第一篇：電力系統分析計算機算法PSDBPA潮流計算實驗報告

電力系統分析的計算機算法

實驗報告

學生姓名 課 程 電力系統分析的計算機算法 學 號

專 業 電氣工程及其自動化 指導教師 邱曉燕

二Ο一四 年 六 月 二日

實驗一

潮流計算

一、實驗目的

1．了解并掌握電力系統計算機算法的相關原理。

2．了解和掌握PSD-BPA電力系統分析程序穩態分析方法（即潮流計算）。3．了解并掌握PSD-BPA電力系統分析程序單線圖和地理接線圖的使用。

二、實驗背景

隨著科學技術的飛速發展，電力系統也在不斷地發展，電網通過互聯變得越來越復雜，同時也使系統穩定問題越來越突出。無論是電力系統規劃、設計還是運行，對其安全穩定進行分析都是極其重要的。

PSD-BPA軟件包主要由潮流和暫穩程序構成，具有計算規模大、計算速度快、數值穩定性好、功能強等特點，已在我國電力系統規劃、調度、生產運行及科研部門得到了廣泛應用。

本實驗課程基于PSD-BPA平臺，結合《電力系統分析計算機算法》課程，旨在引導學生將理論知識和實際工程相結合，掌握電力系統穩態、暫態分析的原理、分析步驟以及結論分析。清晰認知電力系統分析的意義。

三、原理和說明

1.程序算法

PSD-BPA電力系統分析程序穩態分析主要是潮流計算，軟件中潮流程序的計算方法有P_Q分解法，牛頓_拉夫遜法，改進的牛頓－拉夫遜算法。采用什么算法以及迭代的最大步數可以由用戶指定。

注：采用P-Q分解法和牛頓－拉夫遜法相結合，以提高潮流計算的收斂性能，程序通常先采用P-Q分解法進行初始迭代，然后再轉入牛頓－拉夫遜法求解潮流。

2.程序主要功能

可進行交流系統潮流計算，也可進行包括雙端和多端直流系統的交直流混合潮流計算。除了潮流計算功能外，該軟件還具有自動電壓控制、聯絡線功率控制、系統事故分析（N-1開斷模擬）、網絡等值、靈敏度分析、節點P－V、Q－V和P－Q曲線、確定系統極限輸送水平、負荷靜特性模型、靈活多樣的分析報告、詳細的檢錯功能等功能。

3.輸入、輸出相關文件 *.dat

潮流計算數據文件

*.bse

潮流計算二進制結果文件（可用于潮流計算的輸入或穩定計算）*.pfo

潮流計算結果文件

*.map 供單線圖格式潮流圖及地理接線圖格式潮流圖程序使用的二進制結果文件

*.pff，*.pfd 中間文件（正常計算結束后將自動刪除。不正常時，將留在硬盤上，可隨時刪除）

pwrflo.dis 儲存一個潮流作業計算時屏幕顯示的信息。pfcard.def 定義潮流程序卡片格式文件，用戶可更改及調整該文件。該文件安裝時放在與潮流程序相同的目錄中。打開TextEdit應用程序時先讀入該文件。4.程序常用控制語句

常用的控制語句主要包括：

(1)指定潮流文件開始的一級控制語句“(POWERFLOW, CASEID=方式名, PROJECT=工程名)”

(2)指定計算方法和最大迭代次數的控制語句“/SOL_ITER, DECOUPLED=PQ法次數, NEWTON=牛拉法次數”；

(3)指定計算結果輸出的控制語句“/P_OUTPUT_LIST, ?”；(4)指定計算結果輸出順序的控制語句“/RPT_SORT= ?”；

(5)指定計算結果分析列表的控制語句“/P_ANALYSIS, LEVEL= ？”；(6)指定潮流結果二進制文件名的控制語句“/NEW_BASE, FILE = 文件名”；

(7)指定潮流圖和地理接線圖使用的結果文件控制語句“/PF_MAP，FILE=文件名”；

(8)指定網絡數據的控制語句“/NETWORK_DATA”；(9)指定潮流數據文件結束的控制語句“(END)”； 5.計算結果介紹（PFO文件）

潮流計算結果文件內容主要分下述幾個方面： 1）程序控制語句列表。

2）輸入、輸出文件及輸出的內容列表。

3）錯誤信息。如為致命性錯誤，則中斷計算。4）誤差控制參數列表。5）迭代過程。6）計算結果輸出：

詳細計算結果列表：按節點、與該節點相聯接支路順序，并根據用戶的要求（通過控制語句控制）可按照字母、分區或區域排序輸出潮流計算結果。

分析報告列表：并根據用戶的要求（通過控制語句控制），輸出各種潮流分析報告。

7）錯誤信息統計。6.算例

IEEE 9節點例題：

圖1 IEEE9節點系統接線圖

節點參數、線路參數及變壓器參數分別見表1～表3。

表1 IEEE 9節點算例節點參數

表2 IEEE 9節點算例線路參數

表3 IEEE 9節點算例變壓器參數

注：表1-表3中功率基準值為100MVA；電阻、電感值為標幺值。對應于上述系統及數據的潮流計算數據（IEEE90.DAT）見例1。例1：

(POWERFLOW,CASEID=IEEE9,PROJECT=IEEE_9BUS_TEST_SYSTEM)/SOL_ITER,DECOUPLED=2,NEWTON=15,OPITM=0./P_INPUT_LIST,ZONES=ALL /P_OUTPUT_LIST,ZONES=ALL /RPT_SORT=ZONE /NEW_BASE,FILE=IEEE90.BSE /PF_MAP,FILE = IEEE90.MAP /NETWORK_DATA BS GEN1

