1.00489-6.38368。 0 節 點29 1.00022-10.6579。 0 0 節點8 19.5951 節點9 0 節點10 0 節點11 5.91018 節點12 0 節點13 2.42519 節點14 0 節點15 0 節點16 0 節點17 0 節點18 0 節點19 0 節點20 0 節點21 0 節點22 0 節點23 0 節點24 0 1.01 -5.62974。 1.03905-6.78143。 1.03595-8.69362。 -4.5962。 1.04711-7.80323。 1.05 -6.34392。 1.03242-8.7401。 1.02788-8.86784。 1.03458-8.45044。 1.03051-8.83678。 1.01845-9.5141。 1.01604-9.70326。 1.02022-9.50938。 1.0237-9.17478。 1.02432-9.17024。 1.01802-9.36719。 1.01339-9.68362。 0 20 節 點30 0.988705 -11.5464。 0 0 0 ====== 線路傳輸功率========== 2to1 -57.7373 5.41674i 58.3454 0 -15.1827i 3to1 -39.659 -7.75964i 40.3424 1.78481i 4to2 -30.87 -9.74186i 31.4153 0 3.58352i 4to3 -37.0772 -7.78596i 37.259 6.55964i 5to2 -44.3717 -9.78456i 45.2968 0 4.84242i 6to2 -38.4766 -8.22625i 39.3252 0 2.87667i 6to4 -34.946 1.92384i 35.0885 0 -3.28202i 7to5 -0.16304 -6.41767i 0.171702 0 2.2985i 7to6 -22.637 -4.48233i 22.7745 0 1.44238i 8to6 -11.8939 -5.48098i 11.913 0 3.70557i 6to9 12.3737 -12.3826i -12.3737 0 13.0033i 6to10 10.9107 -3.80907i -10.9107 0 4.53223i 11to9 5.91018i 0 -5.08963i 10to9 -32.652 -2.3712i 32.652 0 3.46974i 4to12 23.5411 -11.5375i -23.5411 0 13.2407i 13to12 2.42519i 1.05 -1.90978i 1.66484i 14to12 -7.9019 -2.06732i 7.97894 30to29 -3.6702 -0.542564i 3.70398 2.22749i 0.606393i 15to12 -18.254 -5.74885i 18.4835 28to8 -1.89152 -3.79982i 1.89395 6.20089i-4.9239i 16to12-7.53872 -2.90237i 7.59633 28to6 -14.7868 -2.82565i 14.8234 3.02352i 0.294601i 15to14-1.69544 -0.461488i 1.70189 請按任意鍵繼續...0.467323i 17to16-4.03014 1.10238i 18to15-6.08074 1.46028i 19to18-2.87549 0.478389i 20to19 6.6418-2.93222i 20to10 -8.8418 3.85077i 17to10-4.96987 4.76656i 21to10-16.1562 9.42843i 22to10-7.87782 4.21401i 22to21 1.34443-2.01837i 23to15-5.59369 2.25006i 24to22-6.48186 2.08163i 24to23-2.38596 0.579814i 25to24-0.167617 0.281364i 26to25 -3.5 2.3674i 27to25 3.39433-2.08638i 28to27 16.1446 3.13006i 29to27-6.10398 1.67047i 30to27-6.92979-1.07089i-1.37839i-0.467767i 2.96679i-3.66679i-4.72911i-9.18162i-4.10132i 