电力系统潮流上机操作实例.docx
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电力系统潮流上机操作实例
《电力系统潮流上机》课程设计
任务书
一、目的与要求
培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识
二、主要内容
1．手算：
要求应用牛顿-拉夫逊法或P-Q分解法手算求解，要求精度为0.001。
节点1为平衡节点，电压
，节点2为PQ节点，负荷功率
，节点3是PV节点，
，两条支路分别为
，
，对地支路
。
2．编写潮流计算程序，要求如下：
2.1据给定的潮流计算任务书整理潮流计算的基础数据：
节点的分类，线路模型，等值变压器模型，电压等级的归算，标幺值的计算；
2.2基础数据的计算机存储：
节点数据，支路数据（包括变压器）；
2.3用牛顿-拉夫逊法计算；
2.4根据所选潮流计算方法画流程图，划分出功能模块，有数据输入模块，导纳阵形成模块，解线性方程组模块，计算不平衡功率模块，形成雅可比矩阵模块，解修正方程模块，计算线路潮流，网损，PV节点无功功率和平衡节点功率，数据输出模块；
2.5据上述模块编制程序并上机调试程序，得出潮流计算结果；
2.6源程序及其程序中的符号说明集、程序流图
简单系统如下图所示，支路数据如下：
支路14，27，39为变压器支路，参数为
，
其余支路为线路支路，参数为
节点数据如下：
，
3．思考题
3.1潮流计算的方法有哪些？
各有何特点？
3.2如果交给你一个任务，请你用已有的潮流计算软件计算北京城市电网的潮流，你应该做哪些工作？
（收集哪些数据，如何整理，计算结果如何分析）
3.3设计中遇到的问题和解决的办法。
三、进度计划
序号
设计内容
完成时间
备注
1
教师讲解本次设计的任务及相关知识
课程设计开始前
2
整理潮流计算的原始数据，完成数据的读入读出模块
一天
3
编写及调试形成导纳矩阵模块
一天
4
计算不平衡功率
一天
5
形成系数矩阵（牛顿-拉夫逊法形成雅可比矩阵）
一天
6
解修正方程
一天
7
解修正方程
一天
8
计算线路潮流，网损，PV节点无功功率和平衡节点功率
一天
9
写设计报告
一天
10
验收
一天
四、设计成果要求
1．手算潮流；
2．计算机计算潮流程序流程图；
3．完整的潮流程序（包括变量的定义，子程序的调用等，计算结果），并有程序注释。
4．回答思考题
五、考核方式
总成绩=考勤+设计报告+面试成绩
学生姓名：
指导教师：
2009年6月12日
//chaoliu2.cpp:
主项目文件。
#include"stdafx.h"
#include
#include
usingnamespaceSystem;
usingnamespacestd;
#include"nequation.h"
structBusDataStruct
{
intID;
floatU,A,PG,QG,PL,QL;
intType;
}bus[9];
structBranchDataStruct
{
intID;
intFisrtBus;
intEndBus;
floatR,X,B,K;
}Branch[9];
floatYG[9][9],YB[9][9];
intmain（array:
String^>^args）
{
//------------------------------------输入数据------------------------------------------------
ifstreamob（"F:
\\yangyuanyuan\\data.txt"）;
for（inti=0;i<9;i++）
{
ob>>bus[i].ID>>bus[i].U>>bus[i].A>>bus[i].PG>>bus[i].QG>>bus[i].PL>>bus[i].QL>>bus[i].Type;
}
for（inti=0;i<9;i++）
{
ob>>Branch[i].ID>>Branch[i].FisrtBus>>Branch[i].EndBus>>Branch[i].R>>Branch[i].X>>Branch[i].B>>Branch[i].K;
}
ob.close（）;
//------------------------------------节点导纳矩阵------------------------------------------------
for（inti=0;i<9;i++）
for（intj=0;j<9;j++）
{
YG[i][j]=YB[i][j]=0.0;
}
for（inti=0;i<9;i++）
{
floatyG=Branch[i].R/（Branch[i].R*Branch[i].R+Branch[i].X*Branch[i].X）;
floatyB=-Branch[i].X/（Branch[i].R*Branch[i].R+Branch[i].X*Branch[i].X）;
intii=Branch[i].FisrtBus-1;
intjj=Branch[i].EndBus-1;
YG[ii][ii]+=yG;
YG[jj][jj]+=yG;
YG[ii][jj]+=-yG;
YG[jj][ii]+=-yG;
YB[ii][ii]+=yB+Branch[i].B;
YB[jj][jj]+=yB+Branch[i].B;
YB[ii][jj]+=-yB;
YB[jj][ii]+=-yB;
}
ofstreamob2（"F:
\\yangyuanyuan\\Ymatric.txt"）;
for（inti=0;i<9;i++）
{for（intj=0;j<9;j++）
{if（YB[i][j]>=0）
ob2<else
