电力系统分析5节点电力网络潮流计算
两机五节点网络潮流计算—牛拉法
两机五节点⽹络潮流计算—⽜拉法基于Matpower2机5节点系统的潮流计算⽅法引⾔Matpower是基于Matlab M⽂件的组建包，主要⽤来解决电⼒潮流和优化潮流的问题。
Matpower的设计理念是尽可能简单易懂，它可以执⾏电⼒常规潮流运算，如⽜顿拉夫逊法，P-Q分解法等，也可以执⾏最优潮流程序。
本⽂主要对执⾏常规的潮流计算进⾏分析。
1Matpower的简介Matpower是基于Matlab M⽂件的组建包，主要⽤来解决电⼒潮流和优化潮流的问题。
Matpower的设计理念是尽可能简单易懂，它可以执⾏电⼒常规潮流运算，如⽜顿拉夫逊法，P-Q分解法等，也可以执⾏最优潮流程序。
本⽂主要对执⾏常规的潮流计算进⾏分析。
Matpower简介Matpower所⽤的所有数据⽂件均为Matlab的M⽂件或者MAT⽂件，可⽤来定义和返回变量BaseMV A，bus，branch，gen等[4]。
其中，BaseMV A变量是⼀个标量，⽤来设置基准容量。
bus 变量是⼀个矩阵，⽤来设置电⽹中各母线参数，其格式为bus-i，type，Pd，Qd，Gs，Bs，area，Vm，Va，baseKV，zone，Vmax，Vmin。
格式中的bus-i ⽤来设置母线编号，范围为1~299 970；type⽤来设置母线类型，1为PQ节点母线，2为PV节点母线，3为平衡(参考)节点母线；Pd和Qd⽤来设置母线注⼊负荷的有功和⽆功功率；Gs，Bs ⽤来设置与母线并联电导和电纳；baseKV⽤来设置该母线的基准电压；Vm和Va⽤来设置母线电压的幅值和相位初值；Vmax 和Vmin⽤来设置⼯作时母线的最⾼与最低电压幅值；area和zone⽤来设置电⽹断⾯号和省耗分区号，⼀般都设置为1，设置范围分别为1~100和1~9 990[5]。
branch变量也是⼀个矩阵，⽤来设置电⽹中各⽀路参数，其格式为fbus，tbus，r，x，b，rateA，rateB，rateC，ratio，angle，status。
电力系统潮流计算完整程序及详细理论说明
电力系统潮流计算完整程序及详细理论说明——秦羽风在我刚开始学习潮流程序时,总是找不到一个正确的程序开始模仿学习。
后来经过多方努力，终于自己写出了一个结构清晰、完整的潮流程序。
此程序是一个通用的程序，只需要修改输入数据的子函数（PowerFlowsData_K)里面的母线、支路、发电机、负荷，就能算任意一个网络结构的交流系统潮流。
很适合初学者学习.为了帮助电力系统的同学一起学习,我将我编写的潮流计算程序分享下来给大家；此程序是在基于牛顿拉夫逊算法的基础上，编写的快速解耦算法。
每一个子程序我都有备注说明。
如果有不对的地方，希望大家指正！下文中呈现的顺序为：网络结构、子程序、主程序、运算结果、程序设计理论说明。
一、网络结构：5节点网络如下图。
二、子程序（共有9个子程序）子程序1：（其他系统，只需要修改Bus、Branch、Generator、Load,这四个矩阵就行了）function [Bus,Branch，Generator,Load］=PowerFlowsData_K％％节点数据% 类型:1-平衡节点；2-发电机PV节点；3—负荷PQ节点；4-发电机PQ节点;Bus=［% 类型电压相角1 1。
06 0；2 1 0；3 1 0;3 1 0；3 1 0]；％% 线路数据Branch=[% 发送接收电阻电感(电导电容)并联1 2 0.02 0.06 0 0.06；1 3 0。
08 0。
24 0 0。
05；2 3 0.06 0.18 0 0。
04;2 4 0。
06 0。
18 0 0.04;2 5 0.04 0.12 0 0。
03；3 4 0.01 0.03 0 0。
02;4 5 0.08 0.24 0 0.05］;%% 发电机数据Generator=［％节点定有功定无功(上限下限）无功1 0 0 5 —5;2 0。
4 03 —3];％％负载数据Load=［% 节点定有功定无功2 0.2 0.1；3 0。
电力系统潮流计算
电力系统潮流计算电力系统潮流计算是电力系统运行分析中的重要环节。
它通过对电力系统中各节点的电压、相角以及功率等参数进行计算和分析，从而得出电力系统的稳态运行状态。
本文将从潮流计算的基本原理、计算方法、应用及其发展等方面进行阐述。
一、潮流计算的基本原理电力系统潮流计算的基本原理是基于潮流方程建立的。
潮流方程是一组非线性的方程，描述了电力系统中各节点的电压、相角以及功率之间的关系。
潮流计算的目的就是求解这组非线性方程，以确定电力系统的电压幅值、相角及有功、无功功率的分布情况。
二、潮流计算的基本方法潮流计算的基本方法主要有直接法、迭代法以及牛顿-拉夫逊法。
直接法是通过直接求解潮流方程得到电力系统的潮流状况，但对于大规模复杂的电力系统来说，直接法计算复杂度高。
迭代法是通过对电力系统的节点逐个进行迭代计算，直到满足预设的收敛条件。
牛顿-拉夫逊法是一种较为高效的迭代法，它通过近似潮流方程的雅可比矩阵，实现了计算的高效和稳定。
三、潮流计算的应用潮流计算在电力系统运行与规划中起着重要作用。
首先，潮流计算可以用于电力系统的稳态分析，确定电力系统在各种工况下的电压、相角等参数，以判断电力系统是否存在潮流拥挤、电压失调等问题。
其次，潮流计算还可以用于电力系统的优化调度，通过调整电力系统的发电机出力、负荷组织等参数，以改善电力系统的经济性和可靠性。
此外，潮流计算还可以用于电力系统规划，通过对电力系统进行潮流计算，可以为新建电源、输电线路以及变电站等设备的规划和选择提供科学依据。
四、潮流计算的发展随着电力系统的规模不断扩大和复杂度的提高，潮流计算技术也得到了迅速的发展。
传统的潮流计算方法在计算效率和计算精度上存在一定的局限性。
因此，近年来研究者提出了基于改进的迭代方法、高精度的求解算法以及并行计算等技术，以提高潮流计算的速度和准确性。
此外，随着可再生能源的不断融入电力系统，潮流计算还需要考虑多种能源的互联互通问题，这对潮流计算提出了新的挑战，需要进一步的研究和改进。
电力系统稳态分析--潮流计算
电力系统稳态分析--潮流计算(总36页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电力系统稳态分析摘要电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种重要的分析计算，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：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗。
所以，电力系统潮流计算是进行电力系统故障计算，继电保护整定，安全分析的必要工具。
本文介绍了基于MATLAB软件的牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法潮流计算的程序，该程序用于计算中小型电力网络的潮流。
在本文中，采用的是一个5节点的算例进行分析，并对仿真结果进行比较，算例的结果验证了程序的正确性和迭代法的有效性。
关键词：电力系统潮流计算；MATLAB；牛顿-拉夫逊法；P-Q分解法；目次1 绪论 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
背景及意义......................................................................................... 错误!未定义书签。
相关理论 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
本文的主要工作 ................................................................................ 错误!未定义书签。
2 潮流计算的基本理论 ......................................................................... 错误!未定义书签。
5-1 电力系统的潮流计算(2015-12 修改后)
P2 R Q2 X P2 X Q2 R U1 U 2 U 2 j δU 2 U 2 j U2 U2
S32 S12 S22 QT 2 X T1 2 X T2 2 X T3 Q0 U1 U2 U3
用铭牌数据计算
S3 2 S1 2 S2 2 PT PS1 ( ) PS2 ( ) PS3 ( ) P0 SN SN SN
S3 2 S1 2 S2 2 QT QS1 ( ) QS2 ( ) QS3 ( ) Q0 SN SN SN
2
(V2 ) V1 V2 V2 2V2
27
已知线路首端功率和电压：
V V jV V 2 1 1 1
V2 (V1 V1 ) 2 (V1 ) 2
( V1 ) 2 ( V1 ) 2 V1 V2 V1 V1 2(V1 V1 ) 2V1