16.501 999.999.1.04 B

GEN1

230.01

B

STATIONA 230.01 125.50.0 0.B

STATIONB 230.01 90.30.0 0.B

STATIONC 230.01 100.35.0 0.000 B

GEN2

230.01

BE GEN2

18.001 163.999 10 25 B

GEN3

230.01 BE GEN3

13.801 85.999.1025

.L-----------------transmission lines----------------------------L

GEN1 230.STATIONA230..0100.0850.0440 L

GEN1 230.STATIONA230.2.0100.0850.0440 L

GEN1230.STATIONB230..0170.0920.0395 L

STATIONA230.GEN2230..0320.1610.0765 L

STATIONB230.GEN3230..0390.1700.0895 L

GEN2230.STATIONC230..0085.0720.03725 L

STATIONC230.GEN3230..0119.1008.05225.T-----transformers---------

T

GEN116.5 GEN1230..0576 16.5 230.T

GEN218.0 GEN2230..0625 18.0 230.T

GEN313.8 GEN3230..0586 13.8 230.(END)

四、實驗過程及結果

（一）IEEE9節點算例： 1.系統接線圖：

2.在BPA軟件建立模型，并進行計算，結果如下： 1）系統數據 2）計算過程迭代信息及詳細的輸出列表：

小結

3.406

-60.2

0.000

28.2

0.000

0.0

3.406

-32.0

--------------

--------------

--------------

--------------

總結

3.406

-60.2

0.000

28.2

0.000

0.0

3.406

-32.0 * 并聯無功補償數據列表

/----------電容器（Mvar）-----------/

/-----------電抗器（Mvar）-------------/

區域/分區

最大容量

使用容量

備用

未安排容量

最大容量

使用容量

備用

未安排容量

01

73.4

73.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

總結

73.4

73.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

TRANSMISSION LINES CONTAINING COMPENSATION

OWN ZONE BUS1

BASE1 ZONE BUS2

BASE2

ID PERCENT

CASE CONTAINS NO TRANSMISSION LINES WITH SERIES COMPENSATION

* 節點相關數據列表

節點

電壓

/--------發電--------/ /---負荷----/

/-----無功補償-----/ 類型 擁有者 分區

電壓/角度

kV

MW

MVAR 功率因數

MW

MVAR

使用的存在的未安排

PU/度

發電機1

16.5

16.5

105.4

23.1 0.98

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

S

01

1.000/

0.0

發電機2

18.0

18.0

180.0

40.6 0.98

17.0

8.0

0.0

0.0

0.0

E

01

1.000/

5.4

發電機3

13.8

13.8

85.0

13.8 0.99

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

E

01

1.000/

1.6

母線1

230.0

239.3

0.0

0.0

0.0

0.0

21.6

21.6

0.0

01

1.040/-3.5

母線2

230.0

238.3

0.0

0.0

35.0

10.0

0.0

0.0

0.0

01

1.036/-0.6

母線3

230.0

240.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

01

1.045/-1.3

母線A

230.0

232.6

0.0

0.0

125.0

70.0

20.5

20.5

0.0

01

1.011/-6.0

母線B

230.0

234.1

0.0

0.0

90.0

40.0

10.4

10.4

0.0

01

1.018/-5.7

母線C

230.0

235.6

0.0

0.0

100.0

55.0

21.0

21.0

0.0

01

1.024/-3.1

--------------

--------------------------------

整個系統

370.4

77.6

367.0

183.0

73.4

73.4

0.0

電容器總和

73.4

73.4

0.0

電抗器總和

0.0

0.0

0.0 * 旋轉備用數據列表

------------有功功率-----------

------------------------無功功率-----------------------

區域/分區

最大值

實際出力

備用

最大值

最小值

已發無功

吸收無功

備用

(MW)

(MW)

(MW)

(MVAR)

(MVAR)

(MVAR)

(MVAR)

(MVAR)

01

370.4

370.4

0.0

2997.0

0.0

77.6

0.0

2919.4

-------

-------

------

-------

-------

-------

------

-------

總結

370.4

370.4

0.0

2997.0

0.0

77.6

0.0

2919.4

說明：

1.有功旋轉備用不包含所有同步電動機的功率（如 抽水蓄能電機）。

有功出力為負值的發電機（包括電動機）作為負荷處理，不統計在內。

當最大出力值小于實際出力時，統計時最大出力值用實際出力值代替。

2.無功旋轉備用不包含同步調相機的無功功率。

無功旋轉備用只統計有功出力大于0并且基準電壓小于30kV的發電機。

* 潮流計算迭代過程和平衡節點相關信息數據

計算結果收斂。牛頓-拉夫遜法迭代次數為 5次。

各區域平衡機出力數據列表

區域

平衡機

電壓

額定有功

有功出力

無功出力

有功負荷

無功負荷

所屬分區

SYSTEM

發電機1 16.5

1.000

0.00

105.41

23.11

0.00

0.00

01

* 沒有遇到錯誤信息 23:03:48 3）單線圖：

（二）課本習題：E2-5 1.網絡接線圖：

2.程序：

(POWERFLOW,CASEID=IEEE9,PROJECT=IEEE_9BUS_TEST_SYSTEM)/SOL_ITER,DECOUPLED=2,NEWTON=15,OPITM=0 /P_OUTPUT_LIST,ZONES=ALL /RPT_SORT=ZONE /NEW_BASE,FILE=IEEE90.BSE /PF_MAP,FILE = IEEE90.MAP /NETWORK_DATA.BUS-----------------節點數據-----BS

母線4

999

999

1.050

B

母線1

0.32 0.20

B

母線2

0.56 0.16

BE

母線3

0.5 999

1.10

.L-----------------支路數據-----L

母線1

母線2

0.11 0.40

0.015

L

母線2

母線4

0.08 0.40

0.014

L

母線4

母線1

0.12 0.51

0.019

.T--------------變壓器數據，包括普通變壓器、移相器、帶調節的變壓器等。

T

母線1

母線3

0.07 0.35

(END)

3.計算結果

4.系統單線圖

五、總結及思考題

實驗中遇到的問題及解決方法：

路徑錯誤——————重設各個參數路徑 卡片無法識別—————將參數規范化

本次實驗使我初步掌握了PSD-BPA軟件在電力系統潮流計算中的使用方法，收獲良多，為今后的工作打下了基礎。獲益匪淺。

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。

潮流計算的方法有最基本的手算迭代方法，而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。從數學上說，潮流計算是求解一組由潮流方程描述的非線性代數方程組。牛頓-拉夫遜方法是解非線性代數方程組的一種基本方法，在潮流計算中也得到應用。PSD-BPA仿真軟件中潮流計算模型建模的注意事項?

