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文档简介
1、两机五节点网络潮流计算牛拉法设计说明书第一章 序言潮流计算潮流计算概括潮流计算是研究电力系统稳态运转状况的一种基本电气计算,惯例潮流计算的任务是依据给定的运转条件和网路构造确立整个系统的运转状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率散布以及功率消耗等。 潮流计算的结果是电力系统稳固计算和故障剖析的基础。经过潮流计算能够判断电网母线电压、支路电流和功率能否越限,假如有越限,就应采纳举措,调整运转方式。对于正在规划的电力系统,经过潮流计算,可认为选择电网供电方案和电气设施供给依照。潮流计算还能够为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳固计算等供给原始数据。详细表此刻以下方面:(1
2、)在电网规划阶段,经过潮流计算,合理规划电源容量及接入点 ,合理规划网架,选择无功赔偿方案,知足规划水平的大、小方式下潮流互换控制、调峰、调相、调压的要求。(2)在编制年运转方式时 ,在估计负荷增添及新设施投运基础上 ,选择典型方式进行潮流计算 ,发现电网中单薄环节 ,供调动员平时调动控制参照 ,并对规划、基建部门提出改良网架构造 ,加速基建进度的建议。(3)正常检修及特别运转方式下的潮流计算,用于日运转方式的编制 ,指导发电厂开机方式 ,有功、无功调整方案及负荷调整方案,知足线路、变压器热稳固要求及电压质量要求。(4)预料事故、设施退出运转对静态安全的影响剖析及作出预料的运转方式调整方案。总
3、结为在电力系统运转方式和规划方案的研究中, 都需要进行潮流计算以比较运转方式或规划供电方案的可行性、靠谱性和经济性。同时,为了及时监控电力系统的运转状态,也需要进行大批而迅速的潮流计算。所以,潮流计算是电力系统中应用最宽泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运转方式时,采纳离线潮流计算;在电力系统运转状态的及时监控中,则采纳在线潮流计算。别的,电力系统潮流计算也是计算系统动向稳固和静态稳固的基础。所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和基础的计算。潮流计算的要求电力系统运转一定知足必定技术和经济上的要求。这些要求够成了潮流问题中某些变量的拘束条件,常用的拘束条件以下:节点
4、电压应知足U i min U i U i max (i 1,2,L n) 式(1-1)从保证电能质量和供电安全的要求来看,电力系统的所有电气设施都一定运转在额定电压邻近。 PU 节点电压幅值一定按上述条件给定。所以,这一拘束条件对PQ 节点而言。节点的有功功率和无功功率应知足Gi min GiGi max式(1-2)QGi minQGiQGi maxPQ节点的有功功率和无功功率,以及 PU节点的有功功率,在给定是就一定知足上述条件,所以,对均衡节点的P和Q以及PU节点的Q应按上述条件进行查验。节点之间电压的相位差应知足| | | |ij i j i j max式(1-3)为了保证系统运转的稳固
5、性,要求某些输电线路两头的电压相位不超出必定的数值。这一拘束的主要意义就在于此。所以,潮流计算能够归纳为求解一组非线性方程组,并使其解答知足必定的拘束条件。常用的方法是迭代法和牛顿法,在计算过程中,或得出结果以后用拘束条件进行查验。假如不可以知足要求,则应改正某些变量的给定值,甚至改正系统的运转方式,重新进行计算。潮流计算的优势电力系统潮流计算是电力系统剖析中的一种最基本的计算,是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运转状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统在给定运转状态的计算。印节点电压和功率散布,用以检查系统各元件能否过负荷。各点电压能否知足要求,功率的散布和分派能否合理以及功率消耗等。对
6、现有电力系统的运转和扩建,对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳固剖析都是以潮流计算为基础。潮流计算结果可用于电力系统稳态研究,安全估计或最优潮流等,实质电力系统的潮流计算主要采纳牛顿-拉夫逊法。借由 MATLAB能够轻松实现计算复杂的电力系统潮流散布。MATLAB 简介MATLAB 概括MATLAB 的含义是矩阵实验室(Matrix Laboratory ),是美国 MathWork企业于1982推出的一套高性能的数值计算可视化软件,,包含 MATLAB主程序、SIMULINK 动向系统仿真包和各种专业工具箱它集数值剖析,矩阵计算,信号办理和图形显示于一体,组成一个方便的,
7、界而友善的用户环境,拥有极强盛的计算功能和极高的编程效率,特别合适于科学计算、数值剖析、系统仿真和信号办理等任务。MATLAB程学设计语言结构完好,且拥有优异的移植性,它的基本数据元素是不需要定义的数组。它能够高效率的解决工业计算问题,特别是对于矩阵和矢量的计算。经过 MATLAB 语言,能够用类似数学公式的方式来编写算法,大大降低了程序需要的难度别难并节俭了时间,进而可把主要的经历集中在算法的构想而不是编程上。学习运用MATLAB计算电力系统潮流散布是本次课程设计的要点,能够说,作为工科学生,会运用MATLAB来解决工程问题已成为一定。到目前为止,MATLAB已发展成为国际上最优异的科技应用
8、软件之一。它的功能十分强盛,不只是能够实现计算潮流散布,还能够模拟仿真各式各种的数值系统,工程。这里将借助 MATLAB来达成用直角牛顿-拉夫逊法计算电力系统潮流散布。MATLAB 语言1、MATLAB语言有关指令表1-1管理命令和函数help在线帮助文件doc装入超文本说明whatM、MAT、MEX文件的目录列表type列出M文件lookfor经过help条目搜寻要点了which定位函数和文件Demo运转演示程序Path控制MATLAB的搜寻路径管理变量和工作空间Who列出目前变量Whos列由目前变量(长表)Load从磁盘文件中恢复变量Save保留工作空间变量Clear从存中消除变量和函数P
