电力系统分析课程设计---复杂网络牛顿—拉夫逊法潮流分析与计算的设计
《电力系统分析》课程设计-极坐标表示的牛顿拉夫逊法潮流计算程序设计
目录1任务书 (2)2.模型简介及等值电路 (3)3.设计原理 (4)4.修正方程的建立 (6)5.程序流程图及MATLAB程序编写 (8)6.结果分析 (14)7.设计总结 (17)8.参考文献 (17)《电力系统分析》课程设计任务书题目极坐标表示的牛顿拉夫逊法潮流计算程序设计学生姓名学号专业班级电气工程及其自动化设计内容与要求1. 设计要求掌握MATLAB语言编程方法；理解和掌握运用计算机进行潮流计算的基本算法原理；针对某一具体电网，进行潮流计算程序设计。
其目的在于加深学生对电力系统稳态分析中课程中基本概念和计算方法的理解，培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。
2. 内容1）学习并掌握MATLAB语言。
2）掌握变压器非标准变比概念及非标准变比变压器的等值电路。
掌握节点导纳矩阵的概念及导纳矩阵的形成和修改方法。
3）掌握电力系统功率方程、变量和节点分类。
4）掌握利用极坐标表示的牛-拉法进行潮流计算的方法和步骤。
5）选择一个某一具体电网，编制程序流程框图。
6）利用MATLAB语言编写该模型的潮流计算程序，并上机调试程序，对计算结果进行分析。
7）整理课程设计论文。
起止时间2013 年7 月 4 日至2013 年7月10日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日2 模型简介及等值电路 2.1 课程设计模型：模型3电力网络接线如下图所示，各支路阻抗标幺值参数如下：Z12=0.02+j0.06，Z13=0.08+j0.24， Z23=0.06+j0.18， Z24=0.06+j0.12， Z25=0.04+j0.12， Z34=0.01+j0.03， Z45=0.08+j0.24， k=1.1。
该系统中，节点1为平衡节点，保持11.060V j =+&为定值；节点2、3、4都是PQ 节点，节点5为PV 节点，给定的注入功率分别为:20.200.20S j =+，3-0.45-0.15S j =，40.400.05S j =--，50.500.00S j =-+，5 1.10V =&。
电力系统课程设计-牛顿拉夫逊法潮流计算
课程设计说明书题目电力系统分析系(部)专业(班级)姓名学号指导教师起止日期电力系统分析课程设计任务书系（部）：专业：指导教师：目录一、潮流计算基本原理1.1潮流方程的基本模型1.2潮流方程的讨论和节点类型的划分1.3、潮流计算的意义二、牛顿－拉夫逊法2.1牛顿-拉夫逊法基本原理2.2节点功率方程2.3修正方程2.4牛顿法潮流计算主要流程三、收敛性分析四、算例分析总结参考文献电力系统分析潮流计算一、潮流计算基本原理1.1潮流方程的基本模型电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。
因此潮流计算所用的电力网络系由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。
结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，普通采用的是节点法，节点电压与节点电流之间的关系V Y I= （1－1）其展开式为j nj ij i V Y I ∑==1),,3,2,1(n i = （1－2）在工程实际中，已经的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率，为此必须应用联系节点电流和节点功率的关系式ii i i V jQ P I *-= ),,3,2,1(n i = （1－3） 将式（1－3）代入式（1－2）得到jnj ij iii V Y V jQ P ∑=*=-1),,3,2,1(n i = （1－4）交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示i j ii e V V θ= （1－5）或 ii i jf e V += （1－6）而复数导纳为ij ij ij jB G Y +=（1－7）将式（1－6）、式（1－7）代入以导纳矩阵为基础的式（1－4），并将实部与虚部分开，可以得到以下两种形式的潮流方程。
潮流方程的直角坐标形式为∑∑∈∈++-=ij j ij i ij i ij j ij j ij i i e B f G f f B e G e P )()( ),,3,2,1(n i = （1－8） ∑∑∈∈+--=ij j ij i ij i ij j ij j ij i i e B f G e f B e G f Q )()(),,3,2,1(n i = （1－9）潮流方程的极坐标形式为∑∈+=ij ij ij ij ij i i i B G V V P )sin cos (θθ ),,3,2,1(n i = （1－10） ∑∈-=ij ij ij ij ij i i i B G V V Q )cos sin (θθ ),,3,2,1(n i =（1－11）以上各式中，i j ∈表示∑号后的标号j 的节点必须直接和节点i 相联，并包括i j =的情况。