2.01969i-2.17981i-2.00141i-0.56401i -0.28102i-2.29999i 2.11848i-2.10093i-1.50639i -1.3574i 4.03872 6.12096 2.88074 -6.62452 8.9242 4.98423 16.2709 7.93248 -1.34378 5.62846 6.53339 2.39369 0.167814 3.54513 -3.37751 -16.1446 6.19083 7.09313 高等電力系統分析 IEEE30節點潮流程序 班級：電研114班 姓名：王大偉 學號：2201100151 目 錄 摘要 潮流計算簡介 1.1 潮流計算簡介 2課題內容目的及要求 2.1課程設計的目的 2.2課程設計的要求 2.3課題及相關技術參數 3 PSCAD軟件介紹及應用 3 3.1 PSCAD簡介及說明 3.2 PSCAD設計優點 4系統調試與仿真 4.1仿真調試 總結 參考文獻 I 4 8 9 摘 要 電力系統的出現，使高效，無污染，使用方便，易于控制的電能得到廣泛應用，推動了社會生產各個領域的發展，開創了電力時代，發生了第二次技術革命。潮流計算是電力系統最基本最常用的計算。根據系統給定的運行條件，網絡接線及元件參數，通過潮流計算可以確定各母線的電壓幅值和相角，各元件流過的功率，整個系統的功率損耗。潮流計算是實現電力系統安全經濟發供電的必要手段和重要工作環節。因此，潮流計算在電力系統的規劃計算，生產運行，調度管理及科學計算中都有著廣泛的應用。對于正在規劃的電力系統，通過潮流計算，可以為選擇電網供電方案和電氣設備提供依據。潮流計算還可以為繼電保護和自動裝置定整計算、電力系統故障計算和穩定計算等提供原始數據。 關鍵詞：電力系統；潮流計算；PSCAD軟件 潮流計算簡介 1.1 潮流計算簡介 潮流計算是電力系統分析中的一種最基本的計算，指在給定電力系統網絡拓撲、元件參數和發電、負荷參量條件下，計算有功功率、無功功率及電壓在電力網中的分布。潮流計算是根據給定的電網結構、參數和發電機、負荷等元件的運行條件，確定電力系統各部分穩態運行狀態參數的計算。通常給定的運行條件有系統中各電源和負荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓和相位角。待求的運行狀態參量包括電網各母線節點的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網絡的功率損耗等。 在電力系統運行和規劃中，都需要研究電力系統穩定運行情況，確定電力系統的穩態運行狀態。給定電力系統的網絡結構、參數和決定電力系統運行狀況的邊界條件，確定電力系統運行的方法之一是朝流計算。 從數學上說：朝流計算是要求解一組有潮流方程描述的非線性方程組。電力系統潮流計算是電力系統分析中最重要最基本的計算，是電力運行、規劃以及安全性、可靠性分析和優化的基礎，也是各種電磁暫態和機電暫態分析的基礎和出發點。電力系統潮流計算是電力系統最基本的計算，也是最重要的計算。所謂潮流計算，就是已知電網的接線方式與參數及運行條件，計算電力系統穩態運行各母線電壓、個支路電流與功率及網損。對于正在運行的電力系統，通過潮流計算可以判斷電網母線電壓、支路電流和功率是否越限，如果有越限，就應采取措施，調整運行方式。對于正在規劃的電力系統，通過潮流計算，可以為選擇電網供電方案和電氣設備提供依據。 潮流計算還可以為繼電保護和自動裝置定整計算、電力系統故障計算和穩定計算等提供原始數據。此外，在進行電力系統穩態及暫態穩定計算時，要利用潮流計算的結果作為其計算的基礎；一些故障分析以及優化計算也需要有相應的潮流計算作配合；潮流計算往往成為上述計算程序的一個重要組成部分。以上這些，主要是在系統規劃設計及運行方式安排中的應用，屬于離線計算范疇。隨著現代化的調度中心的建立，為了對電力系統進行實時安全監控，需要根據實時數據庫所提供的信息。2課題內容目的及要求 2.1課程設計的目的 (1)掌握電力系統潮流計算的基本原理。 (2)掌握并能熟練運用PSCAD/MATLAB 仿真軟件 (3)采用PSCAD/MATLAB 軟件，做出系統接線圖的潮流計算仿真結果。2.2課程設計的要求 本次課程設計主要是為了掌握電力系統潮流計算的基本原理和熟練運用PSCAD仿真軟件。課程設計的具體要求如下： (1)熟悉PSCAD/MATLAB 軟件 (2)編寫潮流計算流程圖 (3)建立系統接線圖的仿真過程(4)得出仿真結果 2.3課題及相關技術參數 在圖2.1所示的簡單電力系統中，系統節點1為PV節點，節點2為平衡節點，其余為PQ節點，已給定網絡歌元件參數的標幺值如圖。