课程设计任务书1PQ法潮流计算程序设计电气1201乌通.docx
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课程设计任务书1PQ法潮流计算程序设计电气1201乌通
稳态分析课设目录
1.任务书…………………………………………………2
2.模型简介及等值电路…………………………………3
3.修正方程的建立………………………………………4
4程序流程图.………………………………….………..5
5.MATLAB程序编写………………….………………7
6.结果分析………………………………………………9
7.设计总结………………………………………………10
8.参考文献………………………………………………11
《电力系统分析》
课程设计任务书
题目
利用PQ法实现电力系统潮流计算程序设计
学生姓名
乌通
学号
201205080810
专业班级
电气1201
设
计
内
容
与
要
求
1.设计要求：
掌握MATLAB语言编程方法；理解和掌握运用计算机进行潮流计算的基本算法原理；针对某一具体电网，进行潮流计算程序设计。
其目的在于加深学生对电力系统稳态分析中课程中基本概念和计算方法的理解，培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。
2.内容
1）学习并掌握MATLAB语言。
2）掌握变压器非标准变比概念及非标准变比变压器的等值电路。
掌握节点导纳矩阵的概念及导纳矩阵的形成和修改方法。
3）掌握电力系统功率方程、变量和节点分类。
4）掌握利用PQ法进行潮流计算的方法和步骤。
5）选择一个某一具体电网，编制程序流程框图，用MATLAB语言进行PQ法潮流计算程序设计。
6）利用MATLAB语言编制潮流计算的程序，并上机调试程序，对计算结果进行验证分析。
7）整理课程设计论文。
起止时间
2015年5月25日至2015年5月29日
指导教师签名
2015年5月20日
系（教研室）主任签名
2015年5月21日
学生签名
2015年5月22日
二模型简介
图节点导纳之路等值电路
闭式电力网结线图如图所示，发电厂G2为一基载厂。
承担固定负荷，包括高压母线上的负荷其运算功率为117-j22MVA，变电所H的运算负荷（包括高压母线负荷）为440+j136MVA。
发电厂G1承担除G2厂供给功率之外的系统所需负荷及网络损耗。
线路L1，L2，L3的阻抗分别为3.17+j20.7Ω，5.13+j27.2Ω及7.33+j48.0Ω。
已知发电厂G1的高压母线电压U1为238kV，试计算潮流分布。
三修正方程式的建立
PQ分解法潮流计算时的修正方程是计电力系统的特点后对牛拉法修正方程的简化。
由牛拉法修正方程式，可得出P-Q分解法潮流计算的修正方程式：
或者简写为：
对修正方程式的第一个化简是：
计电力网络的各元件的阻抗一般远大于电阻，以致各节点电压相位角的改变主要影响各元件中的有功功率潮流从而各节点的注入功率流；各节点电压大小的改变主要影响各元件中的无功功率潮流，从而各节点的注入无功功率；可将修正方程式简化为：
电力网络上的特点，可以由《电力系统分析》第三章中对纵，横向附加电势的讨论得到证实。
对修正方程式的第二个简化基于对状态变量δi的约束条件
，即
不宜过大。
计及这一条件，在计及
可以认为：
于是则有
再按自导纳的定义，上式中得
项应为各元件电抗远大于电阻的前提下，除节点i外，其他节点都接地时，由节点i注入无功功率。
这功率必远大于正常运行时节点的注入无功功率。
雅可比矩阵中的两个子矩阵H，L的元素将有相同的表达式，但阶数不同。
展开如下：
将上式代入（2.1）式
将上面两式左右都乘以下式：
上两式可以写成：
为了加速收敛，使它们更有效的进行修正，可以考虑在B中尽量去掉那些有功功率及电压向量角度无关或影响较小的因素。
为此，我们以电力系统导纳矩阵的虚部作为B，但是去掉了充电电容和变压器非标准变化的影响。
具体的说，B的非对角元素和对角元素分别按下式计算：
式中：
rij和xij分别为支路ij的电阻和感抗。
与
迭代用的B``按式计算：
（4-14）
式中bi0为节点i的接地支路导纳。
四程序流程图
五程序
clc;clear;
g（2,1）=0.0067;b（2,1）=-0.0355;
g（2,3）=0.0072;b（2,3）=-0.0472;
g（1,2）=0.0067;b（1,2）=-0.0355;
g（1,3）=0.0031;b（1,3）=-0.0204;
g（3,2）=0.0072;b（3,2）=-0.0472;
g（3,1）=0.0031;b（3,1）=-0.0204;
delt
（1）=0.0;delt
（2）=0.0;
u
（2）=220;u
（1）=220;
p
（2）=117;q
（2）=-22;
p
（1）=-440;q
（1）=-136;
k=0;precision=1;
delt,k,u;
N1=2;¿
form=1:
N1+1
forn=1:
N1+1
ifm==n
G（m,m）=g（m,1）+g（m,2）+g（m,3）;
B（m,m）=b（m,1）+b（m,2）+b（m,3）;
else
G（m,n）=-g（m,n）;
B（m,n）=-b（m,n）;
end
end
end
Y=G+1i*B;
B1=B（1:
2,1:
2）;
B11=B（1:
2,1:
2）;
