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matlab潮流计算.docx

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matlab潮流计算

附录1

使用牛顿拉夫逊法进行潮流计算的Matlab程序代码

%牛拉法计算潮流程序

%-----------------------------------------------------------------------

%B1矩阵：

1、支路首端号；2、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳

%5、支路的变比；6、支路首端处于K侧为1，1侧为0

%B2矩阵：

1、该节点发电机功率；2、该节点负荷功率；3、节点电压初始值

%4、PV节点电压V的给定值；5、节点所接的无功补偿设备的容量

%6、节点分类标号：

1为平衡节点（应为1号节点）；2为PQ节点；3为PV节点；

%------------------------------------------------------------------------

clearall;

formatlong;

n=input（'请输入节点数:

nodes='）;

nl=input（'请输入支路数:

lines='）;

isb=input（'请输入平衡母线节点号:

balance='）;

pr=input（'请输入误差精度:

precision='）;

B1=input（'请输入由各支路参数形成的矩阵:

B1='）;

B2=input（'请输入各节点参数形成的矩阵:

B2='）;

Y=zeros（n）;e=zeros（1,n）;f=zeros（1,n）;V=zeros（1,n）;sida=zeros（1,n）;S1=zeros（nl）;

%------------------------------------------------------------------

fori=1:

nl%支路数

ifB1（i,6）==0%左节点处于1侧

p=B1（i,1）;q=B1（i,2）;

else%左节点处于K侧

p=B1（i,2）;q=B1（i,1）;

end

Y（p,q）=Y（p,q）-1./（B1（i,3）*B1（i,5））;%非对角元

Y（q,p）=Y（p,q）;%非对角元

Y（q,q）=Y（q,q）+1./（B1（i,3）*B1（i,5）^2）+B1（i,4）;%对角元K侧

Y（p,p）=Y（p,p）+1./B1（i,3）+B1（i,4）;%对角元1侧

end

%求导纳矩阵

disp（'导纳矩阵Y='）;

disp（Y）

%-------------------------------------------------------------------

G=real（Y）;B=imag（Y）;%分解出导纳阵的实部和虚部

fori=1:

n%给定各节点初始电压的实部和虚部

e（i）=real（B2（i,3））;

f（i）=imag（B2（i,3））;

V（i）=B2（i,4）;%PV节点电压给定模值

end

fori=1:

n%给定各节点注入功率

S（i）=B2（i,1）-B2（i,2）;%i节点注入功率SG-SL

B（i,i）=B（i,i）+B2（i,5）;%i节点无功补偿量

end

%---------------------------------------------------------------------

P=real（S）;Q=imag（S）;%分解出各节点注入的有功和无功功率

ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;%迭代次数ICT1、a；不满足收敛要求的节点数IT2

whileIT2~=0%N0=2*n雅可比矩阵的阶数；N=N0+1扩展列

IT2=0;a=a+1;

fori=1:

n

ifi~=isb%非平衡节点

C（i）=0;D（i）=0;

forj1=1:

n

C（i）=C（i）+G（i,j1）*e（j1）-B（i,j1）*f（j1）;%Σ（Gij*ej-Bij*fj）

D（i）=D（i）+G（i,j1）*f（j1）+B（i,j1）*e（j1）;%Σ（Gij*fj+Bij*ej）

end

P1=C（i）*e（i）+f（i）*D（i）;%节点功率P计算eiΣ（Gij*ej-Bij*fj）+fiΣ（Gij*fj+Bij*ej）

Q1=C（i）*f（i）-e（i）*D（i）;%节点功率Q计算fiΣ（Gij*ej-Bij*fj）-eiΣ（Gij*fj+Bij*ej）

%求i节点有功和无功功率P',Q'的计算值

V2=e（i）^2+f（i）^2;%电压模平方

%以下针对非PV节点来求取功率差及Jacobi矩阵元素-----------------------------

ifB2（i,6）~=3%非PV节点

DP=P（i）-P1;%节点有功功率差

DQ=Q（i）-Q1;%节点无功功率差

%以上为除平衡节点外其它节点的功率计算--------------------------------------

%求取Jacobi矩阵----------------------------------------------------------

forj1=1:

n

ifj1~=isb&j1~=i%非平衡节点&非对角元

X1=-G（i,j1）*e（i）-B（i,j1）*f（i）;%dP/de=-dQ/df

X2=B（i,j1）*e（i）-G（i,j1）*f（i）;%dP/df=dQ/de

X3=X2;%X2=dp/dfX3=dQ/de

X4=-X1;%X1=dP/deX4=dQ/df

p=2*i-1;q=2*j1-1;