第二篇：電力系統分析潮流計算的計算機算法

潮流計算的計算機算法實驗報告

姓名：學號：班級：

一、實驗目的

掌握潮流計算的計算機算法。

熟悉MATLAB，并掌握MATLAB程序的基本調試方法。

二、實驗準備

根據課程內容，熟悉MATLAB軟件的使用方法，自行學習MATLAB程序的基礎語法，并根據所學知識編寫潮流計算牛頓拉夫遜法(或PQ分解法)的計算程序，用相應的算例在MATLAB上進行計算、調試和驗證。

三、實驗要求

每人一組，在實驗課時內，用MATLAB調試和修改運行程序，用算例計算輸出潮流結果。

四、實驗程序

clear;

%清空內存

n=input('請輸入節點數:n=');n1=input('請輸入支路數:n1=');isb=input('請輸入平衡節點號:isb=');pr=input('請輸入誤差精度:pr=');B1=input('請輸入支路參數:B1=');B2=input('請輸入節點參數:B2=');X=input('節點號和對地參數:X=');Y=zeros(n);

Times=1;

%一：創建節點導納矩陣

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)=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));

end end Y;

%將OrgS、DetaS初始化

OrgS=zeros(2*n-2,1);

DetaS=zeros(2*n-2,1);

%二：創建OrgS，用于存儲初始功率參數

h=0;j=0;for i=1:n

%對PQ節點的處理

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))*(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

end end %三：對PV節點的處理，注意這時不可再將h初始化為0 for 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))+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

end end OrgS;%四：創建PVU 用于存儲PV節點的初始電壓

PVU=zeros(n-h-1,1);t=0;for i=1:n

if B2(i,6)==3

t=t+1;

PVU(t,1)=B2(i,3);

end end PVU;%五：創建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節點的處理

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);

end end t=0;for i=1:n

%六：對PV節點的處理，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))-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;

end end DetaS;%七：創建I，用于存儲節點電流參數

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));

end end I;%八：創建Jacbi(雅可比矩陣)Jacbi=zeros(2*n-2);h=0;k=0;for i=1:n

%對PQ節點的處理

if B2(i,6)==2

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)=-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);

end

if k==(n-1)%將用于內循環的指針置于初始值，以確保雅可比矩陣換行

k=0;

end

end

end

end end k=0;for i=1:n

%對PV節點的處理

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*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;

end

if k==(n-1)

%將用于內循環的指針置于初始值，以確保雅可比矩陣換行

k=0;

end

end

end

end end Jacbi;%九：求解修正方程，獲取節點電壓的不平衡量

DetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS;DetaU;%修正節點電壓 j=0;for i=1:n

%對PQ節點處理

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);

end end for i=1:n

%對PV節點的處理

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);

end end B2;%十：開始循環********************************************************************** while abs(max(DetaU))>pr OrgS=zeros(2*n-2,1);

%！!初始功率參數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(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

end end for 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))+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

end end OrgS;%創建DetaS h=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,1)=imag(B2(i,2))-OrgS(2*h,1);

end end t=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;

end end DetaS;%創建I 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));

end end I;%創建Jacbi Jacbi=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-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);

end

if k==(n-1)

k=0;

end

end

end

end end k=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));

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

end end Jacbi;DetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS;DetaU;%修正節點電壓 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);

end end for 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);

end end B2;Times=Times+1;

%迭代次數加1 end Times;

五、實驗流程

六、實驗結果

參數輸入：

運行結果：

七、實驗體會

通過這次實驗，讓我第一次接觸到了MATLAB,并深切體會到了它的強大之處；潮流計算的計算機算法的實現不僅鞏固了我的學過的知識，還讓我學到一些MATLAB的編程，雖然在實驗的過程中出現了很多的錯誤，但在老師的細心指導下，問題都解決啦；計算機為我們省去了大量的人工計算，希望在以后的學習中能接觸到更多的軟件，學習到更多的知識。

第三篇：電力系統分析潮流實驗報告

南昌大學實驗報告

電力系統潮流計算實驗 學生姓名： 學 號： 專業班級： 實驗類型：□ 驗證 □ 綜合 ■ 設計 □ 創新 實驗日期： 實驗成績：

一、實驗目的：

本實驗通過對電力系統潮流計算的計算機程序的編制與調試，獲得對復雜電力系統進行潮流計算的計算機程序，使系統潮流計算能夠由計算機自行完成，即根據已知的電力網的數學模型（節點導納矩陣）及各節點參數，由計算程序運行完成該電力系統的潮流計算。通過實驗教學加深學生對復雜電力系統潮流計算計算方法的理解，學會運用電力系統的數學模型，掌握潮流計算的過程及其特點，熟悉各種常用應用軟件，熟悉硬件設備的使用方法，加強編制調試計算機程序的能力，提高工程計算的能力，學習如何將理論知識和實際工程問題結合起來。

