潮流计算源程序及运行结果.docx
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潮流计算源程序及运行结果
>>%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：
1为平衡节点（应为1号节点）；2为PQ节点；
%3为PV节点；
clear;
n=10;%input（'请输入节点数：
n='）;
nl=10;%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=[120.03512+0.08306i0.13455i10;
230.0068+0.18375i01.023811;
140.05620+0.13289i0.05382i10;
450.00811+0.24549i01.023811;
160.05620+0.13289i0.05382i10;
460.04215+0.09967i0.04037i10;
670.0068+0.18375i01.023811;
680.02810+0.06645i0.10764i10;
8100.00811+0.24549i011;
890.03512+0.08306i0.13455i10]
B2=[001.11.101;
001002;
00.343+0.21256i1002;
001002;
00.204+0.12638i1002;
001002;
00.306+0.18962i1002;
001002;
0.501.11.103;
00.343+0.21256i1002]
;%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）;
%%%---------------------------------------------------
fori=1:
nl%支路数
ifB1（i,6）==0%左节点处于1侧
p=B1（i,1）;q=B1（i,2）;
else%左节点处于K侧
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）;%非对角元
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）;%分解出各节点注入的有功和无功功率
ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;%迭代次数ICT1、a；不满足收敛要求的节点数IT2
whileIT2~=0%N0=2*n雅可比矩阵的阶数；N=N0+1扩展列
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i节点有功和无功功率P',Q'的计算值
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;%X3=dQ/deJ（p,N）=DQ节点无功功率差
J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;%X1=dP/deJ（m,N）=DP节点有功功率差
J（p,q）=X4;J（m,q）=X2;%X4=dQ/dfX2=dp/df
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;%PV节点电压误差
m=p+1;
J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;J（p,q）=X6;%PV节点有功误差
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;%PV节点电压误差
m=p+1;
J（m,q）=X1;J（m,N）=DP;q=q+1;J（p,q）=X6;%PV节点有功误差
J（m,q）=X2;
end
end
end
end
end
%=========以上为求雅可比矩阵的各个元素及扩展列的功率差或电压差=====================
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或△U
fork2=k1:
N1%从k+1列的Jacobi元素到扩展列的△P、△Q或△U
J（k,k2）=J（k,k2）./J（k,k）;%用K行K列对角元素去除K行K列后的非对角元素进行规格化
end
J（k,k）=1;%对角元规格化K行K列对角元素赋1
%====================回代运算=======================================
ifk~=3%不是第三行k>3
k4=k-1;
fork3=3:
k4%用k3行从第三行开始到当前行的前一行k4行消去
fork2=k1:
N1%k3行后各行上三角元素
J（k3,k2）=J（k3,k2）-J（k3,k）*J（k,k2）;%消去运算（当前行k列元素消为0）
end%用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素
J（k3,k）=0;%当前行第k列元素已消为0
end
ifk==N0%若已到最后一行
break;
end
%==================前代运算==================================
fork3=k1:
N0%从k+1行到2*n最后一行
fork2=k1:
N1%从k+1列到扩展列消去k+1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%用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素
J（k3,k）=0;%当前行第k列元素已消为0
end
else%是第三行k=3
%======================第三行k=3的前代运算========================
fork3=k1:
N0%从第四行到2n行（最后一行）
fork2=k1:
N1%从第四列到2n+1列（即扩展列）
J（k3,k2）=J（k3,k2）-J（k3,k）*J（k,k2）;%消去运算（当前行3列元素消为0）
end%用当前行K2列元素减去当前行3列元素乘以第三行K2列元素
J（k3,k）=0;%当前行第3列元素已消为0
end
end
end
%====上面是用线性变换方式高斯消去法将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;%不满足要求的节点数
ICT1=ICT1+1;%迭代次数
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）;%计算各节点电压的模值