ob2<}
ob2<<"\n";
}
ob2.close（）;
//------------------------------------设电压初值------------------------------------------------
floatUe[9],Uf[9];
for（inti=0;i<9;i++）
{Ue[i]=bus[i].U;
Uf[i]=0.0;
}
//-------------------------------------循环----------------------------------------------------
ofstreamob3（"f:
\\yangyuanyuan\\delta.txt"）;
ofstreamob4（"f:
\\yangyuanyuan\\Jacobian.txt"）;
ofstreamob6（"f:
\\yangyuanyuan\\deltaEF.txt"）;
ofstreamob7（"f:
\\yangyuanyuan\\U.txt"）;
for（intstep=1;step<5;step++）
{
ob3<ob4<ob6<ob7<//------------------------------------求不平衡量------------------------------------------------
floatP[9],Q[9];
for（inti=0;i<9;i++）
{P[i]=bus[i].PG-bus[i].PL;
Q[i]=bus[i].QG-bus[i].QL;
}
floatdeltaP[9],deltaQ[9],deltaUU[9];
floataii[9]={0},bii[9]={0};
for（inti=0;i<9;i++）
{for（intj=0;j<9;j++）
{aii[i]+=YG[i][j]*Ue[j]-YB[i][j]*Uf[j];
bii[i]+=YG[i][j]*Uf[j]+YB[i][j]*Ue[j];}
deltaP[i]=P[i]-Ue[i]*aii[i]-Uf[i]*bii[i];
deltaQ[i]=Q[i]-Uf[i]*aii[i]+Ue[i]*bii[i];
deltaUU[i]=bus[i].U*bus[i].U-Ue[i]*Ue[i]-Uf[i]*Uf[i];
}
for（inti=0;i<9;i++）
ob3<<"deltaP["<for（inti=0;i<9;i++）
ob3<<"deltaQ["<for（inti=0;i<9;i++）
ob3<<"deltaUU["<//-----------------------------------形成雅可比矩阵------------------------------------------------
floatH[9][9],N[9][9],J[9][9],L[9][9],R[9][9],S[9][9];
for（inti=0;i<9;i++）
{
for（intj=0;j<9;j++）
{
H[i][j]=0;
N[i][j]=0;
J[i][j]=0;
L[i][j]=0;
R[i][j]=0;
S[i][j]=0;
}
}
for（inti=0;i<9;i++）
{for（intj=0;j<9;j++）
{
if（i==j）
{
H[i][j]=YG[i][j]*Uf[i]-YB[i][j]*Ue[i]+bii[i];
N[i][j]=YG[i][j]*Ue[i]+YB[i][j]*Uf[i]+aii[i];
}
else
{
H[i][j]=YG[i][j]*Uf[i]-YB[i][j]*Ue[i];
N[i][j]=YG[i][j]*Ue[i]+YB[i][j]*Uf[i];
}
}
}
for（inti=3;i<9;i++）
{for（intj=0;j<9;j++）
{
if（i==j）
{
J[i][j]=-YG[i][j]*Ue[i]-YB[i][j]*Uf[i]+aii[i];
L[i][j]=YG[i][j]*Uf[i]-YB[i][j]*Ue[i]-bii[i];
}
else
{
J[i][j]=-YG[i][j]*Ue[i]-YB[i][j]*Uf[i];
L[i][j]=YG[i][j]*Uf[i]-YB[i][j]*Ue[i];
}
}
}
for（inti=0;i<3;i++）
for（intj=0;j<9;j++）
{
if（i==j）
{
R[i][i]=2*Uf[i];
S[i][i]=2*Ue[i];
}
else
{
R[i][j]=0;
S[i][j]=0;
}
}
floatJacobian[16][16];
for（inti=0;i<16;i++）
{for（intj=0;j<16;j++）
{
Jacobian[i][j]=0;
}
}
for（inti=0;i<2;i++）
for（intj=0;j<8;j++）
{Jacobian[2*i][2*j]=H[i+1][j+1];
Jacobian[2*i][2*j+1]=N[i+1][j+1];
Jacobian[2*i+1][2*j]=R[i+1][j+1];
Jacobian[2*i+1][2*j+1]=S[i+1][j+1];
}
for（inti=2;i<8;i++）
for（intj=0;j<8;j++）
{Jacobian[2*i][2*j]=H[i+1][j+1];
Jacobian[2*i][2*j+1]=N[i+1][j+1];
Jacobian[2*i+1][2*j]=J[i+1][j+1];
Jacobian[2*i+1][2*j+1]=L[i+1][j+1];
}
for（inti=0;i<16;i++）