二、實驗內容：

編制調試電力系統潮流計算的計算機程序。程序要求根據已知的電力網的數學模型（節點導納矩陣）及各節點參數，完成該電力系統的潮流計算，要求計算出節點電壓、功率等參數。

1、在各種潮流計算的算法中選擇一種，按照計算方法編制程序。

2、將事先編制好的電力系統潮流計算的計算程序原代碼由自備移動存儲設備導入計算機。

3、在相應的編程環境下對程序進行組織調試。

4、應用計算例題驗證程序的計算效果。

三、實驗程序：

function [e,f,p,q]=flow_out(g,b,kind,e,f)%計算潮流后efpq的終值 s=flow(g,b,kind,e,f);k=0;

while max(abs(s))>10^-5 J=J_out(g,b,kind,e,f);J_ni=inv(J);dv=J_ni*s;l=length(dv)/2;

for i=1:l

e(i)=e(i)-dv(2*i-1);f(i)=f(i)-dv(2*i);

end

s=flow(g,b,kind,e,f);end

l=length(e);for i=1:l s1=0;s2=0;

for j=1:l

s1=s1+g(i,j)*e(j)-b(i,j)*f(j);s2=s2+g(i,j)*f(j)+b(i,j)*e(j);

end

p(i)=e(i)*s1+f(i)*s2;q(i)=f(i)*s1-e(i)*s2;end

function s=flow(g,b,kind,e,f)%計算當前ef與規定的pqv的差值 l=length(e);s=zeros(2*l-2,1);for i=1:(l-1)s1=0;s2=0;

for j=1:l

s1=s1+g(i,j)*e(j)-b(i,j)*f(j);s2=s2+g(i,j)*f(j)+b(i,j)*e(j);

end

s(2*i-1)=kind(2,i)-e(i)*s1-f(i)*s2;

if kind(1,i)==1

s(2*i)=kind(3,i)-f(i)*s1+e(i)*s2;

else

s(2*i)=kind(3,i)^2-f(i)^2-e(i)^2;

end end

function J=J_out(g,b,kind,e,f)%計算節點的雅克比矩陣 l=length(e);

J=zeros(2*l-2,2*l-2);for i=1:(l-1);

if kind(1,i)==1

s=PQ_out(g,b,e,f,i);

for j=1:(2*l-2)J(2*i-1,j)=s(1,j);J(2*i,j)=s(2,j);

end

else

s=PV_out(g,b,e,f,i);for j=1:(2*l-2)J(2*i-1,j)=s(1,j);J(2*i,j)=s(2,j);

end

end end

function pq=PQ_out(g,b,e,f,i)%計算pq節點的雅克比矩陣 l=length(e);pq=zeros(2,2*l-2);for j=1:(l-1)

if j==i s=0;

for k=1:l

s=s-(g(i,k)*e(k)-b(i,k)*f(k));

end

pq(1,2*i-1)=s-g(i,i)*e(i)-b(i,i)*f(i);s=0;

for k=1:l

s=s-(g(i,k)*f(k)+b(i,k)*e(k));

end

pq(1,2*i)=s+b(i,i)*e(i)-g(i,i)*f(i);s=0;

for k=1:l

s=s+(g(i,k)*f(k)+b(i,k)*e(k));

end

pq(2,2*i-1)=s+b(i,i)*e(i)-g(i,i)*f(i);s=0;

for k=1:l

s=s-(g(i,k)*e(k)-b(i,k)*f(k));

end

pq(2,2*i)=s+g(i,i)*e(i)+b(i,i)*f(i);

else

pq(1,2*j-1)=-(g(i,j)*e(i)+b(i,j)*f(i));pq(1,2*j)=b(i,j)*e(i)-g(i,j)*f(i);pq(2,2*j)=-pq(1,2*j-1);pq(2,2*j-1)=pq(1,2*j);

end end

function pv=PV_out(g,b,e,f,i)%計算pv節點的雅克比矩陣 l=length(e);pv=zeros(2,2*l-2);for j=1:(l-1)

if j==i s=0;

for k=1:l

s=s-(g(i,k)*e(k)-b(i,k)*f(k));

end

pv(1,2*i-1)=s-g(i,i)*e(i)-b(i,i)*f(i);s=0;for k=1:l

s=s-(g(i,k)*f(k)+b(i,k)*e(k));

end

pv(1,2*i)=s+b(i,i)*e(i)-g(i,i)*f(i);pv(2,2*i-1)=-2*e(i);pv(2,2*i)=-2*f(i);

else

pv(1,2*j-1)=-(g(i,j)*e(i)+b(i,j)*f(i));pv(1,2*j)=b(i,j)*e(i)-g(i,j)*f(i);

end end

%數據輸入

g=[1.042093-0.588235 0-0.453858-0.588235 1.069005 0-0.480769 0 0 0 0

-0.453858-0.480769 0 0.9344627];

b=[-8.242876 2.352941 3.666667 1.891074 2.352941-4.727377 0 2.403846 3.666667 0-3.333333 0 1.891074 2.40385 0 4.26159];e=[1 1 1.1 1.05];f=[0 0 0 0];kind=[1 1 2 0-0.3-0.55 0.5 1.05-0.18-0.13 1.1 0];

[e,f,p,q]=flow_out(g,b,kind,e,f);e f

四、例題及運行結果

在上圖所示的簡單電力系統中，系統中節點1、2為PQ節點，節點3為PV節點，節點4為平衡節點，已給定 P1s+jQ1s=-0.30-j0.18 P2s+jQ2s=-0.55-j0.13 P3s=0.5 V3s=1.10 V4s=1.05∠0° 容許誤差ε=10-5

節點導納矩陣：

各節點電壓：

節點

e

f

v

ζ

1.0.984637-0.008596 0.984675-0.500172 2.0.958690-0.108387 0.964798-6.450306 3.1.092415

0.128955 1.100000

6.732347 4.1.050000

0.000000 1.050000

0.000000

各節點功率：

節點

P

Q 1-0.300000-0.180000 2 –0.550000-0.130000

30.500000-0.551305

40.367883

0.264698 結果：

五、思考討論題

1.潮流計算有幾種方法？簡述各種算法的優缺點。

答：高斯迭代法（高斯塞德爾法），牛頓拉夫遜法以及P-Q分解法。高斯迭代法是直接迭代，對初值要求比較低，程序簡單，內存小，但收斂性差，速度慢，多用于配電網或輻射式網絡中；牛頓拉夫遜法是將非線性方程線性化之后再迭代的，對初值要求比較高，收斂性好，速度快，迭代次數少，運行時間短，被廣泛使用；P-Q分解法是在極坐標牛頓法的基礎上進行三個簡化所得，有功、無功分開迭代，迭代次數比牛頓多一倍但運算量小，整體速度更快，運行時間更短，多用于110KV以上的高壓電網中