1 2 2 1 1
S j Q P j(Q Q ) P j Q S 1 1 C1 1 1 C1 1 1
34
⑴已知线路末端的负荷功率和电压的电 压平衡关系
选 U 2 U 20 为参考
P2 R Q2 X U U P2 X Q2 R U U
V1 V2 dV V2 V2 jV2 V1
V1 (V2 V2 ) V
2 2 2
δV2 arctan V2 V2
21
②已知环节首端三相功率 S1和首端线电压V1 V10 求末端电压？
V1 AD AC CD 3IR cos 1 3IX sin 1 V1 BD BE DE 3IX cos 1 3IR sin 1
电力系统潮流计算用到的公式
电力系统潮流计算用到的公式电力系统潮流计算是电力系统运行和规划中的重要工作之一，它可以用来计算电力系统中各个节点的电压幅值和相角，以及各个支路的功率流动情况。
潮流计算的结果可以提供给系统运行人员和规划人员参考，用于电力系统的优化调度和规划设计。
在电力系统潮流计算中，常用的公式主要包括节点功率平衡方程、支路功率平衡方程、节点电压平衡方程以及支路电压平衡方程等。
节点功率平衡方程是电力系统潮流计算的基础，它描述了电力系统各个节点的功率平衡关系。
节点功率平衡方程可以用下面的公式表示：P_i - P_Gi + P_Li = 0Q_i - Q_Gi + Q_Li = 0其中，P_i和Q_i分别表示第i个节点的有功功率和无功功率，P_Gi 和Q_Gi表示第i个节点的发电机有功功率和无功功率，P_Li和Q_Li表示第i个节点的负荷有功功率和无功功率。
节点功率平衡方程表示了电力系统中各个节点的功率输入和输出之间的平衡关系。
支路功率平衡方程用来描述电力系统中各个支路的功率平衡关系。
支路功率平衡方程可以用下面的公式表示：P_ij + P_ji = 0Q_ij + Q_ji = 0其中，P_ij和Q_ij表示从节点i到节点j的有功功率和无功功率，P_ji和Q_ji表示从节点j到节点i的有功功率和无功功率。
支路功率平衡方程表示了电力系统中各个支路的功率流动之间的平衡关系。
节点电压平衡方程用来描述电力系统中各个节点的电压平衡关系。
节点电压平衡方程可以用下面的公式表示：|V_i|^2 - |V_Gi|^2 + |V_Li|^2 + 2*Re(V_i*conj(Y_ij*V_j)) = 0其中，|V_i|表示第i个节点的电压幅值，|V_Gi|表示第i个节点的发电机电压幅值，|V_Li|表示第i个节点的负荷电压幅值，Y_ij表示从节点i到节点j的导纳，V_j表示节点j的电压。
节点电压平衡方程表示了电力系统中各个节点的电压输入和输出之间的平衡关系。
电力系统潮流计算与分析
电力系统潮流计算与分析电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，它为我们提供了稳定可靠的电力供应。
而电力系统的潮流计算与分析则是电气工程中的重要研究领域之一。
本文将介绍电力系统潮流计算与分析的基本概念、方法和应用。
一、潮流计算的基本概念潮流计算是指对电力系统中各个节点的电压、电流、功率等参数进行计算和分析的过程。
它是电力系统规划、设计和运行中必不可少的工具。
潮流计算的目的是确定电力系统中各个节点的电压和相位角，以及各个支路的电流和功率。
通过潮流计算，可以评估电力系统的稳定性、负载能力和输电能力，为电力系统的规划和运行提供科学依据。
二、潮流计算的方法潮流计算的方法主要包括直流潮流计算和交流潮流计算两种。
直流潮流计算是一种简化的方法，适用于电力系统中负载变化较小的情况。
它假设电力系统中的所有元件都是直流元件，忽略了电抗元件的影响。
交流潮流计算则考虑了电力系统中的电抗元件对电流和功率的影响，是一种更为精确的计算方法。
在交流潮流计算中，常用的方法包括高斯-赛德尔法、牛顿-拉夫逊法和快速潮流法等。
高斯-赛德尔法是一种迭代法，通过反复迭代计算节点的电压和相位角，直到满足收敛条件。
牛顿-拉夫逊法则是一种迭代法，通过对节点电压的雅可比矩阵进行线性化，求解节点电压的增量，从而逐步逼近潮流计算的结果。
快速潮流法是一种基于分解和迭代的方法，通过将电力系统分解为多个子系统进行计算，从而提高计算的速度和效率。
三、潮流计算的应用潮流计算在电力系统的规划、设计和运行中有着广泛的应用。
首先，潮流计算可以用于电力系统的负荷分配和负载能力评估。
通过计算各个节点的电压和功率，可以确定电力系统中各个节点的负载水平，从而合理分配负荷，提高电力系统的供电能力。
其次，潮流计算可以用于电力系统的故障分析和稳定性评估。
通过模拟电力系统中的故障情况，可以评估电力系统的稳定性，为电力系统的运行和维护提供依据。
此外，潮流计算还可以用于电力系统的输电能力评估和优化。
电力系统分析潮流计算最终完整版
电力系统分析潮流计算实验报告姓名：XXXXXX 学号：XXXXXXXXXX 班级：XXXXXXXX一、实验目的掌握潮流计算计算机算法的方法，熟悉MATLAB的程序调试方法。
二、实验准备根据课程内容，熟悉MATLAB软件的使用方法，自行学习MATLAB程序的基础语法，并根据所学知识编写潮流计算牛顿拉夫逊法(或PQ分解法) 的计算程序，用相应的算例在MATLAB上进行计算、调试和验证。
三、实验要求每人一组，在实验课时内，调试和修改运行程序，用算例计算输出潮流结果。
四、程序流程五、实验程序%本程序的功能是用牛拉法进行潮流计算%原理介绍详见鞠平著《电气工程》%默认数据为鞠平著《电气工程》例8.4所示数据%B1是支路参数矩阵%第一列和第二列是节点编号。
节点编号由小到大编写%对于含有变压器的支路，第一列为低压侧节点编号，第二列为高压侧节点编号%第三列为支路的串列阻抗参数，含变压器支路此值为变压器短路电抗%第四列为支路的对地导纳参数，含变压器支路此值不代入计算%第五烈为含变压器支路的变压器的变比，变压器非标准电压比%第六列为变压器是否是否含有变压器的参数，其中“1”为含有变压器，“0”为不含有变压器%B2为节点参数矩阵%第一列为节点注入发电功率参数%第二列为节点负荷功率参数%第三列为节点电压参数%第四列%第五列%第六列为节点类型参数，“1”为平衡节点，“2”为PQ节点，“3”为PV节点参数%X为节点号和对地参数矩阵%第一列为节点编号%第二列为节点对地参数%默认算例% n=4;% n1=4;% isb=4;% pr=0.00001;% B1=[1 2 0.1667i 0 0.8864 1;1 3 0.1302+0.2479i 0.0258i 1 0;1 4 0.1736+0.3306i 0.0344i 1 0;3 4 0.2603+0.4959i 0.0518i 1 0];% B2=[0 0 1 0 0 2;0 -0.5-0.3i 1 0 0 2;0.2 0 1.05 0 0 3;0 -0.15-0.1i 1.05 0 0 1];% X=[1 0;2 0.05i;3 0;4 0];clear;clc;num=input('是否采用默认数据？(1-默认数据;2-手动输入)');if num==1n=4;n1=4;isb=4;pr=0.00001;B1=[1 2 0.1667i 0 0.8864 1;1 3 0.1302+0.2479i 0.0258i 1 0;1 4 0.1736+0.3306i 0.0344i 1 0;3 4 0.2603+0.4959i 0.0518i 1 0];B2=[0 0 1 0 0 2;0 -0.5-0.3i 1 0 0 2;0.2 0 1.05 0 0 3;0 -0.15-0.1i 1.05 0 0 1];X=[1 0;2 0.05i;3 0;4 0];elsen=input('请输入节点数:n=');n1=input('请输入支路数:n1=');isb=input('请输入平衡节点号:isb=');pr=input('请输入误差精度:pr=');B1=input('请输入支路参数:B1=');B2=input('请输入节点参数:B2=');X=input('节点号和对地参数:X=');endTimes=1; %迭代次数%创建节点导纳矩阵Y=zeros(n);for i=1:n1if B1(i,6)==0 %不含变压器的支路p=B1(i,1);q=B1(i,2);Y(p,q)=Y(p,q)-1/B1(i,3);Y(q,p)=Y(p,q);Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4);Y(q,q)=Y(q,q)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4);else %含有变压器的支路p=B1(i,1);q=B1(i,2);Y(p,q)=Y(p,q)-B1(i,5)/B1(i,3);Y(q,p)=Y(p,q);Y(p,p)=Y(p,p)+B1(i,5)/B1(i,3)+(1-B1(i,5))/B1(i,3);Y(q,q)=Y(q,q)+B1(i,5)/B1(i,3)+(B1(i,5)*(B1(i,5)-1))/B1(i,3);endendfor