9、ack整理工作空间存Size矩阵的尺寸Length向量的长度disp显示矩阵或与文件和操作系统有关的命令cd改变目前工作目录Dir目录列表Delete删除文件Getenv获得环境变量值!履行DOS操作系统命令Unix履行UNIX操作系统命令并返回结果Diary保留MATLAB任务控制命令窗口Cedit设置命令行编写Clc清命令窗口Home光标置左上角Format设置输出格式Echo稿本文件使用的回显命令more在命令窗口中控制分页输由启动和退由 MATLABQuit退出MATLABStartup引用MATLAB时所履行的 M文件Matlabrc主启动M文件一般信息InfoMATLAB系统信息M
10、athworks企业信息及Subscribe成为MATLAB的订购用户hostidMATLAB主服务程序的辨别代号Whatsnew在说明书中未包含的新信息Ver版本信息操作符和特别字符+加减*矩阵乘法.*数组乘法八矩阵曷八数组曷左除或反斜杠/右除或斜杠./数除KronKronecker 量 冒号()括号方括号.小数点.父目?,逗号;分号%注!感号置或引用=相等关系操作符&与|或非xor异或函数Exist量或函数能否存在Any向量的兀为真,则其值为真All向量的所有元为真,则其值为真Find找出非零兀素的索引号三角函数Sin正弦Sinh双曲正弦Asin反正弦Asinh0.00001for m=1
11、:Nif m=isbpp=0;qq=0;for n=1:Npp=pp+ei(m)*(G(m,n)*ei(n)-B(m,n)*fi(n)+fi(m)*(G(m,n)*fi(n)+B(m,n)*ei(n);qq=qq+fi(m)*(G(m,n)*ei(n)-B(m,n)*fi(n)-ei(m)*(G(m,n)*fi(n)+B(m,n)*ei(n); endDP(m)=P(m)-pp;%有功功率的不平权衡DQ(m)=Q(m)-qq;%无功功率的不平权衡I(m)= (P(m)-Q(m)/conj(ei(m)+fi(m)*i);H(m,m)=-B(m,m)*ei(m)+G(m,m)*fi(m)+imag
12、(I(m);N(m,m)=G(m,m)*ei(m)+B(m,m)*fi(m)+real(I(m);J(m,m)=-G(m,m)*ei(m)-B(m,m)*fi(m)+real(I(m);L(m,m)=-B(m,m)*ei(m)+G(m,m)*fi(m)-imag(I(m);JJ(2*m-3,2*m-3)=H(m,m);JJ(2*m-3,2*m-2)=N(m,m);JJ(2*m-2,2*m-3)=J(m,m);JJ(2*m-2,2* m-2)=L(m,m);endendfor m=1:Nif m=isbfor n=1:Nif n=isbif n=melseH(m,n)=-B(m,n)*ei(m)
13、+G(m,n)*fi(m);N(m,n)=G(m,n)*ei(m)+B(m,n)*fi(m);J(m,n)=-B(m,n)*fi(m)-G(m,n)*ei(m);L(m,n)=G(m,n)*fi(m)-B(m,n)*ei(m);JJ(2*m-3,2*n-3)=H(m,n);JJ(2*m-3,2*n-2)=N(m,n);JJ(2*m-2,2*n-3)=J(m,n);JJ(2*m-2,2*n-2)=L(m,n);endendendendenddisp(雅克比矩阵JJ:);disp(JJ);for m=1:Nif m=isbDW(2*m-3)=DP(m);DW(2*m-2)=DQ(m); % 形成不
14、平权衡的矩阵endendDY=JJDW;%解修正方程式pr=max(abs(DY);disp(第M次修正方程的解DY:);disp(DY);for n=1:Nif n=isbfi(n)=fi(n) +DY(2*n-3); ei(n)=ei(n) +DY(2*n-2);end% 计算新值endu=ei+fi*i;disp(节点电压的第C(k)次近似值:);disp(u);disp(各点的电压实部di(单位:V)为(节点号从小到大摆列):);disp(ei);disp(各点的电压虚部fi(单位:V)为(节点号从小到大摆列):);disp(fi);k=k+1;disp(迭代次数:);disp(k);
15、endfor m=1:NI(m)=Y(1,m)*u(m);enddisp(均衡节点的功率);S1=u(1)*sum(conj(I)% 计算均衡节点的功率for m=1:Nfor n=1:NS(m,n)=u(m)*(conj(u(m)-conj(u(n)*conj(-Y(m,n);% 计算各支路功率endenddisp(各支路功率);disp(S)%结束运转结果导纳矩阵为 :Y=-2.5000 + 7.5000i-1.2500 + 3.7500i3.7500 -11.2500i6.2500 -18.7500i-5.0000 +15.0000i-1.2500 + 3.7500i00-5.0000
16、+15.0000i10.8333 -32.5000i-1.6667 + 5.0000i-1.6667 + 5.0000i-2.5000 + 7.5000i-1.2500 + 3.7500i-1.6667 + 5.0000i12.9167 -38.7500i-10.0000 +30.0000i00-1.6667 + 5.0000i-10.0000 +30.0000i12.9167 -38.7500i-1.2500 + 3.7500i雅克比矩阵JJ:32.5000-10.8333-5.00001.6667-5.000010.833332.5000-1.6667-5.0000-1.6667-5.00