whileprecision>0.00001
delt（3）=0;u（3）=238;
form=1:
N1
forn=1:
N1+1
pt（n）=u（m）*u（n）*（G（m,n）*cos（delt（m）-delt（n））+B（m,n）*sin（delt（m）-delt（n）））;
end
pp（m）=p（m）-sum（pt）;
end
form=1:
N1
PU（m）=pp（m）/u（m）;
PU1（m）=pp（m）/（u（m）^2）;
end
ddelt=-inv（B1）*PU1';
precision=max（abs（PU））;
forn=1:
N1
delt（n）=delt（n）+ddelt（n）;
end
form=1:
N1
forn=1:
N1+1
qt（n）=u（m）*u（n）*（G（m,n）*sin（delt（m）-delt（n））-B（m,n）*cos（delt（m）-delt（n）））;
end
qq（m）=q（m）-sum（qt）;
end
form=1:
N1
QU（m）=qq（m）/u（m）;
end
uu=-inv（B11）*QU';
precision=max（abs（QU））;
forn=1:
N1
u（n）=u（n）+uu（n）;
end
k=k+1;
k,delt,u
end
forn=1:
N1+1
U（n）=u（n）*（cos（delt（n））+j*sin（delt（n）））;
end
form=1:
N1+1
I（m）=Y（3,m）*U（m）;
end
S3=U（3）*sum（conj（I））;
form=1:
N1+1
forn=1:
N1+1
S（m,n）=U（m）*（conj（U（m））-conj（U（n）））*conj（-Y（m,n））;
end
end
Y
B1
B11
pp
qq
u
delt
U
k
S
S3
六结果分析
delt=
00
k=
0
k=
1
delt=
-1.8560e-001-4.3317e-0020
u=
2.0974e+0022.2521e+0022.3800e+002
k=
6
delt=
-1.7888e-001-4.4556e-0020
u=
2.0949e+0022.2498e+0022.3800e+002
Y=
Columns1through2Column3
9.8000e-003-5.5900e-002i-6.7000e-003+3.5500e-002i-3.1000e-003+2.0400e-002i
-6.7000e-003+3.5500e-002i1.3900e-002-8.2700e-002i-7.2000e-003+4.7200e-002i
-3.1000e-003+2.0400e-002i-7.2000e-003+4.7200e-002i1.0300e-002-6.7600e-002i
B1=
-5.5900e-0023.5500e-002
3.5500e-002-8.2700e-002
B11=
-5.5900e-0023.5500e-002
3.5500e-002-8.2700e-002
pp=
-5.3147e-0041.1721e-003
qq=
-4.2952e-0046.1704e-005
u=
2.0949e+0022.2498e+0022.3800e+002
delt=
-1.7888e-001-4.4556e-0020
U=
Columns1through2Column3
2.0614e+002-3.7274e+001i2.2476e+002-1.0021e+001i2.3800e+002
k=
6
S=
Columns1through2Column3
0-2.4298e+002-5.7879e+001i-1.9702e+002-7.8121e+001i
2.5028e+002+9.6548e+001i0-1.3328e+002-1.1855e+002i
2.0448e+002+1.2716e+002i1.3526e+002+1.3156e+002i0
S3=
3.3974e+002+2.5873e+002i
>>
七设计总结
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的计算方法，它根据给定的运行条件及系统接线情况等确定整个电力系统的运行状态、母线电压、元件中流过的功率、系统的功率损耗等。
其主要目的在于计算电力网络中设备和用户运行状态的参数。
计算的结果可用来考查所研究的运行状态下，网络特性对各种电力设备和用电设备的适用性。
在这次课程设计中，通过积极查阅各种相关资料，再结合老师课堂上讲解的相关知识，对于用PQ法计算潮流分布有了更深的认识。
P-Q分解法是牛顿-拉夫逊潮流计算的一种简化方法，改进和提高的运算速度。
在拿到老师给的课题之后，跟小组同学经过认真的讨论、交流，画出等值电路模型，建立了修正方程，运用MATLAB软件编制了潮流计算的程序。
其中也遇到了很多困难，程序也出现了很多错误，但在经过我们努力的修改，相互配合之下，终于成功的得出最终的结论，收获了很多。
非常感谢老师的细心指导和我们这个小组成员的不懈努力。
八参考文献
1.陈珩《电力系统温态分析（第三版）》中国电力出版社
2.中国自动化网
3.《电力系统温态分析》水利水电出版社
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