潮流上机课程设计华电.docx

1、潮流上机课程设计华电 课程设计报告( 20112012年度第一学期)名 称：电力系统潮流上机 院 系：电气与电子工程学院 班 级： 学 号： 学生： 指导教师： 设计周数： 两周 成 绩： 日期： 2011年12月19日一、课程设计的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、设计正文（详细容见附录）1手算2计算机计算3思考题三、课程设计总结或结论潮流计算是研究电力系统稳态运行的一种基本计算，最初求解电力系统潮流时大多使用手算，但随着电力系统结构的日趋复杂，计算量也越来越大。复杂电力系统潮流计算中，由于节点数量巨大，所形成的修正方程已经无法通过手算方式解决，

2、尤其是需要迭代次数较多时，手算所需要的时间太长，计算机潮流计算无疑为解决这一问题提供了极大的便利。计算机潮流计算可以迅速解决复杂网络的潮流计算问题，这是由于无论系统的复杂程度如何，其节点与支路的类型是固定的，所以只需要输入节点与支路的数据，就可以解决任何一个复杂网络的潮流计算问题。即只需要一次编程，就可以基本上解决所有复杂网络的计算。需要注意的是，在使用牛顿拉弗逊发计算潮流时，对于初值要选择比较接近它们的精确解，否则迭代过程可能不收敛。潮流计算语言程序编程过程中需要注意的是，语言无法实现复数运算，需要将得到的值的实部与虚部分开储存并计算。这个过程复杂并且容易出错，编写程序是需要注意。另外需要注

3、意的一点是：语言数组的编号是从零开始的，在程序编写过程中应注意下标的对应。通过这一次的电力系统潮流计算编程，我不仅对语言的编程有了更深刻的理解，也对电力系统分析这门课程进行了查漏补缺和巩固，对电力系统的运行也有了更加深入的了解，受益匪浅。四、参考文献1.电力系统计算：电子数字计算机的应用，交通大学等合编。：水利电力；2.现代电力系统分析，王锡凡主编，科学；3.电力系统稳态分析，珩，中国电力，2007年，第三版；附录（包括：1.手算过程及结果；2.计算机计算流程图、表格、数据；3.思考题答案）附录一、手算过程及其结果附录二、计算机计算流程图、表格、数据 否 是是 否编写潮流计算程序简单系统如下图

4、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：，,节点数据节点编号电压幅值相角PGQGPLQL节点类型11.040 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 3（平衡节点）21.025 0.000 1.630 0.000 0.000 0.000 2（PV节点）31.025 0.000 0.850 0.000 0.000 0.000 2（PV节点）41.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1（PQ节点）51.000 0.000 0.000 0.000 1.250 0.500 1（PQ节点）

5、61.000 0.000 0.000 0.000 0.900 0.300 1（PQ节点）71.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1（PQ节点）81.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.350 1（PQ节点）91.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 1（PQ节点）线路数据线路编号首节点末节点电阻(R)电抗(X)电纳(B)变比(k)1140.000 0.058 0.000 1.100 2270.000 0.063 0.000 1.000 3390.000 0.059 0.000 1.000 4780.019

6、0.072 0.075 0.000 5890.012 0.101 0.105 0.000 6570.032 0.161 0.153 0.000 7690.039 0.170 0.179 0.000 8450.010 0.085 0.088 0.000 9460.017 0.092 0.079 0.000 节点导纳矩阵YB1234567891-j14.249070.000000.00000j15.673980.000000.000000.000000.000000.0000020.00000-j15.873020.000000.000000.000000.00000j15.873020.0000

7、00.0000030.000000.00000-j16.949150.000000.000000.000000.000000.00000j16.949154j15.673980.000000.000003.30738-j39.18916-1.36519+ j11.60410-1.94219+ j10.510680.000000.000000.0000050.000000.000000.00000-1.36519+ j11.60410 2.55279-j17.338230.00000-1.18760+ j5.975130.000000.0000060.000000.000000.00000-1.

8、94219+ j10.510680.000003.22420-j15.840930.000000.00000-1.28201+j5.5882470.00000 j15.873020.000000.00000-1.18760+ j5.975130.000004.61412-j34.60482-3.42651+ j12.984670.0000080.000000.000000.000000.000000.000000.00000-3.42651+ j12.98467 4.58649- j22.56784-1.15998+j9.7631790.000000.00000j16.949150.00000

9、0.00000-1.28201+ j5.588240.00000-1.15998+ j9.763172.44199-j32.01657实验结果迭代次数：Count_Num=3各节点电压：U(1)= 1.04000+j0.00000=1.04000 0.00000U(2)= 1.01372+j0.15167=1.02500 8.50935U(3)= 1.02283+j0.06661=1.02500 3.72593U(4)= 0.95194-j0.04471=0.95299 -2.68923U(5)= 0.93638-j0.08029=0.93982 -4.90074U(6)= 0.95416-j

