整理Matlab牛拉法潮流计算程序.docx
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整理Matlab牛拉法潮流计算程序
Matlab牛拉法潮流计算程序
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本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为Matlab牛拉法潮流计算程序的全部内容。
%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=input（’请输入节点数:
n=’）；
nl=input（’请输入支路数：
nl=’）；
isb=input（'请输入平衡母线节点号:
isb=’）；
pr=input（'请输入误差精度：
pr='）;
B1=input（'请输入由各支路参数形成的矩阵：
B1=’）;
B2=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；
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