輸電線路電壓等級為220KV，收斂系數ε=0.00001。計算各個母線上的潮流分布。 所有數據均為標幺值，系統基準值SYSBASE:100KV 圖2.1簡單電力系統 PSCAD軟件介紹及應用 3.1 PSCAD簡介及說明 PSCAD是一種有效的用戶圖形界面,能夠顯著地提高電力系統電磁瞬時模擬研究的效率。利用PSCAD 家族的軟件工具,使得電力系統工程師能夠充分利用現代微機工作站的資源, 更為有效地使用馬尼托巴高壓直流研究中心的EMTDC瞬時模擬軟件。該族軟件還可作為該中心的實時數字模擬器（RTDS)的用戶界面。 PSCAD 由下述軟件模塊構成:檔管理系統、建模(DRAFT)模塊、架空線(T-LINE)和電纜(CABLE)模塊、運行(RUN TIME)模塊、單曲線繪圖(UNIPLOT)和多曲線繪圖(MULTIPLOT)模塊。 PSCAD/EMTDC在時間域描述和求解完整的電力系統及其控制的微分方程(包括電磁和機電兩個系統)。這一類的模擬工具不同于潮流和暫態視定的模擬工具。后者是用穩態解去描述電路(即電磁過程)。但是在解電機的機械動態(即轉動慣量)微分方程。PSCAD/EMTDC的結果是作為時間的即時值被求解。但通過內置的轉換器和測量功能(象實有效值表計或者快速育里葉變換頻譜分析等)。這些結果能被轉換為矢量的幅值和相角。 實際系統的測量能夠通過很多途徑來完成。由于潮流和穩定的程序是通過穩定方程來代表它們只能基頻段幅值和相位。因此PSCAD的模擬結果能夠產生電力系統所有頻率的相應限制僅在于用戶自己選擇的時間步長。這種時間步長可以在毫秒到秒之間變化。 3.2 PSCAD設計優點 基于以上簡單說明我們可以了解到PSCAD是電力專業十分有用的仿真軟件。我們組的課題系統節點較多，傳統的手工計算顯然不切實際。于是要尋找一種簡單科學的計算方法來替代傳統的手工計算，從而提高計算效率。因此利用PSCAD仿真運行出結果就成了本次課程設計最為關鍵的一個環節。利用PSCAD對IEEE14節點系統進行的仿真可以快速準確得出各母線上的潮流分布及系統的其他運行狀態輸出顯示快速、明了。 4系統調試與仿真 4.1仿真調試 圖4.1仿真圖 輸出顯示如圖4.2所示，點擊最右邊放大圖標可以查看各節點參數分布情況。 圖4.2輸出端顯示圖 點擊最左邊任意正弦圖標，對應顯示相關輸出，下面幾張圖分別為母線上2、4的有功功率分布（圖4.3和圖4.6），無功功率分布（圖4.4和4.7），電壓分布（圖4.5和圖4.6）。 圖4.3 母線上2上有功功率分布 圖4.4母線上2上無功功率分布 圖4.5母線上2上電壓分布 圖4.6母線上4有功功率分布 圖 4.7母線上4上無功功率分布 圖4.8母線上4上電壓分布 從上面幾張圖中可以看出有功和無功開始有些波動，最后趨于穩定，波形近似一條直線。 在仿真過程開始，我們遇到了一些問題，比如編譯時提示有錯誤，我們通過錯誤提示找到問題所在，將信號標簽和圖對應好，同過更改信號標簽，最后實現了仿真。而且我們在仿真過程中也應該注意元件要選用給定的參數。 總 結 在本次潮流計算的設計中，我收獲很大，這次的學習讓我更好的掌握了潮流計算的相關原理及計算步驟。通過本次的課題，我深深感受到了從前學習的知識還相當淺顯，課堂上我們學習的潮流計算只是非常簡單的原理和公式。由于我們是初次接觸到課程設計要使用的專業軟件PSCAD，而且這個軟件的相關教程基本都是英文的，所以仿真對于我們來說還是很有難度的。因此為了完成此次課程設計，我把教材相關章節又看了幾遍，在圖書館和網上查閱了相關文獻資料，并和我們組的同學進行了討論。通過這次課程設計，我們看到了實踐與理論的差距，更讓我們體會到了理論與實踐相結合的重要性，使我得到了一次用專業知識、專業技能分析和解決問題全面系統的鍛煉。使我在潮流計算技巧的掌握方面都能向前邁了一大步。最后感謝老師對我們的辛勤指導。 參考文獻 [1]西安交通大學等.電力系統計算[M].北京：水利電力出版社，1993.12 [2]陳 衍.電力系統穩態分析[M].北京：水利電力出版社，2004.1 [3]李光琦.電力系統暫態分析[M].北京： 水利電力出版社，2002.5 [4]何仰贊 溫增銀.電力系統分析[M].華中科技大學出版社2010.3 [5]于永源 楊綺雯.電力系統分析（第二版）[M].北京：中國電力出版社，2004.3第五篇：基于pscad潮流計算課程設計
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