2.在潮流計算中，電力網絡的節點分幾類？各類節點的已知量和待求量是什么？

答: PQ節點：P、Q為已知量，V、?為待求量；PV節點：給定P、V，求Q、?；平衡節點：給定V、?，求P、Q。

3.潮流計算中的雅可比矩陣在每次迭代時是一樣的嗎？為什么？

答:不一樣,因為每次迭代的電壓、有功、無功都是與前一次不同的新值，所以每次迭代過程中，雅可比矩陣都是變化的。

六、實驗心得

這次實驗是通過matlab編寫出一個潮流計算的程序。我這用了牛頓法直角坐標系來編寫程序的。通過編寫這次程序可以更深一步的理解潮流計算的步驟，也明白了在潮流計算中要注意的一些細節。

第四篇：電力系統分析潮流計算例題

3．1 電網結構如圖3—11所示，其額定電壓為10KV。已知各節點的負荷功率及參數：

S2?(0.3?j0.2)MVA，S3?(0.5?j0.3)MVA，S4?(0.2?j0.15)MVA

Z12?(1.2?j2.4)?，Z23?(1.0?j2.0)?，Z24?(1.5?j3.0)?

試求電壓和功率分布。

解：（1）先假設各節點電壓均為額定電壓，求線路始端功率。

P32?Q320.52?0.32?S23?(R23?jX23)?(1?j2)?0.0034?j0.006822VN10P42?Q420.22?0.152?S24?(R24?jX24)?(1.5?j3)?0.0009?j0.001922VN10

則： S23?S3??S23?0.5034?j0.3068

S24?S4??S24?0.2009?j0.1519

'?S23?S24?S2?1.0043?j0.6587

S12又

''P12?Q121.00432?0.65872?S12?(R12?jX12)?(1.2?j2.4)22VN10

?0.0173?j0.0346'故： S12?S12??S12?1.0216?j0.6933

（2）再用已知的線路始端電壓V1?10.5kV及上述求得的線路始端功率S

12，求出線路各點電壓。

(P12R12?Q12X12)1.0216?1.2?0.6933?2.4?V12???0.2752kVV110.5 V2?V1??V12?10.2248kV(P24R24?Q24X24)?V24??0.0740kV?V4?V2??V24?10.1508kVV2

(P23R23?Q23X23)?V23??0.1092kV?V3?V2??V23?10.1156kVV2

（3）根據上述求得的線路各點電壓，重新計算各線路的功率損耗和線路始端功率。

0.52?0.32(1?j2)?0.0033?j0.0066 ?S23?210.120.22?0.152(1.5?j3)?0.0009?j0.0018 ?S24?210.15故 S23?S3??S23?0.5033?j0.3066 S24?S4??S24?0.2009?j0.1518

'?S23?S24?S2?1.0042?j0.6584 則 S12又

1.00422?0.65842?S12?(1.2?j2.4)?0.0166?j0.0331 210.22 從而可得線路始端功率 S12?1.0208?j0.6915 這個結果與第（1）步所得計算結果之差小于0.3%，所以第（2）和第（3）的結果可作為最終計算結果；若相差較大，則應返回第（2）步重新計算，直道相差較小為止。

3.2 如圖所示簡單系統，額定電壓為110KV 雙回輸電線路，長度為80km，采用LGJ-150導線，其單位長度的參數為：r=0.21Ω/km，x=0.416Ω/km,b=2.74?10?6S/km。變電所中裝有兩臺三相110/11kV的變壓器，每臺的容量為15MVA,其參數為：

?P0?40.5kW，?Ps?128kW,Vs%?10.5,Io%?3.5。母線A的實際運行電壓為117kV，負荷功率：

SLDb?30?j12MVA,SLDc?20?j15MVA。當變壓器取主軸時，求母線c的電壓。

解（1）計算參數并作出等值電路。

輸電線路的等值電阻、電抗和電納分別為 RL?1?80?0.21??8.4? 21 XL??80?0.416??16.6? Bc?2?80?2.74?10?6S?4.38?10?4S

由于線路電壓未知，可用線路額定電壓計算線路產生的充電功率，并將其等分為兩部分，便得

112?QB??BcVN???4.38?10?4?1102Mvar??2.65Mvar22將?QB分別接于節點A 和b，作為節點負荷的一部分。

兩臺變壓器并聯運行時，它們的等值電阻、電抗及勵磁功率分別為

1?PsVN21128?1102RT?????3.4? 2221000SN21000?151Vs%VN2110.5?1102RT?????42.4? 22100SN2100?153.5?15?Po?j?Qo?2?(0.0405?j)MVA?0.08?j1.05MVA100

變壓器的勵磁功率也作為接于節點b的負荷，于是節點b的負荷

Sb?SLDb?j?QB?(?P0?j?Q0)?30?j12?0.08?j1.05?j2.65MVA?30.08?j10.4MVA點c的功率即是負荷功率 Sc?20?j15MVA 這樣就得到圖所示的等值電路

節

（2）計算母線A輸出的功率。

先按電力網絡的額定電壓計算電力網絡中的功率損耗。變壓器繞組中的功率損耗為

?Sc?202?152??RT?jXT???ST??(3.4?j42.4)MVA2??

110?VN??0.18?j2.19MVA2由圖可知

Sc'?Sc??PT?j?QT?20?j15?0.18?j2.19MVA?20.18?j17.19MVASc''?Sc'?Sb?20.18?j17.19?30.08?j10.4MVA?50.26?j27.59MVA

線路中的功率損耗為

?S1??SL???V???RL?jXL??N?

