牛拉法潮流计算程序附3机9节点结果对比

1、牛拉法潮流计算程序（附3机9节点结果对比）摘要电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行的一种重要方法，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态，包括各母线的电 压、线路的功率分布以及功率损耗等等。潮流计算主要用于电网规划和静态安全 分析，它可为扩建电力网络，以达到规划周期内所需要的输电能力提供依据；也可以对预想事故进行模拟和分析，校核预想事故下的电力系统安全性。本文简单介绍了牛顿-拉夫逊潮流计算的原理、模型与算法，然后用具体的 实例，利用MATLAB寸牛顿-拉夫逊法的算法进行了验证。关键词：电力系统潮流计算 牛顿-拉夫逊法MATLAB1 / 11牛拉法潮流计算程序（附3

2、机9节点结果对比）、牛拉法的数学模型对一个N节点的电力网路，列写节点电压方程，即(1.1)(1.1)式中，？为节点注入电流列相量，Y为节点导纳矩阵，？的节点电压列相量由于异地测量的两个电流缺少时间同步信息，以注入功率替换注入电流作为已知量。即o *o*?n(1.2)(1.3)(1.4)Pi+jQiViliViYjVj(1.2)(1.3)(1.4)j 1其中，？?= ? j?带入上式，得到有功功率和无功功率方程?尸？杞?=1?(?os? ?in ?= ?濡?=1 ?3?/?sin ? ?cos?大部分情况下，已知PQ求解V8。考虑到电网的功率平衡，至少选择一台 发电机来平衡全网有功功率，即至少有

3、一个平衡节点，常选择调频或出线较多的 发电机作为平衡节点。具有无功补偿的母线能保持电压幅值恒定， 这类节点可作 为PV节点。潮流计算中节点分类总结如下：表1.1节点分类PQ节点负荷母线、变电站母线绝大部分是PQ节点已知PQ求V8PV节点有无功储备的发电机母线很小部分是PV节点已知 PV (V=1),求 Q9平衡节点选择一个发电机母线已知 V8 (V=1, 9 =0),求 PQ电压相重作为参考轴0 =02 / 11牛拉法潮流计算程序（附3机9节点结果对比）已知电力系统有m个PQ节点，r个PV节点和1个平衡节点，则可以提取m+r 个有功功率方程和m个无功功率方程，从而求解出 m+r个8和m个V,其

4、余节点 的有功和无功可通过式（1.3）、（1.4）求得，这样就完成了潮流计算。二、潮流计算流程用于潮流计算的有功和无功功率方程的阶数一般很高，常选择牛顿-拉夫逊迭代法进行求解高维的非线性方程组。牛顿-拉夫逊法的迭代过程如下：心尹=-?-1 (?) ? ?乃max|F(?(?)| ?+1) _ ? + ?max| A?, 图2.1牛拉法迭代流程图心尹=-?-1 (?) ? ?乃max|F(?(?)| ?+1) _ ? + ?max| A?, ?/?20S ?+ ?in ?= 0(2.1)可以得到A/?= ? ?落?=1?4?in? ?os ?= 0(2.2)? A? ? A?1 ?_?A 军a

5、?= - ? ? ? ? a ?(2.3)?为了便于计算，将上式改为A? = -? A? ? A?-1 ? ? ? ? A? J ? ?言 ?(2.4)3 / 11i=j 时,忆H产）max(|APi=j 时,忆H产）max(|AP( AQtfr)| ?/?in ? ?os ? ?= ?力？?？? ?_ 2 一 一. ?= -? ?装?= ?-? ? ?2-?= ?镌？?7? ?r?牛拉法求解潮流的迭代过程如下由M网计算全网功率ma乂匕&7卜叫 C.CCCC1P=zeros(Nbus,1);%存储所有节点的有功Q=zeros(Nbus,1);%存储所有节点的无功for m=1:Nbus%求pv

6、、pq和平衡节点的有功for n=1:NbusP(m,1)=P(m,1)+b(m,2)*b(n,2)*(G(m,n)*cos(b(m,3)-b(n,3)+B(m,n)*sin(b(m ,3)-b(n,3);endendfor m=1:Nbus%求pq、pv和平衡节点的无功for n=1:NbusQ(m,1)=Q(m,1)+b(m,2)*b(n,2)*(G(m,n)*sin(b(m,3)-b(n,3)-B(m,n)*cos(b(m ,3)-b(n,3);endenddeltp=b(1:Nbus-1,4)-P(1:Nbus-1,1);%pq和 pv 节点有功差deltq=b(1:pq,5)-Q(1