10、0.07646=0.95722 -4.58157U(7)= 1.01010+j0.04983=1.01133 2.824134U(8)= 0.99549-j0.00507=0.99550 -0.29155U(9)= 1.01613+j0.01714=1.01628 0.96646平衡节点功率：节点编号1: 0.72887-j0.10579PV节点无功功率：节点编号2: j0.30332PV节点无功功率：节点编号3: j0.17199线路功率及损耗：线路编号首节点末节点传输有功传输无功首节点末节点传输有功传输无功有功损耗无功损耗1140.72887 -0.10579 41-0.72887 0.1

11、4099 0.00000 0.03520 2271.63000 0.30332 72-1.63000 -0.13849 0.00000 0.16484 3390.85000 0.17199 93-0.85000 -0.12975 0.00000 0.04223 4780.77049 -0.03700 87-0.75943 -0.07214 0.01106 -0.10913 589-0.24057 -0.27786 980.24163 0.07434 0.00107 -0.20353 657-0.83295 -0.33347 750.85951 0.17549 0.02656 -0.15799

12、769-0.59221 -0.33388 960.60837 0.05542 0.01616 -0.27847 8450.41911 0.02638 54-0.41705 -0.16653 0.00206 -0.14015 9460.30976 -0.16737 64-0.30779 0.03388 0.00197 -0.13349 线路总损耗：S= 0.05887-j0.78048附录三、思考题1、潮流计算的方法有哪些？各有何特点？答：潮流计算分为简单电力网络的手算和复杂电力网络的机算两大类，其中机算又有高斯-赛德尔迭代法，牛顿-拉夫逊迭代法和P-Q分解法。特点：手算求解求解潮流一般只用于简

13、单的网络中，计算量大，对于多借点的网络用手算一般难以解决问题。但是通过手算可以加深对物理概念的理解，还可以在运用计算机计算前一手算的形式求取某些原始数据。高斯-赛德尔迭代法：算法简单，对于初值的要求不高，但是需要迭代的次数多，收敛的速度慢，在早期的潮流计算中银够用较多，之后逐渐被牛拉法取代，但仍可以作为机算程序前几次迭代的的算法，以弥补后者对于初值要求高的缺点。牛顿-拉夫逊法：是常用的解非线性方程组的方法，也是当前广泛采用的计算潮流的方法，其收敛速度会，几次迭代后就可以得到最终的结果。但其缺点就是要求初值的选择得比较接近它们的精确值，否则迭代过程可能不收敛。P-Q分解法：派生于以极坐标表示的牛

14、拉法，其根据电力系统的特点，对后者的修正方程做了简化，P-Q分解法的系数矩阵B和B”代替了牛拉法中的雅克比矩阵，阶数降低，其中的元素在迭代过程中不发生变化，而且元素对称，这些都大大提高了运算速度，而且精确度几乎不受影响。P-Q分解法的收敛性接近直线，而牛拉法的收敛速度要比P-Q分解法快。但是由于牛拉法每次迭代都要形成雅克比阵，所以一次迭代的时间比PQ分解法要长。2、如果交给你一个任务，请你用已有的潮流计算软件计算城市电网的潮流，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）答：用现有的潮流计算软件分析城市电网的潮流，主要收集的数据：（1）城市电网中所以的节点支路的相关数据，并对

15、节点和支路分类处理： PQ节点要了解节点的注入有功和无功功率； PV节点要了解节点电压大小，注入有功及节点所能提供的最大最小的无功功率；对于平衡节点要了解节点电压的大小相、及节点所能提供的最大最小有功无功功率。（2）支路数据：支路的电阻电抗电纳支路变压器的变比及线路所能传输的最大容量。（3）分析容：考虑PQ节点的电压是否过高或过低；分析PV节点的电压幅值是否正常及无功功率是否超出围；分析平衡节点有功无功功率是否在节点所能提供的围之；分析给支路的功率，看是否超出线路传输的最大容量；分析整个系统的网损是否达到标准。3、设计中遇到的问题和解决的办法。答：（1）首先遇到的问题是C编程语言的语法，由于学

16、的时间已经很久了，难免导致对其中的具体概念有些模糊，但是通过老师的提醒和自己对C语言的复习，这个问题还是得到了较好的解决。比如说对于数组的定义时，是从0开始的，而节点和支路的编号都是从1开始的，我们编程时就要在必要的时候加1。（2）跟着老师的思路来编比较好。由于每个人的思路不尽相同，于是当出现错误的时候就不好排查，可能会因此而浪费宝贵的时间。于是我选择跟着老师的思路来编，这样好和老师的程序对照排错。（3）在编程的过程中最重要的一点是有清晰的思路。开始时，对于整体的把握并不是很好，导致了程序中出现各种误操作。在老师的指导和同学的讨论下，思路渐渐清晰。（4）我觉得在仿真实验室最大的问题就是程序软件的自身的问题，比如：在寝室里已经调试好的程序，拷贝到实验室的计算机上就没办法断点运行，也没有运行的结果输出，而且机房病毒横行，总是给我们带来一些不必要的麻烦，最后也不得不带上自己的电脑到机房编程。（5）最后求线路的功率上网时候，在编程时一直很困惑，不知道该怎么编。对书上的（4-51a）和（4-51b）式子的处理时，yi0 和y j0的处理也要分为普通支路和变压器支路，这样就很好处理了。