50.262?27.592?(8.4?j16.6)MVA?2.28?j4.51MVA2110''2 于是可得 S1'?S1''??SL?50.26?j27.59?2.28?j4.51MVA?52.54?j32.1MVA

由母線A輸出的功率為

SA?S1'?j?QB?52.54?j32.1?j2.65MVA?52.54?j29.45MVA

（3）計算各節點電壓。

線路中電壓降落的縱分量和橫分量分別為

P1'RL?Q1'XL52.24?8.4?32.1?16.6?VL??kV?8.3kVVA117

P1'XL?Q1'RL52.24?16.6?32.1?8.4?VL??kV?5.2kV

VA117b點電壓為

Vb? ?VA??VL????VL??22?117?8.3?2?5.22kV?108.8kV變壓器中電壓降落的縱，橫分量分別為

Pc'RT?Qc'XT20.18?3.4?17.19?42.4?VT??kV?7.3kV

Vb108.8

'Pc'XT?QCRT20.18?42.4?17.19?3.4?VT??kV?7.3kV

Vb108.8歸算到高壓側的c點電壓

Vc'? ?Vb??VT????VT??22?108.8?7.3?2?7.32kV?101.7kV變電所低壓母線c的實際電壓

1111Vc?Vc??101.7?kV?10.17kV

110110'如果在上述計算中都不計電壓降落的橫分量，所得結果為

Vb?108.7kV，Vc'?101.4kV，Vc?10.14kV 與計及電壓降落橫分量的計算結果相比，誤差很小。

3.3 某一額定電壓為10kV的兩端供電網，如圖所示。線路L1、L2和L3導線型號均為LJ-185，線路長度分別為10km，4km和3km，線路L4為2km長的LJ-70導線；各負荷點負荷?A?10.5?0?kV、V?B?10.4?0?kV時的初始如圖所示。試求V功率分布，且找到電壓最低點。（線路參數LJ-185：z=0.17+j0.38Ω/km；LJ-70：z=0.45+j0.4Ω/km）

解 線路等值阻抗

ZL1?10?(0.17?j0.38)?1.7?j3.8?

ZL2?4?(0.17?j0.38)?0.68?j1.52?

ZL3?3?(0.17?j0.38)?0.51?j1.14? ZL4?2?(0.45?j0.4)?0.9?j0.8? 求C點和D點的運算負荷，為 ?SCE SC0.32?0.162?(0.9?j0.8)?1.04?j0.925kVA 210?2600?j1600?300?j160?1.04?j0.925?2901.04?j1760.925kVA

SD?600?j200?1600?j1000?2200?j1200kVA

循環功率

Sc?V??A??VBVN?10.5?10.4??10?339.43?0.17?j0.38?kVA?580?j129kVA ??17??0.17?j0.38?Z??1?2901.04?7?2200?3?j1760.925?7?j1200?3??Sc17 ?1582.78?j936.85?580?j129?2162.78?j1065.85kVASAC?1?2901.04?10?2200?14?j1760.925?10?j1200?14??Sc 17?3518.26?j2024.07?580?j129?2938.26?j1895.07kVASBD?SAC?SBD?2162.78?j1065.85?2938.26?j1895.07?5101.04?j2960.92kVA SC?SD?2901.04?j1760.925?2200?j1200?5101.04?j2960.92kVA SCD?SBD?SD?2938.26?j1895.07?2200?j1200?738.26?j695.07kVA

C點為功率分點，可推算出E點為電壓最低點。進一步可求得E點電壓 ?SAC2.162?1.072?(1.7?j3.8)MVA?98.78?j220.8kVA

102' SAC?2162.78?j1065.85?98.78?j220.8?2261.56?j1286.65kVA

?VAC?2.26?1.7?1.29?3.8?0.8328kV10.5

VC?VA??VAC?10.5?0.8328?9.6672kV ?VCE?0.301?0.9?0.161?0.8?0.041kV9.6672

VE?VC??VCE?9.6672?0.041?9.6262kV

3.4 圖所示110kV閉式電網，A點為某發電廠的高壓母線，其運行電壓為117kV。網絡各組件參數為：

變電所b SNXT?63.5?

?20MVA，?S0?0.05?j0.6MVA，RT?4.84?，變電所c SNXT?127?

?10MVA，?S0?0.03?j0.35MVA，RT?11.4?，負荷功率 SLDb?24?j18MVA，SLDc?12?j9MVA

試求電力網絡的功率分布及最大電壓損耗。

解（1）計算網絡參數及制定等值電路。

線路Ⅰ： Z??(0.27?j0.423)?60??16.2?j25.38?

B??2.69?10?6?60S?1.61?10?4S

2?QB???1.61?10?4?1102Mvar??1.95Mvar

線路Ⅱ： Z??(0.27?j0.423)?50??13.5?j21.15?

B??2.69?10?6?50S?1.35?10?4S

2?QB???1.35?10?4?1102Mvar??1.63Mvar

線路Ⅱ： Z??? B????(0.45?j0.44)?40??18?j17.6?

?2.58?10?6?40S?1.03?10?4S ??1.03?10?4?1102Mvar??1.25Mvar

1?4.84?j63.5???2.42?j31.75? 2 2?QB??? 變電所b：ZTb? ?S0b?2?0.05?j0.6?MVA?0.1?j1.2MVA

變電所b：ZTc?1?11.4?j127???5.7?j63.5? 2 ?S0c?2?0.03?j0.35?MVA?0.06?j0.7MVA 等值電路如圖所示

（2）計算節點b和c的運算負荷。

?STb242?182?2.24?j31.75?MVA?0.18?j2.36MVA ?2110Sb?SLDb??STb??Sob?j?QBI?j?QB????24?j18?0.18?j2.36?0.1?j1.2?j0.975?j0.623M?24.28?j19.96MVA?STc122?92?5.7?j63.5?MVA?0.106?j1.18MVA ?1102Sc?SLDc??STc??Soc?j?QB????j?QB???12?j9?0.106?j1.18?0.06?j0.7?j0.623?j0.815MVA?12.17?j9.44MVA（3）計算閉式網絡的功率分布。

???SbZ???Z????ScZ???24.28?j19.96??31.5?j38.75???12.17?j9.44??13.5?j21.15?MVS?????47.7?j64.13Z???Z???Z??????18.64?j15.79MVAS????ScZ???Z????SbZ????Z???Z???Z???????12.17?j19.44??34.2?j42.98???24.28?j19.96??16.2?j25.38?MVA47.7?j64.13?17.8?j13.6MVASI?S???18.64?j15.79?17.8?j13.6MVA?36.44?j29.39MVA