J（p,q）=X3;J（p,N）=DQ;m=p+1;%X3=dQ/deJ（p,N）=DQ节点无功功率差

J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;%X1=dP/deJ（m,N）=DP节点有功功率差

J（p,q）=X4;J（m,q）=X2;%X4=dQ/dfX2=dp/df

elseifj1==i&j1~=isb%非平衡节点&对角元

X1=-C（i）-G（i,i）*e（i）-B（i,i）*f（i）;%dP/de

X2=-D（i）+B（i,i）*e（i）-G（i,i）*f（i）;%dP/df

X3=D（i）+B（i,i）*e（i）-G（i,i）*f（i）;%dQ/de

X4=-C（i）+G（i,i）*e（i）+B（i,i）*f（i）;%dQ/df

p=2*i-1;q=2*j1-1;J（p,q）=X3;J（p,N）=DQ;%扩展列△Q

m=p+1;

J（m,q）=X1;q=q+1;J（p,q）=X4;J（m,N）=DP;%扩展列△P

J（m,q）=X2;

end

end

else

%下面是针对PV节点来求取Jacobi矩阵的元素-----------------------------------------

DP=P（i）-P1;%PV节点有功误差

DV=V（i）^2-V2;%PV节点电压误差

forj1=1:

n

ifj1~=isb&j1~=i%非平衡节点&非对角元

X1=-G（i,j1）*e（i）-B（i,j1）*f（i）;%dP/de

X2=B（i,j1）*e（i）-G（i,j1）*f（i）;%dP/df

X5=0;X6=0;

p=2*i-1;q=2*j1-1;J（p,q）=X5;J（p,N）=DV;%PV节点电压误差

m=p+1;

J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;J（p,q）=X6;%PV节点有功误差

J（m,q）=X2;

elseifj1==i&j1~=isb%非平衡节点&对角元

X1=-C（i）-G（i,i）*e（i）-B（i,i）*f（i）;%dP/de

X2=-D（i）+B（i,i）*e（i）-G（i,i）*f（i）;%dP/df

X5=-2*e（i）;

X6=-2*f（i）;

p=2*i-1;q=2*j1-1;J（p,q）=X5;J（p,N）=DV;%PV节点电压误差

m=p+1;

J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;J（p,q）=X6;%PV节点有功误差

J（m,q）=X2;

end

end

end

end

end

%以上为求雅可比矩阵的各个元素及扩展列的功率差或电压差---------------------------------------

fork=3:

N0%N0=2*n（从第三行开始，第一、二行是平衡节点）

k1=k+1;N1=N;%N=N0+1即N=2*n+1扩展列△P、△Q或△U

fork2=k1:

N1%从k+1列的Jacobi元素到扩展列的△P、△Q或△U

J（k,k2）=J（k,k2）./J（k,k）;%用K行K列对角元素去除K行K列后的非对角元素进行规格化

end

J（k,k）=1;%对角元规格化K行K列对角元素赋1

%回代运算-------------------------------------------------------------------

ifk~=3%不是第三行k>3

k4=k-1;

fork3=3:

k4%用k3行从第三行开始到当前行的前一行k4行消去

fork2=k1:

N1%k3行后各行上三角元素

J（k3,k2）=J（k3,k2）-J（k3,k）*J（k,k2）;%消去运算（当前行k列元素消为0）

end%用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素

J（k3,k）=0;%当前行第k列元素已消为0

end

ifk==N0%若已到最后一行

break;

end

%前代运算------------------------------------------------------------

fork3=k1:

N0%从k+1行到2*n最后一行

fork2=k1:

N1%从k+1列到扩展列消去k+1行后各行下三角元素

J（k3,k2）=J（k3,k2）-J（k3,k）*J（k,k2）;%消去运算

end%用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素

J（k3,k）=0;%当前行第k列元素已消为0

end

else%是第三行k=3

%第三行k=3的前代运算----------------------------------------------------

fork3=k1:

N0%从第四行到2n行（最后一行）

fork2=k1:

N1%从第四列到2n+1列（即扩展列）

J（k3,k2）=J（k3,k2）-J（k3,k）*J（k,k2）;%消去运算（当前行3列元素消为0）

end%用当前行K2列元素减去当前行3列元素乘以第三行K2列元素

J（k3,k）=0;%当前行第3列元素已消为0

end

end

end

%上面是用线性变换方式高斯消去法将Jacobi矩阵化成单位矩阵

%-----------------------------------------------------------------------------------

fork=3:

2:

N0-1

L=（k+1）./2;

e（L）=e（L）-J（k,N）;%修改节点电压实部

k1=k+1;

f（L）=f（L）-J（k1,N）;%修改节点电压虚部

end

%修改节点电压---------------------------

fork=3:

N0

DET=abs（J（k,N））;

ifDET>=pr%电压偏差量是否满足要求

IT2=IT2+1;%不满足要求的节点数加1

end

end

ICT2（a）=IT2;%不满足要求的节点数

ICT1=ICT1+1;%迭代次数

end

%用高斯消去法解"w=-J*V"

disp（'迭代次数：

'）;

disp（ICT1）;

disp（'没有达到精度要求的个数：

'）;

disp（ICT2）;

fork=1:

n

V（k）=sqrt（e（k）^2+f（k）^2）;%计算各节点电压的模值

sida（k）=atan（f（k）./e（k））*180./pi;%计算各节点电压的角度

E（k）=e（k）+f（k）*1i;%将各节点电压用复数表示

end

%计算各输出量------------------------------------------------------

disp（'各节点的实际电压标幺值E为：

'）;

disp（E）;%显示各节点的实际电压标幺值E用复数表示

disp（'-----------------------------------------------------'）;

disp（'各节点的电压大小V为：

'）;

disp（V）;%显示各节点的电压大小V的模值

disp（'-----------------------------------------------------'）;

disp（'各节点的电压相角deg为：

'）;

disp（sida）;%显示各节点的电压相角

forp=1:

n

C（p）=0;

forq=1:

n

C（p）=C（p）+conj（Y（p,q））*conj（E（q））;%计算各节点的注入电流的共轭值

end

S（p）=E（p）*C（p）;%计算各节点的功率S=电压X注入电流的共轭值

end

disp（'各节点的功率S为：

'）;

disp（S）;%显示各节点的注入功率

disp（'-----------------------------------------------------'）;

disp（'各条支路的首端功率Si为：

'）;

fori=1:

nl

p=B1（i,1）;q=B1（i,2）;

ifB1（i,6）==0

Si（p,q）=E（p）*（conj（E（p））*conj（B1（i,4）./2）+（conj（E（p）*B1（i,5））...

-conj（E（q）））*conj（1./（B1（i,3）*B1（i,5））））;

Siz（i）=Si（p,q）;

else

Si（p,q）=E（p）*（conj（E（p））*conj（B1（i,4）./2）+（conj（E（p）./B1（i,5））...

-conj（E（q）））*conj（1./（B1（i,3）*B1（i,5））））;

Siz（i）=Si（p,q）;

end

disp（Si（p,q））;

SSi（p,q）=Si（p,q）;

ZF=['S（',num2str（p）,',',num2str（q）,'）=',num2str（SSi（p,q））];

disp（ZF）;

disp（'-----------------------------------------------------'）;

end

disp（'各条支路的末端功率Sj为：

'）;

fori=1:

nl

p=B1（i,1）;q=B1（i,2）;

ifB1（i,6）==0

Sj（q,p）=E（q）*（conj（E（q））*conj（B1（i,4）./2）+（conj（E（q）./B1（i,5））...

-conj（E（p）））*conj（1./（B1（i,3）*B1（i,5））））;

Sjy（i）=Sj（q,p）;

else

Sj（q,p）=E（q）*（conj（E（q））*conj（B1（i,4）./2）+（conj（E（q）*B1（i,5））...

-conj（E（p）））*conj（1./（B1（i,3）*B1（i,5））））;

Sjy（i）=Sj（q,p）;

end

disp（Sj（q,p））;

SSj（q,p）=Sj（q,p）;

ZF=['S（',num2str（q）,',',num2str（p）,'）=',num2str（SSj（q,p））];

disp（ZF）;

disp（'-----------------------------------------------------'）;

end

disp（'各条支路的功率损耗DS为：

'）;

fori=1:

nl

p=B1（i,1）;q=B1（i,2）;

DS（i）=Si（p,q）+Sj（q,p）;

disp（DS（i））;

DDS（i）=DS（i）;

ZF=['DS（',num2str（p）,',',num2str（q）,'）=',num2str（DDS（i））];

disp（ZF）;

disp（'-----------------------------------------------------'）;

end

附录2

使用PQ分解法进行潮流计算的Matlab程序代码

%PQ分解法潮流计算程序

%本文中的实例数据如下：

节点数为9；支路数为9；平衡母线节点号为1；误差精度为0.00001；PQ节点数为5；

 

%主程序

clearall;

formatlong;

n=input（'请输入节点数：

n='）;

nl=input（'请输入支路数：

nl='）;

isb=input（'请输入平衡母线节点号：

isb='）;

pr=input（'请输入误差精度：

pr='）;

B1=input（'请输入由支路参数形成的矩阵：

B1='）;%输入B1

B2=input（'请输入由支路参数形成的矩阵：

B2='）;%输入B2

na=input（'请输入PQ节点数na='）;