{
for（intj=0;j<16;j++）
{
ob4<}ob4<}
//-----------------------------------解修正方程------------------------------------------------
NEquationob5;
ob5.SetSize（16）;
for（inti=0;i<=15;i++）
{for（intj=0;j<=15;j++）
{ob5.Data（i,j）=Jacobian[i][j];}
}
for（inti=2;i<8;i++）
{
ob5.Value（2*i）=deltaP[i+1];
ob5.Value（2*i+1）=deltaQ[i+1];
}
for（inti=0;i<2;i++）
{ob5.Value（2*i）=deltaP[i+1];
ob5.Value（2*i+1）=deltaUU[i+1];
}
ob5.Run（）;
floatdeltaF[9],deltaE[9];
for（inti=0;i<8;i++）
{deltaF[i+1]=ob5.Value（2*i）;
deltaE[i+1]=ob5.Value（2*i+1）;
deltaF[0]=deltaE[0]=0;
}
for（inti=1;i<9;i++）
{ob6<<"deltaF["<ob6<<"deltaE["<}
//------------------------------------电压新值------------------------------------------------
for（inti=0;i<9;i++）
{
Ue[i]+=deltaE[i];
Uf[i]+=deltaF[i];
}
for（inti=1;i<9;i++）
{ob7<<"Uf["<ob7<<"Ue["<}
}
//---------------------------------------------循环结束----------------------------------------
ob3.close（）;
ob4.close（）;
ob6.close（）;
ob7.close（）;
//----------------------------------------------输出1.2.3节点功率-----------------------------------------
floatPin[9]={0},Qin[9]={0};
floataii[9]={0},bii[9]={0};
ofstreamob9（"f:
\\yangyuanyuan\\end.txt"）;
for（inti=0;i<9;i++）
{
for（intj=0;j<9;j++）
{aii[i]+=YG[i][j]*Ue[j]-YB[i][j]*Uf[j];
bii[i]+=YG[i][j]*Uf[j]+YB[i][j]*Ue[j];
Pin[i]=Ue[i]*aii[i]+Uf[i]*bii[i];
Qin[i]=Uf[i]*aii[i]-Ue[i]*bii[i];}
}
for（inti=0;i<3;i++）
{
ob9<<"Pin["<ob9<<"Qin["<//----------------------------------------------网损-------------------------------------------------
floatPl[9][9]={0},Ql[9][9]={0},Pll[9][9]={0},Qll[9][9]={0};
ob9<for（inti=0;i<9;i++）
{floatyG=Branch[i].R/（Branch[i].R*Branch[i].R+Branch[i].X*Branch[i].X）;
floatyB=-Branch[i].X/（Branch[i].R*Branch[i].R+Branch[i].X*Branch[i].X）;
intii=Branch[i].FisrtBus-1;
intjj=Branch[i].EndBus-1;
floata=Ue[ii]*Ue[ii]+Uf[ii]*Uf[ii]-Ue[ii]*Ue[jj]-Uf[ii]*Uf[jj];
floatb=Ue[ii]*Uf[jj]-Ue[jj]*Uf[ii];
Pl[ii][jj]=a*yG+b*yB;
Ql[ii][jj]=b*yG-a*yB-Branch[i].B*（Ue[ii]*Ue[ii]+Uf[ii]*Uf[ii]）;
floatc=Ue[jj]*Ue[jj]+Uf[jj]*Uf[jj]-Ue[jj]*Ue[ii]-Uf[jj]*Uf[ii];
floatd=Ue[jj]*Uf[ii]-Ue[ii]*Uf[jj];
Pl[jj][ii]=c*yG+d*yB;
Ql[jj][ii]=d*yG-c*yB-Branch[i].B*（Ue[jj]*Ue[jj]+Uf[jj]*Uf[jj]）;
Pll[ii][jj]=Pl[ii][jj]+Pl[jj][ii];
Qll[ii][jj]=Ql[ii][jj]+Ql[jj][ii];
ob9<<"Pll["<ob9<<"Qll["<floatPwhole=0,Qwhole=0;
for（inti=0;i<9;i++）
{
for（intj=0;j<9;j++）
{Pwhole+=Pll[i][j];
Qwhole+=Qll[i][j];}
}
if（Qwhole>=0）
ob9<<"Swhole="<else
ob9<<"Swhole="<ob9.close（）;
return0;
}
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