Sb?Sc?24.28?j19.96?12.17?j9.44MVA?36.45?j29.4MVA

可見，計算結果誤差很小，無需重算。取S?續進行計算。

S????18.64?j15.79MVA繼?Sb?S??24.28?j19.96?18.65?j15.8MVA?5.63?j4.16MVA

由此得到功率初分布，如圖所示。（4）計算電壓損耗。

由于線路Ⅰ和Ⅲ的功率均流向節點b為功率分點，且有功功率分點和無公功功率分點都在b點，因此這點的電壓最低。為了計算線路Ⅰ的電壓損耗，要用A點的電壓和功率SA1。SA1?S???SL?18.642?15.82?16.2?j25.38?MVA?19.45?j17.05MVA?18.65?j15.8?1102?V??PA1R??QA?X?19.45?16.2?17.05?25.38??6.39MVA VA117變電所b高壓母線的實際電壓為 Vb?VA??V??117?6.39?110.61MVA

3.5 變比分別為k1?110/11和k2?115.5/11的兩臺變壓器并聯運行，如圖所示，兩臺變壓器歸算到低壓側的電抗均為1Ω，其電阻和導納忽略不計。已知低壓母線電壓10kV，負荷功率為16+j12MVA，試求變壓器的功率分布和高壓側電壓。解（1）假定兩臺變壓器變比相同，計算其功率分布。因兩臺變壓器電抗相等，故

S1LD?S2LD?11SLD??16?j12?MVA?8?j6MVA 22（2）求循環功率。因為阻抗已歸算到低壓側，宜用低壓側的電壓求環路電勢。若取其假定正方向為順時針方向，則可得

k2 ?E?VB?????10.5??1??10?1?kV?0.5kV ???10??k1?故循環功率為 Sc?VB?E10?0.5?MVA?j2.5MVA ??ZT1?ZT2?j1?j1（3）計算兩臺變壓器的實際功率分布。

ST1?S1LD?Sc?8?j6?j2.5MVA?8?j8.5MVA

ST2?S2LD?Sc?8?j6?j2.5MVA?8?j3.5MVA

（4）計算高壓側電壓。不計電壓降落的橫分量時，按變壓器T-1計算可得高壓母線電壓為

8.5?1? VA???10??k1??10?0.85??10kV?108.5kV

?10?按變壓器T-2計算可得

3.5?1? VA???10??k2??10?0.35??10.5kV?108.68kV

?10? 計及電壓降落的橫分量，按T-1和T-2計算克分別得。

VA?108.79kV，VA?109kV

（5）計及從高壓母線輸入變壓器T-1和T-2的功率。S S'T182?8.52?8?j8.5??j1MVA?8?j9.86MVA

10282?3.52?8?j3.5??j1MVA?8?j4.26MVA 210'T2輸入高壓母線的總功率為

S'?ST'1?ST22?8?j9.86?8?j4.26MVA?16?j14.12MVA 計算所得功率分布，如圖所示。

3．6 如圖所示網絡，變電所低壓母線上的最大負荷為40MW，cos??0.8，Tmax?4500h。試求線路和變壓器全年的電能損耗。線路和變壓器的參數如下：

線路（每回）：r=0.17Ω/km, x=0.409Ω/km, b?2.28?10?6S/km

變壓器（每臺）:?P0?86kW,?Ps?200kW,I0%?2.7,Vs%?10.5

解 最大負荷時變壓器的繞組功率損耗為

V%???S?ST??PT?j?QT?2??Ps?jsSN???100???2SN2

????2

10.5???40/0.8??2?200?j?31500??kVA?kVA?252?j41661002?31.5????變壓器的鐵芯損耗為

I%?2.7????S0?2??P0?j0SN??2?86?j?31500kVA ?kVA?172?j1701100100????線路末端充電功率

QB2??2blV2??2.82?10?6?100?1102Mvar??3.412Mvar

2等值電路中流過線路等值阻抗的功率為

S1?S??ST??S0?jQB2?40?j30?0.252?j4.166?0.172?j1.701?j3.412MVA?40.424?j32.455MVA線路上的有功功率損耗

S1240.4242?32.45521??0.17?100MW?1.8879MW ?PL?2RL?2V1102

已知cos??0.8，Tmax?4500h，從表中查得??3150h，假定變壓器全年投入運行，則變壓器全年的電能損耗 ?WT?2?P0?8760??PT?3150?172?8760?252?3150kW?h?2300520kW?h

線路全年的電能損耗

?WL??PL?3150?1887.9?3150kW?h?5946885kW?h 輸電系統全年的總電能損耗

?WT??WL?2300520?5946885kW?h?8247405kW?h

第五篇：電力系統分析潮流計算大作業

電力系統分析潮流計算大作業

（源程序及實驗報告）

源程序如下：

采用直角坐標系的牛頓-拉夫遜迭代 function chaoliujisuan()m=3;%m=PQ節點個數 v=1;%v=PV節點個數

P=[-0.8055-0.18 0];%P=PQ節點的P值 Q=[-0.5320-0.12 0];%Q=PQ節點的Q值 PP=[0.5];%PP=PV節點的P值 V=[1.0];%V=PV節點的U值

E=[1 1 1 1.0 1.0]';%E=PQ,PV,Vθ節點e的初值

F=[0 0 0 0 0]';%F=PQ,PV,Vθ節點f的初值 G=[

6.3110-3.5587-2.7523 0 0;

-3.5587 8.5587-5

0 0;

-2.7523-5

7.7523 0 0;

0

0

0

0 0;

0

0

0

0 0

];B=[

-20.4022 11.3879

9.1743

0

0;

11.3879-31.00937 15

4.9889 0;

9.1743

-28.7757 0

4.9889;

0

4.9889

0

5.2493 0;