i=1:n1Y(i,i)=Y(i,i)+X(i,2); %计及补偿电容电纳enddisp('导纳矩阵为：');disp(Y); %显示导纳矩阵%初始化OrgS、DetaSOrgS=zeros(2*n-2,1);DetaS=zeros(2*n-2,1);%创建OrgS，用于存储初始功率参数h=0;j=0;for i=1:n %对PQ节点的处理if i~=isb&B2(i,6)==2 %不是平衡点&是PQ点h=h+1;for j=1:n%公式8-74%Pi=ei*(Gij*ej-Bij*fj)+fi*(Gij*fj+Bij*ej)%Qi=fi*(Gij*ej-Bij*fj)-ei*(Gij*fj+Bij*ej)OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))+imag(B2(i,3))*(real (Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*imag(B2(j ,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));endendendfor i=1:n %对PV节点的处理，注意这时不可再将h初始化为0if i~=isb&B2(i,6)==3 %不是平衡点&是PV点h=h+1;for j=1:n%公式8-75-a%Pi=ei*(Gij*ej-Bij*fj)+fi*(Gij*fj+Bij*ej)%Qi=fi*(Gij*ej-Bij*fj)-ei*(Gij*fj+Bij*ej)OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))+imag(B2(i,3))*(real (Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))*(real(Y(i,j ))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));endendend%创建PVU 用于存储PV节点的初始电压PVU=zeros(n-h-1,1);t=0;for i=1:nif B2(i,6)==3t=t+1;PVU(t,1)=B2(i,3);endend%创建DetaS，用于存储有功功率、无功功率和电压幅值的不平衡量h=0;for i=1:n %对PQ节点的处理if i~=isb&B2(i,6)==2h=h+1;DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2))-OrgS(2*h-1,1); %delPiDetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2))-OrgS(2*h,1); %delQiendendt=0;for i=1:n %对PV节点的处理，注意这时不可再将h初始化为0if i~=isb&B2(i,6)==3h=h+1;t=t+1;DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,1))-OrgS(2*h-1,1); %delPiDetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1))^2+imag(PVU(t,1))^2-real(B2(i,3))^2-imag(B2(i,3))^2; %delUi endend% DetaS%创建I，用于存储节点电流参数i=zeros(n-1,1);h=0;for i=1:nif i~=isbh=h+1;I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1))/conj(B2(i,3));%conj求共轭endend%创建Jacbi(雅可比矩阵)Jacbi=zeros(2*n-2);h=0;k=0;for i=1:n %对PQ节点的处理if B2(i,6)==2h=h+1;for j=1:nif j~=isbk=k+1;if i==j %对角元素的处理Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+imag(I(h,1));Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+real(I(h,1));Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k)+2*real(I(h,1));Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1)-2*imag(I(h,1));else %非对角元素的处理Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k);Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1);endif k==(n-1) %将用于内循环的指针置于初始值，以确保雅可比矩阵换行k=0;endendendendendk=0;for i=1:n %对PV节点的处理if B2(i,6)==3h=h+1;for j=1:nif j~=isbk=k+1;if i==j %对角元素的处理Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+imag(I(h,1));Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+real(I(h,1));Jacbi(2*h,2*k-1)=2*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h,2*k)=2*real(B2(i,3));else %非对角元素的处理Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h,2*k-1)=0;Jacbi(2*h,2*k)=0;endif k==(n-1) %将用于内循环的指针置于初始值，以确保雅可比矩阵换行k=0;endendendendenddisp('初始雅可比矩阵为：');disp(Jacbi);%求解修正方程，获取节点电压的不平衡量DetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS; %inv矩阵求逆% DetaU%修正节点电压j=0;for i=1:n %对PQ节点处理if B2(i,6)==2j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endendfor i=1:n %对PV节点的处理if B2(i,6)==3j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endend% B2%开始循环**********************************************************************while abs(max(DetaU))>prOrgS=zeros(2*n-2,1);h=0;j=0;for i=1:nif i~=isb&B2(i,6)==2h=h+1;for j=1:nOrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))+imag(B2(i,3))*(real (Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))*(real(Y(i,j ))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));endendendfor i=1:nif i~=isb&B2(i,6)==3h=h+1;for j=1:nOrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))+imag(B2(i,3))*(real (Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))*(real(Y(i,j ))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));endendend% OrgS%创建DetaSh=0;for i=1:nif i~=isb&B2(i,6)==2h=h+1;DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2))-OrgS(2*h-1,1);DetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2))-OrgS(2*h,1);endendt=0;for