sida（k）=atan（f（k）./e（k））*180./pi;%计算各节点电压的角度
E（k）=e（k）+f（k）*j;%将各节点电压用复数表示
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）;%显示各节点的实际电压标幺值E用复数表示
disp（'-----------------------------------------------------'）;
disp（'各节点的电压大小V为（节点号从小到大排列）：
'）;
disp（V）;%显示各节点的电压大小V的模值
disp（'-----------------------------------------------------'）;
disp（'各节点的电压相角sida为（节点号从小到大排列）：
'）;
disp（sida）;%显示各节点的电压相角
forp=1:
n
C（p）=0;
forq=1:
n
C（p）=C（p）+conj（Y（p,q））*conj（E（q））;%计算各节点的注入电流的共轭值
end
S（p）=E（p）*C（p）;%计算各节点的功率S=电压X注入电流的共轭值
end
disp（'各节点的功率S为（节点号从小到大排列）：
'）;
disp（S）;%显示各节点的注入功率
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）;
ZF=['S（',num2str（p）,',',num2str（q）,'）=',num2str（SSi（p,q））];
disp（ZF）;
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）;
ZF=['S（',num2str（q）,',',num2str（p）,'）=',num2str（SSj（q,p））];
disp（ZF）;
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）;
ZF=['DS（',num2str（p）,',',num2str（q）,'）=',num2str（DDS（i））];
disp（ZF）;
disp（'-----------------------------------------------------'）;
end
figure
（1）;
subplot（1,2,1）;
plot（V）;
xlabel（'节点号'）;ylabel（'电压标幺值'）;
gridon;
subplot（1,2,2）;
plot（sida）;
xlabel（'节点号'）;ylabel（'电压角度'）;
gridon;
figure
（2）;
subplot（2,2,1）;
P=real（S）;Q=imag（S）;
bar（P）;
xlabel（'节点号'）;ylabel（'节点注入有功'）;
gridon;
subplot（2,2,2）;
bar（Q）;
xlabel（'节点号'）;ylabel（'节点注入无功'）;
gridon;
subplot（2,2,3）;
P1=real（Siz）;Q1=imag（Siz）;
bar（P1）;
xlabel（'支路号'）;ylabel（'支路首端注入有功'）;
gridon;
subplot（2,2,4）;
bar（Q1）;
xlabel（'支路号'）;ylabel（'支路首端注入无功'）;
gridon;
B1=
1.00002.00000.0351+0.0831i0+0.1346i1.00000
2.00003.00000.0068+0.1838i01.02381.0000
1.00004.00000.0562+0.1329i0+0.0538i1.00000
4.00005.00000.0081+0.2455i01.02381.0000
1.00006.00000.0562+0.1329i0+0.0538i1.00000
4.00006.00000.0422+0.0997i0+0.0404i1.00000
6.00007.00000.0068+0.1838i01.02381.0000
6.00008.00000.0281+0.0664i0+0.1076i1.00000
8.000010.00000.0081+0.2455i01.00001.0000
8.00009.00000.0351+0.0831i0+0.1346i1.00000
B2=
001.10001.100001.0000
001.0000002.0000
00.3430+0.2126i1.0000002.0000
001.0000002.0000
00.2040+0.1264i1.0000002.0000
001.0000002.0000
00.3060+0.1896i1.0000002.0000
001.0000002.0000
0.500001.10001.100003.0000
00.3430+0.2126i1.0000002.0000
导纳矩阵Y=
9.7177-22.8591i-4.3185+10.2135i0-2.6996+6.3834i0-2.6996+6.3834i0000
-4.3185+10.2135i4.5104-15.3311i-0.1964+5.3083i0000000
0-0.1964+5.3083i0.2011-5.4347i0000000
-2.6996+6.3834i006.4271-18.7292i-0.1313+3.9744i-3.5993+8.5110i0000
000-0.1313+3.9744i0.1344-4.0690i00000
-2.6996+6.3834i00-3.5993+8.5110i011.8891-32.7444i-0.1964+5.3083i-5.3984+12.7660i00
00000-0.1964+5.3083i0.2011-5.4347i000
00000-5.3984+12.7660i09.8514-26.9275i-4.3185+10.2135i-0.1344+4.0690i
0000000-4.3185+10.2135i4.3185-10.1462i0
0000000-0.1344+4.0690i00.1344-4.0690i
迭代次数：
4
没有达到精度要求的个数：
1718170
各节点的实际电压标幺值E为（节点号从小到大排列）：
1.10001.0757-0.0207i1.0050-0.0780i1.0772-0.0175i1.0171-0.0631i1.0762-0.0152i1.0112-0.0666i1.0778-0.0051i1.0996+0.0304i1.0177-0.0814i
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