17、001.666738.7500-12.6167-30.0000-1.6667-5.000013.216738.7500-10.0000-5.00001.6667-30.000010.000038.7500-1.6667-5.0000-10.0000-30.000013.2667-7.50002.500000-3.75001.6667 -5.000010.0000 -30.0000 -12.566738.75001.2500-7.5000 -2.500000-3.7500-1.250011.25002.5000 -7.500001.2500-3.7500-3.2500-2.5000-7.5000
18、00-1.2500-3.75004.250011.2500第 M 次修正方程的解DY:0.04730.07310.08470.09650.09010.09710.10430.0996节点电压的第 C(k) 次近似值1.06001.40381.68911.72771.8295各点的电压实部 di( 单位 :V) 为 (节点号从小到大摆列):1.06001.07311.09651.09711.0996各点的电压虚部 fi( 单位 :V) 为 (节点号从小到大摆列):00.04730.08470.09010.1043迭代次数 :1雅克比矩阵JJ:35.386710.0891-5.4441-1.552
19、2-5.4441-1.5522-8.1662-2.3283-10.089135.38671.5522-5.6238-1.404343.58411.4043-5.6238-10.7055-5.6355-1.3780-33.81271.3780 -5.63558.2680-8.5074 -1.966901.9669 -8.50740-8.166200-1.0335-4.22663.223612.7612-5.44411.5522-5.44412.328311.0607-33.7425-8.4256043.58418.4256-33.74250-8.268043.674810.8821-4.2266
20、-33.8127 -10.476943.67481.03350-4.2537-0.983412.761200.9834-4.2537-2.6770第 M 次修正方程的解DY:0.0003-0.00010.0006-0.00170.0005-0.00150.0005-0.0013节点电压的第 C(k) 次近似值1.06001.40551.69131.72991.8320各点的电压实部 di( 单位 :V) 为 (节点号从小到大摆列):1.06001.07291.09491.09551.0982各点的电压虚部 fi( 单位 :V) 为 (节点号从小到大摆列):00.04750.08520.0906
21、0.1048迭代次数 :2雅克比矩阵JJ:35.384910.0795-5.616310.079535.3849-1.3987-5.44381.550743.5261-1.5507-5.443811.0173-5.44381.5507-33.6976-1.5507-5.4438-8.3922-8.16582.32600-2.3260-8.165801.3987-5.6163-10.662643.52618.3922-33.6976-5.6288-1.3728-33.7725-8.236643.622810.8412-4.22161.3728-5.62888.2366-33.7725-10.43
22、6643.62281.0296-8.4987-1.9594-4.2494-0.979712.74811.9594-8.49870.9797-4.2494-2.66620-1.0296-4.22163.212012.7481第 M 次修正方程的解DY:1.0e-004 *0.41060.03160.75350.09210.77780.07350.84660.0217节点电压的第 C(k) 次近似值1.06001.40581.69191.8326各点的电压实部 di( 单位 :V) 为 (节点号从小到大摆列 ):1.06001.07291.09491.09551.0982各点的电压虚部 fi( 单
23、位 :V) 为 (节点号从小到大摆列):00.04750.08530.09070.1049迭代次数 :335.385510.0782-5.4439-1.5505-5.4439-1.5505-8.1659-10.078235.38551.5505-5.44391.5505-5.44392.3257-5.6164-1.398343.527411.0145-33.6986-8.39000雅克比矩阵JJ:-2.3257-8.16591.3983-5.6164-10.659843.52748.3900-33.6986-5.6289-1.3724-33.7735-8.234343.624110.8383-
24、4.22171.3724-5.62898.2343-33.7735-10.433843.62411.0293-8.4989-1.9588-4.2495-0.979412.74841.9588-8.49890.9794-4.2495-2.66530-1.0293-4.22173.211012.7484第 M 次修正方程的解DY:1.0e-005 *0.0507-0.18100.1324-0.33050.1317-0.34680.1469-0.4081节点电压的第 C(k) 次近似值1.06001.40581.69191.8326各点的电压实部 di( 单位 :V) 为 (节点号从小到大摆列):1.06001.07291.09491.09551.0982各点的电压虚部 fi( 单位 :V) 为 (节点号从小到大摆列 ):00.04750.
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