i=1:nif i~=isb&B2(i,6)==3h=h+1;t=t+1;% DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2))-OrgS(2*h-1,1);DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,1))-OrgS(2*h-1,1);DetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1))^2+imag(PVU(t,1))^2-real(B2(i,3))^2-imag(B2(i,3))^2;endend% DetaS%创建Ii=zeros(n-1,1);h=0;for i=1:nif i~=isbh=h+1;I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1))/conj(B2(i,3));endend% I%创建JacbiJacbi=zeros(2*n-2);h=0;k=0;for i=1:nif B2(i,6)==2h=h+1;for j=1:nif j~=isbk=k+1;if i==jJacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+imag(I(h,1));Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+real(I(h,1));Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k)+2*real(I(h,1));Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1)-2*imag(I(h,1));elseJacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k);Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1);endif k==(n-1)k=0;endendendendendk=0;for i=1:nif B2(i,6)==3h=h+1;for j=1:nif j~=isbk=k+1;if i==jJacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+imag(I(h,1));Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+real(I(h,1));Jacbi(2*h,2*k-1)=2*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h,2*k)=2*real(B2(i,3));elseJacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3));Jacbi(2*h,2*k-1)=0;Jacbi(2*h,2*k)=0;endif k==(n-1)k=0;endendendend% JacbiDetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS;% DetaU%修正节点电压j=0;for i=1:nif B2(i,6)==2j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endendfor i=1:nif B2(i,6)==3j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endend% B2Times=Times+1; %迭代次数加1enddisp('迭代次数为：');disp(Times);disp('收敛时电压修正量为：：');disp(DetaU);for k=1:nE(k)=B2(k,3);e(k)=real(E(k));f(k)=imag(E(k));V(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);sida(k)=atan(f(k)./e(k))*180./pi;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for p=1:nfor q=1:nC(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q)); %计算各节点的注入电流的共轭值endS(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enddisp('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Sline=zeros(n1,5);disp('-----------------------------------------------------');disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:n1p=B1(i,1);q=B1(i,2);Sline(i,1)=B1(i,1);Sline(i,2)=B1(i,2);if B1(i,6)==0Si(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);elseSi(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*((1-B1(i,5))/B1(i,3))+(conj(E(p))-conj(E(q)))*(B1(i,5)/B1(i,3)));Siz(i)=Si(p,q);endSSi(p,q)=Si(p,q);Sline(i,3)=Siz(i);ZF=['S(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(SSi(p,q))];disp(ZF);enddisp('-----------------------------------------------------');disp('各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:n1p=B1(i,1);q=B1(i,2);if B1(i,6)==0Sj(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);elseSj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*((B1(i,5)*(B1(i,5)-1))/B1(i,3))+(conj(E(q))-conj(E(p)))*(B1(i,5)/B1(i,3)));Sjy(i)=Sj(q,p);endSSj(q,p)=Sj(q,p);Sline(i,4)=Sjy(i);ZF=['S(',num2str(q),',',num2str(p),')=',num2str(SSj(q,p))];disp(ZF);enddisp('-----------------------------------------------------');disp('各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:n1p=B1(i,1);q=B1(i,2);DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);DDS(i)=DS(i);Sline(i,5)=DS(i);ZF=['DS(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(DDS(i))];disp(ZF);enddisp('-----------------------------------------------------');disp('各支路首端编号末端编号首端功率末端功率线路损耗');disp(Sline);六、运行结果及其分析是否采用默认数据？