0

0

4.9889

0

-5.2493

];Y=G+j*B;X=[];%X=△X n=m+v+1;%總的節點數

FX=ones(2*n-2,1);%F(x)矩陣

F1=zeros(n-1,n-1);%F(x)導數矩陣 a=0;%記錄迭代次數

EF=zeros(n-1,n-1);%最后的節點電壓矩陣 while max(FX)>=10^(-5)for i=1:m %PQ節點

FX(i)=P(i);%△P FX(n+i-1)=Q(i);%△Q

for w=1:n FX(i)= FX(i)-E(i)*G(i,w)*E(w)+E(i)*B(i,w)*F(w)-F(i)*G(i,w)*F(w)-F(i)*B(i,w)*E(w);%△P

FX(n+i-1)=FX(n+i-1)-F(i)*G(i,w)*E(w)+F(i)*B(i,w)*F(w)+E(i)*G(i,w)*F(w)+E(i)*B(i,w)*E(w);%△Q

end end for i=m+1:n-1 %PV節點 FX(i)=PP(i-m);%△P FX(n+i-1)=V(i-m)^2-E(i)^2-F(i)^2;%△Q

for w=1:n FX(i)= FX(i)-E(i)*G(i,w)*E(w)+E(i)*B(i,w)*F(w)-F(i)*G(i,w)*F(w)-F(i)*B(i,w)*E(w);%△P

end end

for i=1:m %PQ節點

for w=1:n-1

if i~=w

F1(i,w)=-(G(i,w)*E(i)+B(i,w)*F(i));

F1(i,n+w-1)=B(i,w)*E(i)-G(i,w)*F(i);

F1(n+i-1,w)=B(i,w)*E(i)-G(i,w)*F(i);

F1(n+i-1,n+w-1)=G(i,w)*E(i)+B(i,w)*F(i);

else

F1(i,w)=-G(i,i)*E(i)-B(i,i)*F(i);

F1(i,n+w-1)=B(i,i)*E(i)-G(i,i)*F(i);

F1(n+i-1,w)=B(i,i)*E(i)-G(i,i)*F(i);

F1(n+i-1,n+w-1)=G(i,i)*E(i)+B(i,i)*F(i);

for k=1:n

F1(i,w)=F1(i,w)-G(i,k)*E(k)+B(i,k)*F(k);

F1(i,n+w-1)= F1(i,n+w-1)-G(i,k)*F(k)-B(i,k)*E(k);

F1(n+i-1,w)=F1(n+i-1,w)+G(i,k)*F(k)+B(i,k)*E(k);

F1(n+i-1,n+w-1)=F1(n+i-1,n+w-1)-G(i,k)*E(k)+B(i,k)*F(k);

end

end

end end for i=m+1:n-1 %PV節點

for w=1:n-1

if i~=w

F1(i,w)=-(G(i,w)*E(i)+B(i,w)*F(i));

F1(i,n+w-1)=B(i,w)*E(i)-G(i,w)*F(i);

F1(n+i-1,w)=0;

F1(n+i-1,n+w-1)=0;

else

F1(i,w)=-G(i,i)*E(i)-B(i,i)*F(i);

F1(i,n+w-1)=B(i,i)*E(i)-G(i,i)*F(i);

F1(n+i-1,w)=-2*E(i);

F1(n+i-1,n+w-1)=-2*F(i);

for k=1:n

F1(i,w)=F1(i,w)-G(i,k)*E(k)+B(i,k)*F(k);

F1(i,n+w-1)= F1(i,n+w-1)-G(i,k)*F(k)-B(i,k)*E(k);

end

end

end end X=inv(F1)*(-FX);for i=1:n-1

E(i)=E(i)+X(i);

F(i)=F(i)+X(n+i-1);end a=a+1;fprintf('第%d次迭代后的節點電壓分別為:n',a);disp(E+j*F);fprintf('第%d次迭代后功率偏差△P △Q電壓偏差△V的平方分別為:n',a);disp(FX);end

disp('收斂后的節點電壓用極坐標表示為:');EF=E+j*F;for i=1:n-1 fprintf('%d號節點電壓的幅值為:',i)

disp(abs(EF(i)));fprintf('%d號節點電壓的相角度數為',i)

disp(angle(EF(i))*180/pi);end PPH=0;for i=1:n

PPH=PPH+EF(n)*conj(Y(n,i))*conj(EF(i));end fprintf('平衡節點的功率');disp(PPH);

運行結果：

運行結果復制如下：

第1次迭代后的節點電壓分別為:

1.00340.1019i

1.03390.0017i

1.0000

第1次迭代后功率偏差△P △Q電壓偏差△V的平方分別為:

-0.8055

-0.1800

0

0.5000

-0.3720

0.2474

0.3875

0

第2次迭代后的節點電壓分別為:

0.98360.1038i

1.01830.0035i

1.0000

第2次迭代后功率偏差△P △Q電壓偏差△V的平方分別為:

0.0512

-0.0222

-0.0403

0.0002

-0.1012

-0.0219

-0.0099

-0.0000

第3次迭代后的節點電壓分別為:

0.98310.1038i

1.01800.0035i

1.0000

第3次迭代后功率偏差△P △Q電壓偏差△V的平方分別為:

0.0008

-0.0003

-0.0005

-0.0001

-0.0021

-0.0004

-0.0003

-0.0000

第4次迭代后的節點電壓分別為:

0.98310.1038i

1.01800.0035i

1.0000

第4次迭代后功率偏差△P △Q電壓偏差△V的平方分別為:

1.0e-005 *

0.0280

-0.0083

-0.0164

-0.0121

-0.1085

-0.0199

-0.0135

-0.0005

收斂后的節點電壓用極坐標表示為: 1號節點電壓的幅值為:

0.9916

1號節點電壓的相角度數為-7.4748

2號節點電壓的幅值為:

1.0175

2號節點電壓的相角度數為-5.8548

3號節點電壓的幅值為:

1.0229

3號節點電壓的相角度數為-5.5864

4號節點電壓的幅值為:

1.0000

4號節點電壓的相角度數為-0.2021

平衡節點的功率 0.4968-10.3280i