电力系统潮流计算课程设计.docx
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电力系统潮流计算课程设计
电力系统潮流计算
1设计题目
图1潮流计算用图
变压器T1、T2：
SFL1-16000/110，（121±2×2.5﹪）/6.3，ΔPs=110kW，ΔP0=10.5kW，U0﹪=10.5，I0﹪=0.9；
变压器T3：
SFL1-8000/110，（110±5﹪）/6.6，ΔPs=52kW，ΔP0=12.76kW,
Us﹪=10.5，I0﹪=1.1；
变压器T4：
2×SFL1-16000/110，（110±2×2.5﹪）/10.5，ΔPs=62kW，ΔP0=11.6kW，Us﹪=10.5，I0﹪=1.10。
导线型号均为LGJ-150，参数r0=0.21Ω/km，x0=0.4Ω/km，b0=2.8×10-6S/km。
电网潮流计算
1.计算各元件参数，画出等值电路；
2.进行网络潮流计算；
3.不满足供电要求，进行调压计算。
2思路分析
这是一道潮流计算题，按照一般潮流计算的步骤将元件转换为等值参数，这里我们进行真实值的直接计算，并用近似计算计算。
由于负载给出，线路长度已知，我们可以将如图闭环的潮流计算分解成4个开环单电源的潮流问题进行计算，并计算是否有调压的必要。
3潮流计算过程
3.1各元件参数计算
1120Km线路
2100Km线路
370Km线路
4变压器T1，T2
5变压器T3
6变压器T4
3.2绘制等效电路
图3-1等效电路
3.3功率分布计算
3.3.1各元件功率损耗
1两台T4变压器并联损耗
2T3变压器损耗
3100Km与70Km线路交点4末端功率损耗
4120Km与100Km线路交点3末端功率损耗
51.4间100Km线路损耗
61.3间120Km线路损耗
72.4间70Km线路损耗
82.3间100Km线路损耗
位置1点总损耗
位置2点总损耗
3.4调压计算
3.4.1计算1.4线路上的电压值
位置4由G1提供的电压为
由于119.84的输入电压大于110额定值，所以调压关系不满足。
（经验证其他3路均不满足关系）
所以需要降低121KV端的输出电压和提高110的输入额定值
T1
的变压器取输出
T4
的变压器取输入
调压后：
所以满足调压关系。
经验证其他三路均满足，调压成功。
结论：
将变压器T1，T2置于
和
将变压器T3，T4置于
调压档可满足条件。
4程序
clear;
n=8;%input（'请输入节点数：
n='）;
nl=8;%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=[128.5+20.1i0.000556i10;
1413.6+32.16i0.0002224i10;
1613.6+32.16i0.0002224i10;
231.495+40.335i01.051;
451.78+53.885i01.0251;
4610.2+24.12i0.0001668i10;
671.495+40.335i01.0251;
686.8+16.08i0.0004448i10;
891.78+53.885i01.0251;
8108.5+20.1i0.000556i10];
%input（'请输入由支路参数形成的矩阵：
B1='）;
B2=[0022922901;
00220002;
050+30.987i220002;
00220002;
040+27.79i220002;
00220002;
050+30.987i220002;
00220002;
060+37.18i220002;
200022922903];%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=1;
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
5心得体会
课程设计发端之始，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。
当初没有思路，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。
在对理论知识梳理掌握之后，茅塞顿开，柳暗花明，思路如泉涌，高歌“条条大路通罗马”。
顿悟，没有思路便无出路，原来思路即出路。
此次课程设计让我对课本上的知识有了更加深入的了解，特别是对系统设计部分的理论知识，在认真阅读课本的同时还要去图书馆查阅一些系统设计方面的资料，并且要考虑很多东西，更要学习一些其他以前未曾接触的知识。
在这个设计中最重要的部分就是参数的选择，只有把参数的问题解决了其他一切问题都好办，最终才能得到正确的仿真结果。
同时在设计过程中要求我们有足够的耐心。
这次课程设计，虽然这次课程设计没有想象中的那么简单，花费了很多的时间来搭建模型，调节参数，不断地实验，虽说花费了大量的时间但是最后终于完成了预定的目的，收获颇丰，也很好的锻炼了自己运用知识的能力。
重新巩固了有关双闭环直流调速系统的相关知识，培养了自己设计思维能力。
进一步学习了MATLAB软件的相关应用。
MATLAB软件在生活中的运用是非常广泛的，它在以后的专业课程的学习中应用也是很广泛的，掌握好了MATLAB，这为以后的专业课程的学习将有很大的帮助。
在以后的学习中，自己还要慢慢学习，慢慢探索，更好的掌握这个软件的运用。
在设计中收获知识、收获阅历、收获成熟，在此过程中，通过查找大量资料，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
努力的去弥补自己的缺点，发展自己的优点，去充实自己，只有在了解了自己的长短之后，则会更加珍惜我所拥有的，更加努力的去完善它，增进它。
只有不断的测试自己，挑战自己，才能拥有更多的成功和快乐！
享受过程，而不是结果！
认真对待每一件事，珍惜每一分一秒，学到最多的知识和方法，锻炼自己的能力，这个是我课程设计中学到的最重要的东西，也是以后都将受益。
参考文献
[1]何仰赞等.电力系统分析（第3版）.华中科技大学出版社，2002
[2]李光琦,.电力系统稳态分析（第2版）.北京：
水利电力出版社，1995
[3]华智明等电力系统稳态计算.重庆：
重庆大学出版社，1993
[4]陆敏政.电力系统分析.北京：
水利电力出版社，1990
[5]吴国炎等.电力系统分析.杭州：
浙江大学出版社，1993
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