(1-默认数据;2-手动输入)1导纳矩阵为：2.9056 -11.5015i 0.0000 + 5.3173i -1.6606 +3.1617i -1.2450 + 2.3710i0.0000 + 5.3173i 0.0000 - 4.6633i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i-1.6606 + 3.1617i 0.0000 + 0.0000i 2.4904 - 4.7039i -0.8298 + 1.5809i-1.2450 + 2.3710i 0.0000 + 0.0000i -0.8298 + 1.5809i 2.0749 - 3.9089i初始雅可比矩阵为：11.1267 2.7603 -5.3173 0 -3.1617 -1.6606-3.0509 11.8762 0 -5.3173 1.6606 -3.1617-5.3173 0 5.3173 0 0 00 -5.3173 0 4.0092 0 0-3.3198 -1.7436 0 0 4.8217 2.69800 0 0 0 0 2.1000迭代次数为：4收敛时电压修正量为：：1.0e-05 *0.0349-0.2445-0.0101-0.5713-0.0931-0.0073各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列)：0.9673 - 0.0655i 1.0252 - 0.1666i 1.0495 - 0.0337i 1.0500 + 0.0000i -----------------------------------------------------各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：0.9695 1.0387 1.0500 1.0500-----------------------------------------------------各节点的电压相角sida为(节点号从小到大排列)：-3.8734 -9.2315 -1.8419 0各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：-0.0000 + 0.0000i -0.5000 - 0.3000i 0.2000 + 0.1969i 0.3277 + 0.0443i -----------------------------------------------------各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致)：S(1,2)=-0.5-0.30713iS(1,3)=-0.24266-0.197iS(1,4)=-0.25734-0.11013iS(3,4)=-0.055551+0.0017528i-----------------------------------------------------各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一致)：S(2,1)=0.5+0.24606iS(3,1)=0.25555+0.1952iS(4,1)=0.2712+0.1014iS(4,3)=0.056496-0.057061i-----------------------------------------------------各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一致)：DS(1,2)=0-0.06107iDS(1,3)=0.012892-0.0018014iDS(1,4)=0.013863-0.0087295iDS(3,4)=0.00094545-0.055308i-----------------------------------------------------各支路首端编号末端编号首端功率末端功率线路损耗1.0000 + 0.0000i2.0000 + 0.0000i -0.5000 - 0.3071i 0.5000 + 0.2461i 0.0000 - 0.0611i 1.0000 + 0.0000i3.0000 + 0.0000i -0.2427 - 0.1970i 0.2556 + 0.1952i 0.0129 - 0.0018i 1.0000 + 0.0000i4.0000 + 0.0000i -0.2573 - 0.1101i 0.2712 + 0.1014i 0.0139 - 0.0087i3.0000 + 0.0000i4.0000 + 0.0000i -0.0556 + 0.0018i 0.0565 - 0.0571i 0.0009 - 0.0553i七、实验体会及感悟通过这次实验，首先让我对matlab软件有了初步的了解，对它强大的矩阵运算能力有了更深的体会，同时掌握了设置断点和断点调试的一般方法，结合课本上的程序流程图和参考资料上的例子单步跟踪调试，再一次的熟悉了牛顿拉夫逊法潮流计算的一般方法和步骤，对计算机计算潮流计算有了更进一步的认识，在学习潮流计算时，虽然依次学习了节点导纳矩阵，功率方程、雅可比矩阵，但不能将它们联系起来，更不知道其中的原委，通过程序的编写，知道了其中的联系，也知道了每个方程、矩阵在计算中的作用。
电力系统分析潮流计算
电力系统分析潮流计算电力系统分析是对电力系统运行状态进行研究、分析和评估的一项重要工作。
其中，潮流计算是电力系统分析的一种重要方法，用于计算电力系统中各节点的电压、功率和电流等参数。
本文将详细介绍电力系统潮流计算的原理、方法和应用。
一、电力系统潮流计算的原理电力系统潮流计算是基于潮流方程的求解，潮流方程是描述电力系统各节点电压和相角之间的关系的一组非线性方程。
潮流方程的基本原理是基于电力系统的等效导纳矩阵和节点电压相位差的关系，通过潮流计算可以得到电力系统各节点的电压和功率等参数。
电力系统潮流方程的一般形式如下：\begin{align*}P_i &= \sum_{j=1}^{n}(V_iV_j(G_{ij}\cos(\theta_i-\theta_j)+B_{ij}\sin(\theta_i-\theta_j))) \\Q_i &= \sum_{j=1}^{n}(V_iV_j(G_{ij}\sin(\theta_i-\theta_j)-B_{ij}\cos(\theta_i-\theta_j)))\end{align*}其中，$n$为节点数，$P_i$和$Q_i$表示第i个节点的有功功率和无功功率。
$V_i$和$\theta_i$表示第i个节点的电压和相角。
$G_{ij}$和$B_{ij}$表示节点i和节点j之间的等效导纳。
二、电力系统潮流计算的方法电力系统潮流计算的方法主要包括直接法、迭代法和牛顿-拉夫逊法等。
1.直接法：直接法是一种适用于小规模电力系统的潮流计算方法，它通过直接求解潮流方程来计算电力系统的潮流。
直接法的计算速度快，但对系统规模有一定的限制。
2.迭代法：迭代法是一种常用的潮流计算方法，通常使用高尔顿法或牛顿法。
迭代法通过迭代求解潮流方程来计算电力系统的潮流。
迭代法相对于直接法来说，可以适用于大规模电力系统，但计算时间较长。
3.牛顿-拉夫逊法：牛顿-拉夫逊法是一种高效的潮流计算方法，它通过求解潮流方程的雅可比矩阵来进行迭代计算，可以有效地提高计算速度。
电力系统的潮流计算
电力系统的潮流计算电力系统的潮流计算是电力系统分析中的基础工作，主要用于计算电力系统中各节点的电压和功率流动情况。
通过潮流计算可以得到电力系统的电压、功率、功率因数等关键参数，为电力系统的运行和规划提供有效的参考依据。
本文将介绍电力系统潮流计算的基本原理、计算方法和应用。
一、电力系统潮流计算的基本原理电力系统潮流计算基于电力系统的能量守恒原理和基尔霍夫电流定律，通过建立电力系统的节点电压和功率平衡方程组来描述系统中各节点间的电压和功率流动关系。
潮流计算的基本原理可简述为以下三个步骤：1.建立节点电压方程：根据基尔霍夫电流定律，将电力系统中各节点的电流状况表达为节点电压和导纳矩阵之间的乘积关系。
2.建立功率平衡方程：根据能量守恒原理，将电力系统中各支路的功率流动表达为节点电压和导纳矩阵之间的乘积关系。
3.解算节点电压：通过求解节点电压方程组，得到系统中各节点的电压值。
二、电力系统潮流计算的常用方法电力系统潮流计算常用的方法有高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法和快速潮流法等。
其中，高斯-赛德尔迭代法是一种基于节点电压的迭代算法，通过在每一次迭代中更新节点电压值来逐步逼近系统潮流平衡状态。
牛顿-拉夫逊迭代法是一种基于节点电压和节点功率的迭代算法，通过在每一次迭代中同时更新节点电压和节点功率值来逼近系统潮流平衡状态。
快速潮流法则是一种通过行列式运算直接求解节点电压的方法，对于大规模复杂的电力系统具有较高的计算效率和精度。
三、电力系统潮流计算的应用电力系统潮流计算在电力系统的规划和运行中有广泛应用。
具体应用包括：1.电力系统规划：通过潮流计算可以预测系统中各节点的电压和功率流动情况，为电力系统的设计和扩建提供参考依据。
2.电力系统稳定性分析：潮流计算可以帮助分析系统中节点电压偏差、功率瓶颈等问题，为系统的稳态和暂态稳定性分析提供基础数据。
3.运行状态分析：潮流计算可以实时监测系统中各节点的电压和功率流动情况，为电力系统的运行调度提供参考。