7、:pq,1);%pq 节点无功差deltPQ=deltp;deltq;H=zeros(Nbus-1);7 / 11牛拉法潮流计算程序(附3机9节点结果对比)for m=1:Nbus-1刎t H 矩阵for n=1:Nbus-1 if m=nH(m,n)=-b(m,2)*b(n,2)*(G(m,n)*sin(b(m,3)-b(n,3)-B(m,n)*cos(b(m,3)-b( n,3);elseH(m,m)=b(m,2)*b(m,2)*B(m,m)+Q(m,1); end end endN=zeros(Nbus-1,pq);for m=1:Nbus-1刎t N 矩阵for n=1:pq if m

8、=nN(m,n)=-b(m,2)*b(n,2)*(G(m,n)*cos(b(m,3)-b(n,3)+B(m,n)*sin(b(m,3)-b( n,3);elseN(m,m)=-b(m,2)*b(m,2)*G(m,m)-P(m,1); end end endJ=zeros(pq,Nbus-1);for m=1:pq% J 矩阵for n=1:Nbus-1 if m=nJ(m,n)=b(m,2)*b(n,2)*(G(m,n)*cos(b(m,3)-b(n,3)+B(m,n)*sin(b(m,3)-b(n .3);elseJ(m,m)=b(m,2)*b(m,2)*G(m,m)-P(m,1); end

9、 end endL=zeros(pq,pq);for m=1:pq% L 矩阵for n=1:pq if m=nL(m,n)=-b(m,2)*b(n,2)*(G(m,n)*sin(b(m,3)-b(n,3)-B(m,n)*cos(b(m,3)-b( n,3);elseL(m,m)=b(m,2)*b(m,2)*B(m,m)-Q(m,1);8 / 11牛拉法潮流计算程序（附3机9节点结果对比）endendendJacobi=H N;J L;% 克比矩阵Correction=-JacobideltPQ;%bf算电压相角和幅值的修正量for m=1:Nbus-1b(m,3)=b(m,3)+Correc

10、tion(m);endfor m=1:pqb(m,2)=b(m,2)+Correction(Nbus-1+m)*b(m,2);endprecision=max(abs(deltPQ);t=t+1bendb(Nbus,4)=P(Nbus,1);b(Nbus,5)=Q(Nbus,1);for m=pq+1:Nbus-1b(m,5)=Q(m,1);endb运行结果：chaoliut 二1b =1.00001,0334-0.037100I. 00002,00001.0034-0.0668-1.2500-0, 50001, 000 03. MOO1.0223-0.0623-0,9000-0. 30001

11、. 00004.00001.03720.0732Q0L 000 05. 00001.02660.0191-1. 0000-0. 35001. 000 06,00001.04000.0422QQ1. 000 07. 00001.02500. 17261.630002. DOOC8. 0000L 02500 09030.850002. 00009.00001.04000003. 00009 / 11牛拉法潮流计算程序（附3机9节点结果对比）L. 00001. 025S-0.0337Q01.00002, QQQQ0. 995$-0.0 铺6-1 , 5Q07. 5QQQl.QOg3. 0000L O

12、lS-0. 0643-0.9000-0. 30001.00004. 00001. 02550. 0651001. 00005.0000i.oieo0.0128-1.0000-0. 35001.00006. 00001. 03240.0345001. 00007. 00001.02SO0.1621l,fi30002.00008. 00001. 02500.0S15O.S50002.00009, 00001, 04000003.UQQ。1.00001.0253-0.D3370Q1.00002, 00000.9956-0.0696-I. 2500-Q. 5000I,00003.00001.0127-

13、O. 0644-0. 9000-0, 30001.00004.00001.02ES0.0649QQI,00005.0000i.u 15g0-DL27-I. 0000-0. 350C1.00005.00001.03240.0343001.00007.00001.02500.16201. 6300C2.00003.0000L0Z5。0.08140. 850002. 00009.GOOD1.040000c3.000010 / 11牛拉法潮流计算程序（附3机9节点结果对比）1.000015258。. 0337001.0000 00000.9956-0. 口目96-1. 2500-0, 50001,00003. 00001.0127-0. Q644-0. 9000-a. 3ooo1.00004.0000,2590. 06490Q1,00005.00001.A1590,0127-1. 0000-0. 35001.0000机网加1- C32I0.0343001.00007. 00001.A2500.16201.