MATLAB潮流计算仿真.docx
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MATLAB潮流计算仿真
附录AMATLAB程序
%本程序的功能是用牛顿——拉夫逊法进行潮流计算
%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
clear;
n=10;%input（'请输入节点数：
n='）;
nl=11;%input（'请输入支路数：
nl='）;
isb=1;%input（'请输入平衡母线节点号：
isb='）;
pr=0.00001;%input（'请输入误差精度：
pr='）;
B1=[121.755e-2+4.155e-2i0.26i10;
143.159e-2+7.479e-2i0.1215i10;
163.159e-2+7.479e-2i0.1215i10;
233.68e-3+0.11135i00.9091;
453.68e-3+0.11135i00.9091;
462.808e-2+6.648e-2i0.108i10;
673.0865e-3+0.0833i00.9091;
683.159e-2+7.479e-2i0.1215i10;
6102.457e-2+5.817e-2i0.0945i10;
893.0865e-3+0.0833i00.9091;
8102.808e-2+6.648e-2i0.108i10];%input（'请输入由支路参数形成的矩阵：
B1='）;
B2=[001.051.0501;
001002;
00.6+0.3718i1002;
001002;
00.4+0.247i1002;
001002;
00.35+0.2169i1002;
001002;
00.5+0.3099i1002;
0.801.051.0503];%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）;
%－－－－－－－修改部分－－－－－－－－－－－－
ym=0;
SB=100;UB=220;
%ym=input（'您输入的参数是标么值？
（若不是则输入一个不为零的数值）'）;
ifym~=0
%SB=input（'请输入功率基准值:
SB='）;
%UB=input（'请输入电压基准值:
UB='）;
YB=SB./UB./UB;
BB1=B1;
BB2=B2;
fori=1:
nl
B1（i,3）=B1（i,3）*YB;
B1（i,4）=B1（i,4）./YB;
end
disp（'B1矩阵B1='）;
disp（B1）
fori=1:
n
B2（i,1）=B2（i,1）./SB;
B2（i,2）=B2（i,2）./SB;
B2（i,3）=B2（i,3）./UB;
B2（i,4）=B2（i,4）./UB;
B2（i,5）=B2（i,5）./SB;
end
disp（'B2矩阵B2='）;
disp（B2）
end
%%%---------------------------------------------------
fori=1:
nl%支路数
ifB1（i,6）==0%左节点处于低压侧
p=B1（i,1）;q=B1（i,2）;
else
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）;
Y（q,q）=Y（q,q）+1./（B1（i,3）*B1（i,5）^2）+B1（i,4）./2;%对角元K侧
Y（p,p）=Y（p,p）+1./B1（i,3）+B1（i,4）./2;%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）;
ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;
whileIT2~=0
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P',Q'
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;
J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;
J（p,q）=X4;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
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;
m=p+1;
J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;J（p,q）=X6;
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;
m=p+1;
J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;J（p,q）=X6;
J（m,q）=X2;
end
end
end
end
end
%=========以上为求雅可比矩阵的各个元素=====================
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
fork2=k1:
N1%扩展列△P、△Q
J（k,k2）=J（k,k2）./J（k,k）;%非对角元规格化
end
J（k,k）=1;%对角元规格化
ifk~=3%不是第三行
%============================================================
k4=k-1;
fork3=3:
k4%用k3行从第三行开始到当前行前的k4行消去
fork2=k1:
N1%k3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
J（k3,k）=0;
end
ifk==N0
break;
end
%==========================================
fork3=k1:
N0
fork2=k1:
N1
J（k3,k2）=J（k3,k2）-J（k3,k）*J（k,k2）;%消去运算
end
J（k3,k）=0;
end
else
fork3=k1:
N0
fork2=k1:
N1
J（k3,k2）=J（k3,k2）-J（k3,k）*J（k,k2）;%消去运算
end
J（k3,k）=0;
end
end
end
%====上面是用线性变换方式将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;
ICT1=ICT1+1;
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）;
sida（k）=atan（f（k）./e（k））*180./pi;
E（k）=e（k）+f（k）*j;
end
%===============计算各输出量===========================
disp（'各节点的实际电压标幺值E为（节点号从小到大排列）：
'）;
disp（E）;
EE=E*UB;
disp（EE）;
disp（'-----------------------------------------------------'）;
disp（'各节点的电压大小V为（节点号从小到大排列）：
'）;
disp（V）;
VV=V*UB;
disp（VV）;
disp（'-----------------------------------------------------'）;
disp（'各节点的电压相角sida为（节点号从小到大排列）：
'）;
disp（sida）;
forp=1:
n
C（p）=0;
forq=1:
n
C（p）=C（p）+conj（Y（p,q））*conj（E（q））;
end
S（p）=E（p）*C（p）;
end
disp（'各节点的功率S为（节点号从小到大排列）：
'）;
disp（S）;
disp（'~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'）;
SS=S*SB;
disp（SS）;
disp（'-----------------------------------------------------'）;
disp（'各条支路的首端功率Si为（顺序同您输入B1时一致）：
'）;
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）*SB;
ZF=['S（',num2str（p）,',',num2str（q）,'）=',num2str（SSi（p,q））];
disp（ZF）;
%disp（SSi（p,q））;
disp（'-----------------------------------------------------'）;
end
disp（'各条支路的末端功率Sj为（顺序同您输入B1时一致）：
'）;
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）*SB;
ZF=['S（',num2str（q）,',',num2str（p）,'）=',num2str（SSj（q,p））];
disp（ZF）;
%disp（SSj（q,p））;
disp（'-----------------------------------------------------'）;
end
disp（'各条支路的功率损耗DS为（顺序同您输入B1时一致）：
'）;
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）*SB;
ZF=['DS（',num2str（p）,',',num2str（q）,'）=',num2str（DDS（i））];
disp（ZF）;
%disp（DDS（i））;
disp（'-----------------------------------------------------'）;
end
figure
（1）;
subplot（2,2,1）;
plot（V）;
xlabel（'节点号'）;ylabel（'电压标幺值'）;
gridon;
subplot（2,2,2）;
plot（sida）;
xlabel（'节点号'）;ylabel（'电压角度'）;
gridon;
subplot（2,2,3）;
bar（real（S））;
ylabel（'节点注入有功'）;
gridon;
subplot（2,2,4）;
bar（Siz）;
ylabel（'支路首端无功'）;
gridon;
（注：
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