电力系统分析计算公式
电力系统分析计算公式1.电力系统潮流计算电力系统潮流计算是一种用于确定电力系统各个节点电压和功率的方法。
常用的电力系统潮流计算公式包括：- 节点功率方程：P = V * I * cos(theta) + V * U * sin(theta) - 节点电流方程：I = V * I * sin(theta) - V * U * cos(theta)其中，P为节点有功功率，V为节点电压，I为节点电流，theta为节点相角，U为无功功率系数。
2.短路电流计算短路电流计算是用于评估电力系统短路故障时电流的大小和方向的方法。
常用的短路电流计算公式包括：- 对称短路电流公式：Isc = V / Zs其中，Isc为短路电流，V为电压，Zs为短路阻抗。
3.电力系统电压稳定性计算电力系统电压稳定性计算是为了评估电力系统节点电压的稳定性。
常用的电力系统电压稳定性计算公式包括：-V/Q稳定器灵敏度公式：dV/dQ=-Ry*dQ/dP+Xy*(dQ/dQ+dV/dV)其中，V为节点电压，Q为节点无功功率，P为节点有功功率，Ry为负荷灵敏度，Xy为发电机灵敏度。
4.功率系统频率计算功率系统频率计算是为了评估电力系统频率的稳定性。
常用的功率系统频率计算公式为：- 系统频率变化率公式：df/dt = (P - Pd) / (2 * H)其中，df/dt为频率变化率，P为实际功率，Pd为负荷功率，H为系统等效惯量。
5.电力系统稳定裕度计算电力系统稳定裕度计算是为了评估电力系统在各种故障情况下的稳定性。
常用的电力系统稳定裕度计算公式包括：- 稳定裕度指标公式：S ω = (δmax - δmin) / δfc其中，Sω为稳定裕度指标，δmax为最大转子转角，δm in为最小转子转角，δfc为临界转子转角。
以上是一些常用的电力系统分析计算公式，这些公式是电力系统工程师进行电力系统设计和运行评估的重要依据。
电力系统分析计算的结果可以帮助工程师评估电力系统的稳定性，指导运维工作，并制定相应的措施以确保电力系统的安全、可靠和高效运行。
电力系统潮流计算及网络分析方法研究
电力系统潮流计算及网络分析方法研究概述：电力系统潮流计算是电力系统运行和规划中的关键问题之一。
对于确保电力系统的稳定运行和优化调度具有重要意义。
网络分析方法在电力系统潮流计算中发挥着至关重要的作用。
本文将对电力系统潮流计算及网络分析方法进行深入研究，分析研究结果，并探讨未来发展方向。
一、电力系统潮流计算方法1.传统潮流计算方法：传统的潮流计算方法主要是基于大量的代数和微分方程的求解，通过牛顿-拉夫逊法或高斯-赛德尔法进行迭代求解。
这些方法可以在计算精度方面得到很好的结果，但计算速度较慢，尤其对于大规模电力系统来说计算复杂度较高。
2.快速潮流计算方法：为解决传统潮流计算方法的计算速度问题，人们提出了一些快速潮流计算方法。
其中，直流潮流计算方法是最为常见和有效的一种。
直流潮流计算方法将交流潮流计算中的复杂计算转化为了线性方程组的求解，大大提高了计算速度。
此外，还有基于矩阵计算方法、灵敏度法等快速潮流计算方法也受到了广泛应用。
3.蒙特卡洛潮流计算方法：蒙特卡洛潮流计算方法是一种基于随机数的潮流计算方法。
通过引入随机扰动，模拟系统负荷的变化和不确定性，从而评估系统运行状态。
这种方法能够全面考虑电力系统各种不确定因素对系统运行状态的影响，提高潮流计算的可靠性。
二、电力系统网络分析方法1.拓扑分析方法：电力系统网络是由各种设备和线路组成的复杂且多变的网络结构。
拓扑分析方法主要针对系统的结构和连接进行分析，如系统的回路分析、连通分量分析等。
通过拓扑分析方法，可以了解电力系统的整体结构，明确系统中各个节点和线路的关系，为潮流计算提供基础信息。
2.灵敏度分析方法：灵敏度分析方法是通过分析系统响应的变化情况，研究系统各个参数对潮流计算结果的影响程度。
通过计算电力系统潮流计算结果对各个参数的偏导数，可以得到参数的灵敏度指标，进而评估电力系统的稳定性和灵活性。
3.可靠性分析方法：电力系统的可靠性是指系统在正常和异常条件下维持稳定运行的能力。
两机五节点网络潮流计算
两机五节点网络潮流计算潮流计算是一种基本电力系统分析方法，用于确定电力系统中各个节点的电压幅值和相位角，以及线路中的功率流动情况。
潮流计算的目的是为了评估电力系统的稳定性并优化系统操作。
在两机五节点网络中，可以假设两个发电机节点为节点1和2，其他五个节点为节点3、4、5、6和7、根据电力系统的潮流计算原理，可以按照下面的步骤进行计算：步骤1：定义网络拓扑和参数首先，需要定义网络的拓扑结构和电气参数。
拓扑结构指的是节点之间的连接关系，参数包括电压幅值、相位角、阻抗等。
步骤2：初始化网络状态初始化电压和功率的初值。
可以假设所有节点的电压初始值为1、假设发电机节点1的有功功率为1，节点2的有功功率为0。
步骤3：计算节点注入功率根据节点电压和电流的关系，可以计算出每个节点的注入功率。
对于发电机节点，注入功率可以通过给定的有功功率来计算。
对于非发电机节点，注入功率可以通过节点电压、导纳矩阵和节点电流来计算。
步骤4：更新节点电压根据节点注入功率和导纳矩阵，可以计算出每个节点的电流注入。
根据电流和节点电压的关系，可以更新节点的电压。
步骤5：迭代计算重复步骤3和步骤4，直到达到收敛条件。
收敛条件通常是指节点电压的变化小于一个给定的阈值，如0.001步骤6：计算线路功率在达到收敛状态后，可以根据节点电压和导纳矩阵计算出线路的功率。
潮流计算的结果是电力系统中各个节点的电压幅值和相位角，以及线路中的功率流动情况。
这些结果对于电力系统的运行和规划非常重要，可以评估系统的稳定性，并为系统操作和优化提供依据。
总之，两机五节点网络潮流计算是电力系统潮流计算的一种常见场景。
通过定义网络拓扑和参数，初始化网络状态，计算节点注入功率，更新节点电压，迭代计算，最后计算线路功率，可以得到电力系统中各个节点的电压和功率的结果。
这些结果对于电力系统的运行和规划非常重要。
电力系统分析课程设计五节点潮流计算
电力系统分析综合实训报告课题名称：基于N-R法的电力系统潮流计算小组成员：王劲凯、周李、唐天赐、周镇、胡永健、徐再祥专业班级：电气工程及其自动化161***师：**实习时间：2018年12月课题：《基于N-R 法的电力系统潮流计算》如图所示，一个5节点系统，已知节点5为平衡节点，节点1为PV 节点，其余为PQ 节点。
以100MVA 为基准的标幺值支路数据如表1所示。
1123°450.20 1.10.450.15,0.400.050.60j0.10=1.050P V S j S j S V ===+=+=+∠，，， 给定电压的初始值如表2所示，收敛系数=0.00001ε，请利用牛顿-拉夫逊法计算图中网络的潮流分布。
任务分配目录摘要 (1)关键词：N-R法潮流计算；雅克比矩阵；MA TLAB;节点；仿真 (1)一、研究背景及意义 (1)二、潮流计算方法分析 (1)2.1高斯-赛德尔迭代法: (1)2.2 P-Q 分解法: (2)2.3 N-R法： (2)三、总体方案 (2)3.1 N-R法基本原理 (2)3.2 N-R法潮流求解过程 (3)3.3求解过程 (4)四、算法流程图及仿真结果 (7)4.1 MA TLAB的功能特点及算法流程 (7)4.2 仿真结果分析 (9)五、总结 (10)六、参考文献 (10)附录 (11)摘要：本文针对复杂电力系统潮流的分析问题，分别介绍了几种常用的潮流计算方法：牛顿-拉夫逊法、高斯-赛德尔法和PQ分解法。
也分别对比这三种方法的优缺点以及算法原理，其中，本文对N-R法进行重点探讨，详述了其基本原理以及算法过程。
在这项设计中，我们选用了MATLAB开发潮流计算设计程序，通过对五节点电力系统进行仿真，得出了N-R法收敛速度快，误差小的特点。
关键词：N-R法潮流计算；雅克比矩阵；MATLAB;节点；仿真一、研究背景及意义原先电力系统潮流计算是通过人工计算的。
后来为了适应电力系统日益发展的需要，采用了交流计算台.随着电子数字计算机的出现,1956年Ward等人编制了实际可行的计算机潮流计算程序。
电力系统潮流计算
电力系统潮流计算简介潮流计算是电力系统运行与规划的重要工具之一，通过计算电力系统的节点电压、电流及功率等参数，可以帮助分析系统运行情况、评估电力系统稳定性和负荷承载能力，为电力系统的优化调度和规划提供依据。
本文将介绍电力系统潮流计算的基本原理和常用的数学模型，以及潮流计算的算法和应用。
潮流计算原理电力系统潮流计算是基于电力系统的等值模型进行的。
等值模型是对电力系统的复杂网络结构进行简化，将电力系统视为一组节点和支路的连接图，其中节点表示发电机、变电站和负荷，支路表示输电线路和变压器。
潮流计算的基本原理是基于电力系统的基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，通过建立节点电压和支路功率的方程组，求解方程组得到电力系统中各节点的电压、电流和功率等参数。
潮流计算可以分为直流潮流计算和交流潮流计算两种。