Y=zeros（n）;YI=zeros（n）;e=zeros（1,n）;f=zeros（1,n）;V=zeros（1,n）;O=zeros（1,n）;

fori=1:

nl

ifB1（i,6）==0

p=B1（i,1）;q=B1（i,2）;

elsep=B1（i,2）;q=B1（i,1）;

end

Y（p,q）=Y（p,q）-1./（B1（i,3）*B1（i,5））;

YI（p,q）=YI（p,q）-1./B1（i,3）;

Y（q,p）=Y（p,q）;

YI（q,p）=YI（p,q）;

Y（q,q）=Y（q,q）+1./（B1（i,3）*B1（i,5）^2）+B1（i,4）;

YI（q,q）=YI（q,q）+1./B1（i,3）;

Y（p,p）=Y（p,p）+1./B1（i,3）+B1（i,4）;

YI（p,p）=YI（p,p）+1./B1（i,3）;

end%求导纳矩阵

disp（'节点导纳矩阵为：

'）;

disp（Y）;

G=real（Y）;B=imag（YI）;BI=imag（Y）;

fori=1:

n

S（i）=B2（i,1）-B2（i,2）;

BI（i,i）=BI（i,i）+B2（i,5）;

end

P=real（S）;Q=imag（S）;

fori=1:

n

e（i）=real（B2（i,3））;

f（i）=imag（B2（i,3））;

V（i）=B2（i,4）;

end

fori=1:

n

ifB2（i,6）==2

V（i）=sqrt（e（i）^2+f（i）^2）;

O（i）=atan（f（i）./e（i））;

end

end

fori=2:

n

ifi==n

B（i,i）=1./B（i,i）;

elseIC1=i+1;

forj1=IC1:

n

B（i,j1）=B（i,j1）./B（i,i）;

end

B（i,i）=1./B（i,i）;

fork=i+1:

n

forj1=i+1:

n

B（k,j1）=B（k,j1）-B（k,i）*B（i,j1）;

end

end

end

end

p=0;q=0;

fori=1:

n

ifB2（i,6）==2

p=p+1;k=0;

forj1=1:

n

ifB2（j1,6）==2

k=k+1;

A（p,k）=BI（i,j1）;

end

end

end

end

fori=1:

na

ifi==na

A（i,i）=1./A（i,i）;

elsek=i+1;

forj1=k:

na

A（i,j1）=A（i,j1）./A（i,i）;

end

A（i,i）=1./A（i,i）;

fork=i+1:

na

forj1=i+1:

na

A（k,j1）=A（k,j1）-A（k,i）*A（i,j1）;

end

end

end

end

ICT2=1;ICT1=0;kp=1;kq=1;K=1;DET=0;ICT3=1;

whileICT2~=0||ICT3~=0

ICT2=0;ICT3=0;

fori=1:

n

ifi~=isb

C（i）=0;

fork=1:

n

C（i）=C（i）+V（k）*（G（i,k）*cos（O（i）-O（k））+BI（i,k）*sin（O（i）-O（k）））;

end

DP1（i）=P（i）-V（i）*C（i）;

DP（i）=DP1（i）./V（i）;

DET=abs（DP1（i））;

ifDET>=pr

ICT2=ICT2+1;

end

end

end

Np（K）=ICT2;

ifICT2~=0

fori=2:

n

DP（i）=B（i,i）*DP（i）;

ifi~=n

IC1=i+1;

fork=IC1:

n

DP（k）=DP（k）-B（k,i）*DP（i）;

end

else

forLZ=3:

i

L=i+3-LZ;

IC4=L-1;

forMZ=2:

IC4

I=IC4+2-MZ;

DP（I）=DP（I）-B（I,L）*DP（L）;

end

end

end

end

fori=2:

n

O（i）=O（i）-DP（i）;

end

kq=1;L=0;

fori=1:

n

ifB2（i,6）==2

C（i）=0;L=L+1;

fork=1:

n

C（i）=C（i）+V（k）*（G（i,k）*sin（O（i）-O（k））-BI（i,k）*cos（O（i）-O（k）））;

end

DQ1（i）=Q（i）-V（i）*C（i）;

DQ（L）=DQ1（i）./V（i）;

DET=abs（DQ1（i））;

ifDET>=pr

ICT3=ICT3+1;

end

end

end

elsekp=0;

ifkq~=0;

L=0;

fori=1:

n

ifB2（i,6）==2

C（i）=0;L=L+1;

fork=1:

n

C（i）=C（i）+V（k）*（G（i,k）*sin（O（i）-O（

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