MATLAB潮流计算论文

河南城建学院题目：基于MATLAB的电力系统潮流计算姓名：学号：专业班级：电气工程及其自动化指导老师：所在院系：电气与电子信息工程学院2023年11月24日摘要在电力系统的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化。要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的，因此系统运行中个节点出现电压的偏移是不可防止的。为了保证电力系统的稳定运行，要进行潮流调节。随着电力系统及在线应用的开展，计算机网络已经形成，为电力系统的潮流计算提供了物质根底。它的开展主要围绕这样几个方面：计算方法的收敛性、可靠性；计算速度的快速性；对计算机存储容量的要求以及计算的方便、灵活等。

牛顿-拉夫逊法是数学中解决非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。。在解决电力系统潮流计算问题时，是以导纳矩阵为根底的，只要我们能在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提高潮流计算的效率。目录1引言12理论分析43仿真分析54结论75参考文献81引言利用牛顿拉夫逊法进行求解，用MATLAB软件编程，可以求解系统潮流分布。〔1〕用牛顿法计算潮流时，有以下的步骤：①给这各节点电压初始值；②将以上电压初始值代入公式，求修正方程的常数项向量；③将电压初始值在带入上述公式，求出修正方程中系数矩阵的各元素。④解修正方程式；⑤修正各节点电压，；⑥将，在带入方程式，求出；⑦检验是否收敛，即如果收敛，迭代到此结束，进一步计算各线路潮流和平衡节点功率，并打印输出结果。如果不收敛，转回②进行下次迭代计算，直到收敛为止。〔2〕牛顿—拉夫逊法计算程序框图启动启动输入原始数据形成节点导纳矩阵分解各节点初始电压的实部和虚部迭代次数K=0 求PQ节点的,，求PV节点的，置节点号i=0雅克比矩阵是否形成，i>n求得雅克比矩阵各元素增大节点号i=i+1把雅克比矩阵单位化求解修正方程，得，求解最大修正量，是否收敛回带各电压新值，K=K+1计算输出电压大小及相角，节电功率及支路损耗停止否是否是〔3〕原始数据变电所1变电所2变电所变电所1变电所2变电所3变电所435kV母线10kV母线35kV母线10kV母线一次侧220kV一次侧220kV母线1母线3母线2100km50km90km100km2*QFQ-50-22*QFS-50-2TQN-100-22*TQN-100-280km电厂一电厂二2、发电厂资料：母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为〔300MW〕，母线3为机压母线，机压母线上装机容量〔100MW〕，最大负荷和最小负荷为50MW和20MW；发电厂二总装机容量〔200MW〕。3、变电所资料：〔一〕变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：35KV10KV35KV10KV〔二〕变电所的负荷分别为：60MW50MW40MW60MW每个变电所的功率因数均为cosφ=0.85；变电所1和变电所3分别配有两台容量为75MVA的变压器，短路损耗414KW，短路电压〔%〕=16.7；变电所2和变电所4分别配有两台容量为63MVA的变压器，短路损耗为245KW，短路电压〔%〕=10.5；4、输电线路资料：发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为，单位长度的电抗为，单位长度的电纳为。根据系统图可知此系统为两端供电网路，为了潮流计算的完整性，将母线1，2设为节点1，2，将变电所1、2、3、4的上下压侧分别设为节点3、4、5、6、7、8、9、10。并且，将节点1设为平衡节点，将节点2设为PV节点，其余节点设为PQ节点。那么网络共具有10个节点和9条支路。2理论分析根据题目原始资料，计算发电厂、变压器及线路的有名值参数。〔1〕运用以下公式计算变压器低压侧参数：〔2〕计算线路参数将参数整理成如下表格：首端号末端号阻抗有名值电纳有名值138.5+j20.1j2.780e-4154.25+j10.05j1.390e-4177.65+j18.09j2.502e-4298.5+j20.1j2.780e-4340.05455+j1.650240563.375e-3+j0.100830780.05455+j1.650240796.8+j16.08j2.224e-49103.375e-3+j0.100830〔3〕变电所负荷分别为：变电所1=60+j37.185变电所2=50+j30.987变电所3=40+j24.790变电所4=60+j37.185根据题目给定的参数和要求，手绘形成了网络的等值电路图,并且在图中标注出了各参数和节点编号。60+37.1846660+37.18466j发电厂一1:k21:k31357468δ=0U=235P=200MW8.5+20.1j4.25+10.05j7.65+18.09j0.05455+1.65024j0.05455+1.65024j0.00373+0.10084j1:k150+30.98722j40+24.78977j0.000139j0.00025j0.00025j0.000139j0.01405+0.03322j0.00028j0.00028j0.00022j0.00022j8.5+20.1j发电厂二U=23560+37.18466j等值电路图3仿真分析根据所求参数，以及B1、B2矩阵的含义，列写B1、B2矩阵如下：138.5+j20.1j5.560e-4100154.25+j10.05j2.780e-4100B1=1B1=77.65+j18.09j5.004e-4100298.5+j20.1j5.560e-4100340.05455+j1.650240231/38.511563.375e-3+j0.100830231/1111780.05455+j1.650240231/38.511796.8+j16.08j4.448e-41009103.375e-3+j0.100830231/111100235012000235030022002B2=060+j37.184663502B2=0022002050+j30.9872210020022002040+j24.7897735020022002060+j37.184661002将编好的的程序输入MATLAB中运行，经过调整可以得到如下运行结果:节点12345678910电压225.00225.00219.8635.62222.8010.27221.7535.70222.9110.11由MATLAB得到电压、功角和具体的潮流分布图，调整好以后的数据如图：4结论潮流计算是电力系统的最根本、最常用的分析计算。用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的平安，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采