直流潮流计算直流潮流计算是将电力系统视为直流电路进行计算的一种简化方法。
在直流潮流计算中，各节点的电压都假设为恒定值，即不考虑电力系统中的电压相位差。
直流潮流计算可以较准确地求解直流电力系统的电压、电流和功率等参数，常用于电力系统的初始计算和短期稳定计算。
交流潮流计算交流潮流计算是对电力系统的交流特性进行全面分析和计算的方法。
交流潮流计算考虑电力系统中的电压相位差和电流谐波等复杂情况，可以求解电力系统中各节点的电压、电流和功率的精确值。
交流潮流计算常用于电力系统长期稳定计算、电力系统规划和扩容的分析等。
潮流计算数学模型潮流计算的节点电压方程假设电力系统有n个节点，节点的电压记为V i，支路的电流记为I ij。
根据基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，可以得到潮流计算中节点电压方程的数学表达式：$$ \\begin{align*} \\sum_{j=1}^n Y_{ij}V_j &= I_{i}^g - I_{i}^l \\\\ I_{ij} &= Y_{ij} (V_i - V_j) \\end{align*} $$其中，Y ij是节点i和节点j之间的支路导纳，I i g和I i l分别是节点i的总注入电流和总负荷电流。
ieee5节点标准测试系统潮流计算与仿真原理
ieee5节点标准测试系统潮流计算与仿真原理IEEE 5节点标准测试系统是电力系统研究中使用最广泛的标准测试系统之一。
该系统由5个节点组成，包括1个发电机节点、3个负荷节点和1个传输线节点。
这一简化的系统用于进行各种电力系统潮流计算和仿真研究，能够帮助我们理解电力系统的性能和行为。
在电力系统的潮流计算和仿真中，我们需要使用各种数学方法和计算技术来求解系统中的电压、电流和功率等参数。
这些参数对于电力系统的可靠运行和稳定性至关重要。
潮流计算是电力系统分析中最基本的问题之一，它通过求解节点电压和功率的方程，来确定电力系统中各个元件之间的功率分配情况。
潮流计算的结果可以用于评估系统的稳态损耗、潮流分布、功率负荷和发电机容量等信息。
IEEE 5节点标准测试系统的潮流计算和仿真可以通过直接计算法和迭代法两种方法进行。
直接计算法是根据系统拓扑结构和各个元件的参数，直接推导潮流方程并求解。
这种方法适用于计算较小规模的电力系统，但对于大规模系统计算量较大。
迭代法则是通过不断迭代调整节点电压和功率的方法来求解潮流方程。
迭代法需要通过选择合适的迭代算法和初始猜测值来保证收敛性，但适用于计算较大规模的系统。
IEEE 5节点标准测试系统的潮流计算和仿真需要构建系统的数学模型。
该系统中的节点可以表示为复数形式的变量，节点之间的链接可以表示为复数形式的导纳。
潮流计算中的潮流方程可以表示为以下形式：I = Y * V其中，I为节点电流，Y为节点导纳矩阵，V为节点电压。
通过将节点电压和功率作为未知数，将导纳矩阵作为已知量，可以将潮流方程转化为线性方程组，通过求解线性方程组即可得到节点电压和功率的值。
IEEE 5节点标准测试系统的潮流计算和仿真还可以用于研究系统的稳定性和可靠性。
通过改变系统中的负荷、发电机容量和传输线参数等，可以模拟不同的运行情况，并分析系统在不同负荷和故障条件下的稳定性和可靠性。
通过潮流计算和仿真，我们可以验证电力系统的稳态约束和安全边界，并针对性地优化系统的配置和控制策略。
两机五节点网络潮流计算—牛拉法
两机五节点网络潮流计算—牛拉法牛拉法（Gauss-Seidel Method）是一种常用的迭代方法，用于解决电力系统的潮流计算问题。
在电力系统中，潮流计算是一项重要的工作，用于求解网络中各节点的电压和功率大小。
牛拉法是一种有效的求解方法，适用于小型电力系统，其基本思想是通过迭代来逼近最优解。
潮流计算问题可以抽象成求解非线性方程组的问题，即求解节点电压复数值的方程组。
具体来说，我们需要求解以下方程组：P_i = V_i * ( G_ii * cosθ_i + ∑(G_ij * cos(θ_i - θ_j)) - B_ii * sinθ_i - ∑(B_ij * sin(θ_i - θ_j)))Q_i = V_i * ( G_ii * sinθ_i + ∑(G_ij * sin(θ_i - θ_j)) + B_ii * cosθ_i + ∑(B_ij * cos(θ_i - θ_j)))其中，P_i和Q_i分别表示第i个节点的有功功率和无功功率，V_i表示第i个节点的电压幅值，θ_i表示第i个节点的电压相角，G_ij和B_ij分别表示节点i和节点j之间的导纳和电纳。
牛拉法的基本思路是通过迭代，逐步逼近节点电压的最优解。
假设我们需要求解的是一个两机五节点网络。
首先，我们可以随机初始化每个节点的电压幅值和相角值（也可以根据经验给定初始值）。
然后，根据上述方程组，计算每个节点的有功功率和无功功率。
接下来，我们采用牛拉法的迭代步骤来逼近节点电压的最优解。
具体步骤如下：1.选择一个初始节点（可以是任意节点），将其电压相角θ_i固定为0。
2.通过方程组计算该节点的电压幅值V_i。
3.将计算得到的电压幅值V_i和电压相角θ_i作为该节点的新的电压值。
4.对于其他节点，计算它们的电压相角θ_i和电压幅值V_i，并将其更新为新的电压值。
5.重复2-4步骤，直到收敛或满足收敛条件。
在每次迭代过程中，我们可以根据收敛准则来判断是否达到收敛，通常是通过计算两次迭代之间电压的变化量来判断。
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辽宁工程技术大学电力系统分析综合训练一设计题目5节点电力网络潮流计算指导教师刘健辰院（系、部）电气与控制工程学院专业班级电气12-4学号**********姓名张萌日期2016.5.5电气系综合训练标准评分模板电力系统分析综合训练一 任务书本次综合训练目的在于通过对多节点电网的潮流计算，巩固和运用前面所学到的潮流计算基础理论知识，掌握电力系统潮流计算机计算的一般原则和方法，掌握潮流计算软件的使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
5节点系统单线图如下：发电机、变压器、负荷数据见上图和下表。
线路长度和回数数据见后面的班级数据表。
基本数据如下：注：100base S MV A =，节点1和3处15base V kV =，节点2、4、5处345base V kV =。
设计要求：利用PowerWorld建立单线图程序，完成潮流分析计算，给出设计结果。
设计说明书内容：1、任务书2、PowerWorld软件简介及牛顿-拉夫逊潮流计算和PQ分解潮流计算简介3、绘制单线图，进行潮流计算（分别采用牛-拉法和PQ分解法）列表给出潮流计算结果（包括迭代次数，节点电压的幅值和相位，线路有功/无功潮流，发电机输出功率）。
4、手工计算导纳矩阵，并与软件计算结果比较。
5、单步运行牛-拉法潮流计算，给出前3步计算结果（包括节点电压的幅值和相位，线路有功/无功潮流，发电机输出功率）以及雅克比矩阵。
6、在保证每条线路和变压器不过载的情况下，确定节点3上发电机的允许出力范围。
7、在节点2上添加200Mvar并联电容器组，观察节点2电压变化和系统损耗变化。
改变电容器组的容量，提高节点2电压达到0.95。
8、（选做内容）静态安全分析：对“单个线路”和“单个变压器”进行N-1校验分析。
9、结论说明：1. 线路2. 变压器T2为两台并联，并联运行的变压器参数相同。
目录一、综合训练目的： (1)二、简介 (1)1、Power World软件简介： (1)2、潮流计算方法简介 (1)（1）牛顿-拉夫逊潮流计算方法 (1)（2）PQ分解法 (2)三、Power World潮流计算 (2)1、单线图 (2)2、潮流计算结果 (3)（1）牛-拉法潮流计算结果 (3)（2）PQ分解法潮流计算结果 (3)四、计算导纳矩阵 (4)软件计算结果 (5)五、单步运行牛-拉法潮流计算 (5)1、节点以及线路参数 (5)2、雅克比矩阵 (6)六、确定节点3上发电机的允许出力范围 (7)七、并联电容 (8)八、结论 (8)一、综合训练目的：本次综合训练旨在于掌握Power World Simulator 软件构建单线图的方法，通过对软件使用手册的学习，掌握潮流计算软件的使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
巩固运用之前所学到的潮流计算基础理论知识，掌握电力系统潮流计算机计算的一般原则和方法。
二、简介1、Power World 软件简介：Power World Simulator 是一款面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序的软件，该软件用户界面友好，操作方便，而且具有优异的交互性能。
Power World 集电力系统潮流计算、灵敏度分析、静态安全分析、短路电流计算、经济调度EDC/AGC ，最优潮流OPF 、无功优化，GIS 功能、电压稳定分析PV/QV 、ATC 计算、用户定制模块等多种庞大复杂功能于一体，并利用数据挖掘技术实现强大丰富的三维可视化显示技术。
