电力系统潮流计算第一题部分课程设计.docx
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电力系统潮流计算第一题部分课程设计
课程设计（论文）
题目名称潮流计算课程设计
课程名称电力系统稳态分析
学生姓名徐玛丽
学号0841229186
系、专业电气工程系08电力二班
指导教师黄肇王晓芳
2011年1月5日
邵阳学院课程设计（论文）任务书
年级专业
08电气工程及其自动化
学生姓名
徐玛丽
学号
0841229186
题目名称
潮流计算课程设计
设计
时间
2010.12.20
-2011.1.6
课程名称
电力系统稳态分析
课程编号
121202202
设计地点
综合仿真
实验室
一、课程设计（论文）目的
1.掌握电力系统潮流计算的基本原理；
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.采用计算机语言对潮流计算进行计算机编程计算。
二、已知技术参数和条件
题目一：
在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为
节点，节点3为
节点，节点4为平衡节点，已给定
，
，
，
，
，
，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
。
试求：
采用极坐标下的P-Q分解法计算图1网络的潮流分布。
图1简单电力系统
三、任务和要求
1.掌握电力系统潮流计算的基本原理；
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.采用计算机语言对潮流计算进行计算机编程计算。
要求：
1.手工计算，手写，采用A4纸，进行2次迭代计算，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）
何仰赞温增银.《电力系统分析（上册）》.华中科技大学出版社.第三版.2002年
何仰赞温增银.《电力系统分析（下册）》.华中科技大学出版社.第三版.2002年
陈衍.《电力系统稳态分析》.北京水利电力出版社.2004年1月
李光琦.《电力系统暂态分析》.北京水利电力出版社.2005年2月
WDT—Ⅲ电力系统综合自动化试验台综合仿真实验室
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-15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
指导教师（签字）：
学生（签字）：
邵阳学院课程设计（论文）评阅表
学生姓名徐玛丽学号0841229186
系电气工程及其自动化专业班级08电力二班
题目名称潮流计算课程设计课程名称电力系统分析
一、学生自我总结
通过本次潮流计算课程设计，我对潮流计算的过程有了深刻的理解。
潮流计算的每个过程，包括首先的求取导纳矩阵，到求解因子表，然后赋初值进行第一次有功迭代，然后用的得到的修正量进行第二次迭代，依次按这些步骤循环知道达到迭代要求。
说着过程只有几句话，可这个过程，我们整个组付出的努力和时间是相当巨大的，没日没夜的进行手工计算后就是学习MATLAB的使用，进行编程。
总而言之，这个课程设计，让我收获巨大。
学生签名：
年月日
二、指导教师评定
评分项目
平时成绩
答辩
课程设计内容
综合成绩
权重
30%
30%
40%
单项成绩
指导教师评语：
指导教师（签名）：
年月日
注：
1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；
2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
第1章潮流计算课题及算法
1.1潮流计算课题
题目一：
在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为
节点，节点3为
节点，节点4为平衡节点，已给定
，
，
，
，
，
，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
。
试求：
图1简单电力系统
表1网络各元件参数的标幺值
支路
电阻
电抗
输电线路
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
1.00+j0.0
1.0+j0.0
1.0+j0.0
1.05+j0.0
（3）采用极坐标下的
分解法计算图1网络的潮流分布。
1.2极坐标下P-Q法的算法
1.2.1节点导纳矩阵Y
根据题目提供的各节点的参数，求得节点导纳矩阵
=
1.2.2简化雅可比矩阵B/和B//
通过上一步的导纳矩阵，形成有功迭代和无功迭代的简化雅可比矩阵B/和B//
对雅可比矩阵进行三角分解，形成因子表，为后面进行修正方程计算作好准备。
1.2.3修正和迭代
第一步，给定PQ节点初值和各节点电压相角初值。
第二步，作第一次有功迭代，按公式计算节点有功功率不平衡量。
第三步，做第一次无功迭代，按公式计算无功功率不平衡量，计算时电压相角最新的修正值。
解修正方程式，可得各节点电压幅值的修正量。
第四步，第一轮有功迭代和无功迭代便做完了。
第五步，按公式计算平衡节点功率。
直到节点不平衡功率下降到10-5以下，迭代便可以结束。
第2章手工计算
第3章程序设计
3.1流程图
3.2潮流计算程序
电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算
disp（'电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算':
）;
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（'请输入变比矩阵看:
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（n2,n2+n1）;L=zeros（n1+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/（（K（m,R）*C（m,R））/（K（m,R）-1））;
C（R,R）=C（R,R）+1/（（K（m,R）^2*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
end
disp（'结点导纳矩阵:
'）;
disp（Y）;
disp（'迭代中关于B的矩阵:
'）;
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
B1（m,R）=B（m,R）;
end
end
form=1:
n2
forR=1:
n2
B2（m,R）=B（m,R）;
end
end
JJ=[B1L;NB2];
disp（JJ）;
form=1:
n1+n2
PP2（m）=PP（m）/U（m）;
end
form=1:
n2
QQ2（m）=QQ（m）/U（m）;
end
PQ=[PP2';QQ2'];
DA=-inv（JJ）*PQ;
DA1=DA';
form=1:
n1+n2
OO（m）=DA1（m）/U（m）;
end
form=n:
n1+n2+n2
UU（m-n1-n2）=DA1（m）;
end
form=1:
n1+n2
O（m）=O（m）+OO（m）;
end
form=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）;
3.3潮流计算程序运行结果
电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算:
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=10^（-6）
请输入变比矩阵看:
K=[0000;0000.9625;0000;0000]
请输入支路阻抗矩阵：
C=[00.02+0.06i0.01+0.03iinf;
0.02+0.06i00.03+0.07i0.0+0.05i;
0.01+0.03i0.03+0.07i00.02+0.05i;
inf0.0+0.05i0.02+0.05i0]
请输入支路导纳矩阵：
y=[00.01i0.01i0;
0.01i000;
0.01i000;
0000]
请输入结点电压矩阵：
U=[111.021.05]
请输入各结点的功率：
S=[-0.3-0.3i-0.3-0.2i-0.4]
结点导纳矩阵:
15.0000-44.9800i-5.0000+15.0000i-10.0000+30.0000i0
-5.0000+15.0000i10.1724-47.0590i-5.1724+12.0690i0+20.7792i
-10.0000+30.0000i-5.1724+12.0690i22.0690-59.3003i-6.8966+17.2414i
00+20.7792i-6.8966+17.2414i6.8966-38.8302i
迭代中关于B的矩阵:
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
-44.980015.000030.000000
15.0000-47.059012.069000
30.000012.0690-59.300300
000-44.980015.0000
00015.0000-47.0590
迭代中的△P：
-0.1000-0.1966-0.4985
-0.0824-0.33000.4732
0.00750.0112-0.0033
0.00780.0189-0.0286
-0.0009-0.00260.0025
-0.0009-0.00070.0018
0.00010.0002-0.0003
0.00010.0000-0.0001
-0.0000-0.00000.0000
-0.00000.00000.0000
0.0000-0.0000-0.0000
0.0000-0.0000-0.0000
-0.00000.00000.0000
迭代中的△Q：
0.32001.8696
-0.03430.0701
-0.0257-0.1061
0.00290.0056
0.00260.0054
-0.0003-0.0008
-0.0003-0.0002
0.00000.0001
0.0000-0.0000
-0.0000-0.0000
-0.00000.0000
0.0000-0.0000
0.0000-0.0000
迭代中相角:
-1.4090-1.0470-1.3707
-1.2909-1.2937-0.9218
-1.2596-1.2654-0.9038
-1.2600-1.2486-0.9272
-1.2618-1.2521-0.9264
-1.2622-1.2528-0.9251
-1.2620-1.2525-0.9252
-1.2619-1.2525-0.9253
-1.2619-1.2525-0.9253
-1.2620-1.2525-0.9253
-1.2620-1.2525-0.9253
-1.2620-1.2525-0.9253
-1.2620-1.2525-0.9253
迭代中电压的模:
1.02281.0470
1.02251.0484
1.02101.0457
1.02111.0458
1.02121.0460
1.02121.0459
1.02121.0459
1.02121.0459
1.02121.0459
1.02121.0459
1.02121.0459
1.02121.0459
1.02121.0459
平衡结点的功率:
1.0152+1.4129i
全部线路功率分布:
0-0.1289-0.3988i-0.1711+0.0779i0
0.1320-0.4763i00.0669-0.5043i-0.4988-0.9462i
0.1715-0.1081i-0.0632-0.3610i0-0.5083-0.4163i
00.4988+0.9867i0.5164+1.3188i0
结束语
本次潮流计算课程设计，我们组进行的是极坐标下P-Q分解的计算，经过商讨我们小组又分为了程序组和手工组，接下来我将总结我的收获。
通过本次潮流计算课程设计，我对潮流计算的过程有了深刻的理解。
潮流计算的每个过程，包括首先的求取导纳矩阵，到求解因子表，然后赋初值进行第一次有功迭代，然后用的得到的修正量进行第二次迭代，依次按这些步骤循环知道达到迭代要求。
说着过程只有几句话，可这个过程，我们整个组付出的努力和时间是相当巨大的，没日没夜的进行手工计算后就是学习MATLAB的使用，进行编程。
总而言之，这个课程设计，让我收获巨大。
最后，我想衷心的感谢我们的指导老师黄肇老师和王晓芳老师。
对于手工计算的每个问题，老师都为我们进行最详细的指导，对于程序的设计，老师也全力帮助我们进行程序语言的学习，谢谢老师！
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