极坐标法潮流计算教材.docx
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极坐标法潮流计算教材
课程设计(论文)任务书
年级专业
学生姓名
学号
题目名称
采用极坐标下的牛顿-拉夫逊计算
设计时间
课程名称
潮流计算课程设计
课程编号
121202306
设计地点
综合仿真实验室
、课程设计(论文)目的
1.掌握电力系统极坐标下的牛顿-拉夫逊计算的基本原理;
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.采用计算机语言对极坐标下的牛顿-拉夫逊计算进行计算机编程计算。
通过课程设计,使学生巩固电力系统潮流计算的基本原理与方法,掌握潮流计算的数值求解方法(节点导
纳矩阵,修正方程),开发系统潮流计算的计算程序。
让学生掌握用计算机仿真分析电力系统的方法。
同时,通过软件开发,也有助于计算机操作能力和软件开发能力的提高。
二、已知技术参数和条件
在图所示的简单电力系统中,系统中节点1、2为PQ节点,节点3为PV节点,节点4为平衡节点,
已给定s10.4j0.3,s20.3j0.2,P30.4,V31.02,V41.05,40,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0.00001。
试求:
采用极坐标下的牛顿-拉夫逊计算图1网络的潮流分布。
三、任务和要求任务:
熟练掌握计算机语言,并采用计算机编程进行下列计算:
根据电力系统网络推导电力网络数学模型,写出节点导纳矩阵;掌握潮流计算的数值求解方法(节点导纳矩阵,修正方程),开发系统潮流计算的计算程序。
要求:
1.手工计算,手写,采用A4纸,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)
[1]何仰赞等.电力系统分析[M].武汉:
华中理工大学出版社,2002.3
[2]西安交通大学等.电力系统计算[M].北京:
水利电力出版社,1993.12
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-5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
学生(签字):
指导教师(签字):
设计主题
题目一:
在下图所示的简单电力系统中,系统中节点1、2为PQ节点,节点3为PV节点,节点4为平衡节点,已给定s10.4j0.3,s20.3j0.2,P30.4,V31.02,V41.05,40,网络各元件参数的标幺值如表1所示,给定电压的初始值如表2所示,收敛系数0.00001。
试求:
采用极坐标下的牛顿-拉夫逊计算图示网络的潮流计算。
表1网络各元件参数的标幺值
支路
电阻
电抗
1输电线路yc
2c
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
Ui(0)ei(0)jfi(0)
1.00+j0.0
1.0+j0.0
1.0+j0.0
1.05+j0.0
3潮流计算流程图
本次课程设计采用极坐标下的牛顿-拉夫逊计算网络的潮流计算。
其牛顿-拉夫逊潮流计算程序框图如下所示。
图3.1极坐标下的牛顿-拉夫逊潮流计算程序框图
4手工计算插入手写的潮流计算过程
5MATLAB程序设计
5.1程序%电力系统极坐标下的牛顿-拉夫逊法潮流计算disp('电力系统极坐标下的牛顿-拉夫逊法潮流计算:
');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:
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(n1+n2,n2);L=zeros(n2,n2);QT1=zeros(1,n1+n2);form=1:
n
forR=1:
n
C(m,m)=C(m,m)+y(m,R);
ifK(m,R)~=0
C(m,m)=C(m,m)+1/(C(m,R)/(K(m,R)*(K(m,R)-1)));
C(R,R)=C(R,R)+1/(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
form=1:
n
forR=1:
n
ifm~=R
Z(m)=Z(m)+1/C(m,R);
end
end
end
form=1:
n
forR=1:
n
ifm==R
Y(m,m)=C(m,m)+Z(m);
else
Y(m,R)=-1/C(m,R);
end
end
enddisp('结点导纳矩阵:
');
disp(Y);
disp('迭代中的雅克比矩阵:
');
G=real(Y);
B=imag(Y);
O=angle(U);
U1=abs(U);
k=0;
PR=1;
P=real(S);
Q=imag(S);
whilePR>pr
form=1:
n2
UD(m)=U1(m);
end
form=1:
n1+n2
forR=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
form=1:
n2
forR=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);
form=1:
n1+n2
forR=1:
n1+n2
ifm==R
H(m,m)=U1(m)^2*B(m,m)+QT1(m);
else
H(m,R)=-U1(m)*U1(R)*(G(m,R)*sin(O(m)-O(R))-B(m,R)*cos(O(m)-O(R)));
end
end
end
form=1:
n1+n2
forR=1:
n2
ifm==R
N(m,m)=-U1(m)^2*G(m,m)-PT1(m);
else
N(m,R)=-U1(m)*U1(R)*(G(m,R)*cos(O(m)-O(R))+B(m,R)*sin(O(m)-O(R)));
end
end
end
form=1:
n2
forR=1:
n1+n2
ifm==R
J(m,m)=U1(m)^2*G(m,m)-PT1(m);
else
J(m,R)=U1(m)*U1(R)*(G(m,R)*cos(O(m)-O(R))+B(m,R)*sin(O(m)-O(R)));
end
end
end
form=1:
n2
forR=1:
n2
ifm==R
L(m,m)=U1(m)^2*B(m,m)-QT1(m);
else
L(m,R)=-U1(m)*U1(R)*(G(m,R)*sin(O(m)-O(R))-B(m,R)*cos(O(m)-O(
R)));
end
end
end
JJ=[HN;JL];
disp(JJ);
PQ=[PP';QQ'];
DA=-inv(JJ)*PQ;
DA1=DA';
form=1:
n1+n2
OO(m)=DA1(m);
end
form=n:
n1+n2+n2
UU1(m-n1-n2)=DA1(m);
end
UD2=diag(UD);
UU=UU1*UD2;
form=1:
n1+n2
O(m)=O(m)+OO(m);
endform=1:
n2
U1(m)=U1(m)+UU(m);
end
form=1:
n1+n2
o(k+1,m)=180/pi*O(m);
end
form=1:
n2
u(k+1,m)=U1(m);
end
k=k+1;
end
form=1:
n
b(m)=U1(m)*cos(O(m));
c(m)=U1(m)*sin(O(m));
end
U=b+i*c;
forR=1:
n
PH1(R)=U(isb)*conj(Y(isb,R))*conj(U(R));
end
PH=sum(PH1);
form=1:
n
forR=1:
n
ifm~=R
C1(m,R)=1/C(m,R);
else
C1(m,m)=C(m,m);
end
end
end
form=1:
n
forR=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);
matlab默认输出结果保留4位小数,可在显示屏上输入>>fomatlong此时小数点后面保留14位小数
5.2程序结果请输入结点数:
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=0.00001请输入变比矩阵:
K=[0000;0000