其核心是一个全面、强大的潮流计算程序。
它能够有效地计算高达100000个节点的电力网络，因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时，性能非常实用。
与其它商业潮流计算软件包不同，该软件可以让用户通过生动详细的全景图来观察电力系统。
此外，系统模型可以通过使用仿真软件的图形编辑工具很容易的进行修改，用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。
仿真器广泛的使用了图形和动画功能，大大的增强了用户对系统特性、问题和约束的理解，以便于用户对系统进行维护。
2、潮流计算方法简介（1）牛顿-拉夫逊潮流计算方法节点电压和导纳可以表示为（极坐标下）将上式代入*1*.i j nj ij i i U Y U jQ P ∑==+右端并将实部与虚部分开，得)sin (cos i ·ij i i i j ijij j U e U U jB G Y i θθθ+==+=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=∑∑==n j ij ij ij ij j i i nj ij ij ij ij j i i B G U U Q B G U U P11)cos sin ()sin cos (θθθθ式中ij θ为i 、j 两节点电压相角差（j i θθθ-=ij ） 修正方程可用分块矩阵的形式简化如下（2）PQ 分解法它的基本思想是根据电力系统实际运行特点：通常网络上的电抗远大于电阻值，则系统母线电压幅值的微小变化U ∆对母线有功功率的改变P ∆影响很小。
同样，母线电压相角的少许改变θ∆，也不会引起母线无功功率的明显改变Q ∆。
通过极坐标形式∑==+-=∆nj ij ij ij ij j i B G U U P P 1is i 0)sin cos (θθ∑==--=∆n j ij ij ij ij j i is i B G U U Q Q 10)cos sin (θθ和修正方程⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆U U L H Q P /00θ 来进行计算。
三、Power World 潮流计算 1、单线图⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆U U L N J H Q P /θ2、潮流计算结果（1）牛-拉法潮流计算结果节点1电压节点2电压节点3电压节点4电压节点5电压幅值相位幅值相位幅值相位幅值相位幅值相位1 0 0.81 -23.59 1 -2.32 0.99 -3.55 0.97 -4.56线路2-4 线路2-5 线路4-5 发电机1 发电机2 迭代次数有功潮流无功潮流有功潮流无功潮流有功潮流无功潮流输出有功输出无功输出有功输出无功50次291.12 114.96 540.09 302.10 73.72 -92.34 395 153 520 274（2）PQ分解法潮流计算结果节点1电压节点2电压节点3电压节点4电压节点5电压幅值相位幅值相位幅值相位幅值相位幅值相位1 0 0.81 -23.59 1 -2.32 0.99 -3.55 0.97 -4.56线路2-4 线路2-5 线路4-5 发电机1 发电机2 迭代次数有功潮流无功潮流有功潮流无功潮流有功潮流无功潮流输出有功输出无功输出有功输出无功50次291.12 114.96 540.09 302.10 73.72 -92.34 395 153 520 274四、计算导纳矩阵=+=02.0j 0015.0111Y 3.73-j49.72=+++=1.0009.0105.00045.0122j j Y 2.68-j25.36=+=01.000075.0233j Y 14.92-j198.88=+++++=025.000225.0201.000075.021.0009.0144j j j Y 22.95-j288.16=+++++=05.00045.01025.000225.0202.00015.0155j j j Y 12.66-j148.92=+=02.0j 0015.01-15Y -3.73+j49.72=+=05.00045.01-25j Y -1.79+j19.84=+=1.0009.01-24j Y -0.9+j9.99=+=01.000075.02-34j Y -14.92+j198.88=+=025.000225.02-45j Y -7.14+j79.36将上述计算结果列表显示如下： 节点 1 2 3 4 51 3.73-j49.72-3.73+j49.722 2.68-j25.36-0.9+j9.99-1.79+j19.84314.92-j198.88-14.92+j198.884-0.9+j9.99-14.92+j198.88 22.95-j288.16 -7.14+j79.36 5-3.73+j49.72-1.79+j19.84-7.14+j79.3612.66-j148.922、软件计算结果：节点 1 2 3 4 51 3.73-j49.72 -3.73+j49.722 2.68-j28.46 -0.89+j9.2 -1.79+j19.843 14.92-j198.88 -14.92+j198.884 -0.89+j9.92 -14.92+j198.88 22.95-j286.86 -7.14+j79.365 -3.73+j49.72 -1.79+j19.84 -7.14+j79.36 12.66-j148.04五、单步运行牛-拉法潮流计算1、节点以及线路参数迭代次数节点1电压节点2电压节点3电压节点4电压节点5电压幅值相位幅值相位幅值相位幅值相位幅值相位1次 1 0 0.97 -14.96 1 -1.32 1 -2.29 1 -3.162次 1 0 0.85 -22.83 1 -2.17 0.99 -3.14 0.97 -4.513次 1 0 0.81 -23.54 1 -2.31 0.99 -3.54 0.97 -4.55迭代次数线路2-4 线路2-5 线路4-5 发电机1 发电机2有功潮流无功潮流有功潮流无功潮流有功潮流无功潮流输出有功输出无功输出有功输出无功1次215.98 -49.15 400.83 19.83 61.53 -29.20 275 -2 520 0 2次293.86 77.08 545.04 236.76 77.06 -77.18 392 115 520 2013次290.74 114.26 539.40 300.93 73.65 -92.06 395 153 520 2732、雅克比矩阵名称雅克比方程（迭代1次）相角节点2相角节点3相角节点4相角节点5节点电压2节点电压3节点电压4节点电压52 RealPower27.60 -9.19 -18.41 -365 -2.95 -5.623 RealPower199.39 -199.39 18.28 -11.554 RealPower-9.57 -198.88 287.83 -79.38 1.31 -18.30 23.02 -5.945 RealPower-19.12 -79.16 147.61 2.30 -8.33 12.672 ReactivePower-8.56 2.95 5.61 26.61 -9.18 -18.45 3 V oltageMagnitude1.004 ReactivePower-1.26 18.30 -22.96 5.93 -9.89 -198.83 286.88 -79.555 ReactivePower-2.23 8.24 -12.57 -19.74 -79.07 147.50名称雅克比方程（迭代2次）相角节点2相角节点3相角节点4相角节点5节点电压2节点电压3节点电压4节点电压52 RealPower22.73 -7.62 -15.11 -7.28 -3.51 -6.733 RealPower197.31 -197.31 19.42 -10.524 RealPower-8.12 -196.65 281.47 -76.70 2.43 -19.13 22.74 -5.60 5 RealPower-16.04 -76.44 140.48 4.42 -8.41 12.33 2 ReactivePower-10.04 3.48 6.56 21.55 -7.69 -15.513 V oltageMagnitude1.004 ReactivePower-2.06 19.13 -22.52 5.45 -9.56 -196.64 284.18 -78.73 5 ReactivePower-3.76 8.33 -12.01 -18.89 -77.16 144.22六、确定节点3上发电机的允许出力范围由软件仿真可得知，在保证每条线路和变压器不过在的情况下，节点3上发电机的允许的有功出力最大为1455MW。