电力系统课程设计-牛顿拉夫逊法潮流计算
课程设计说明书题目电力系统分析系 ( 部)专业( 班级 )姓名学号指导教师起止日期电力系统分析课程设计任务书系(部): 专业：指导教师：目录一、潮流计算基本原理1.1 潮流方程的基本模型1.2 潮流方程的讨论和节点类型的划分1.3、潮流计算的意义二、牛顿一拉夫逊法2.1 牛顿-拉夫逊法基本原理2.2节点功率方程2.3修正方程2.4 牛顿法潮流计算主要流程三、收敛性分析四、算例分析总结参考文献电力系统分析潮流计算一、潮流计算基本原理1.1潮流方程的基本模型电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。
因此潮流计算所用的电力网络系由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。
结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，普通采用的是节点法，节点电压与节点电流之间的关系I=YV (1—1)其展开式为(i=1,2,3, …,n) (1—2)在工程实际中，已经的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率，为此必须应用联系节点电流和节点功率的关系式 (i=1,2,3, …,n) (1—3)将 式 ( 1 - 3 ) 代 入 式 ( 1 - 2 ) 得 到 (i=1,2,3, …,n) (1-4)交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示V =Vei8. (1-5)或 V=e+jf (1-6)而复数导纳为Y=G+jB (1-7)将式(1-6)、式(1- 7)代入以导纳矩阵为基础的式(1-4),并将实部与虚部分开，可以得到以下两种形式的潮流方程。
潮流方程的直角坐标形式为潮流方程的极坐标形式为(1—10)(1-11)以上各式中，j∈i表示乙号后的标号j的节点必须直接和节点i相联，并包括j=i的情况。
这两种形式的潮流方程通常称为节点功率方程，实牛顿一拉夫逊等潮流算法所采用的主要数学模型。
电力系统分析课程设计-牛顿拉夫逊潮流计算
目录电力系统编程潮流计算 (2)1 设计任务及初步分析 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 初步分析 (2)2 牛顿-拉夫逊法简介 (3)2.1概述 (3)2.2 一般概念 (3)2.3 潮流计算的修正方程 (4)2.4 直角坐标表示的修正方程 (4)3 程序设计 (8)3.1 程序流程图 (8)3.2 源程序 (8)3.3 结果及分析 (16)4 小结 (17)参考文献 (18)电力系统编程潮流计算1 设计任务及初步分析1.1 设计任务条件：节点数：3 支路数：3 计算精度：0.00010支路1：0.0300+j0.09001┠—————□—————┨2支路2：0.0200+j0.09002┠—————□—————┨3支路3：0.0300+j0.09003┠—————□—————┨1节点1：PQ节点，S（1）=-0.5000-j0.2000节点2：PQ节点，S（2）=-0.6000-j0.2500节点3：平衡节点，U（3）=1.0000∠0.0000要求：编写程序计算潮流1.2 初步分析潮流计算在数学上可归结为求解非线性方程组，其数学模型简写如下：2 牛顿-拉夫逊法简介2.1概述牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。
这种方法的特点就是把对非线性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。
牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。
因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。
而所谓“某一邻域”是指雅可比方向均指向解的范围，否则可能走向非线性函数的其它极值点，一般来说潮流由平电压即各母线电压(相角为0，幅值为1)启动即在此邻域内。
电力系统稳态分析-牛顿拉夫逊法
0 引言潮流是配电网络分析的基础，用于电网调度、运行分析、操作模拟和设计规划,同时也是电压优化和网络接线变化所要参考的内容.潮流计算通过数值仿真的方法把电力系统的详细运行情况呈现给工作人员,从而便于研究系统在给定条件下的稳态运行特点。
随着市场经济的发展,经济利益是企业十分看重的，而线损却是现阶段阻碍企业提高效益的一大因素。
及时、准确的潮流计算结果，可以给出配电网的潮流分布、理论线损及其在网络中的分布，从而为配电网的安全经济运行提供参考.从数学的角度来看，牛顿—拉夫逊法能有效进行非线性代数方程组的计算且具有二次收敛的特点，具有收敛快、精度高的特点，在输电网中得到广泛应用。
随着现代计算机技术的发展，利用编程和相关软件，可以更好、更快地实现配电网功能,本文就是结合牛顿-拉夫逊法的基本原理,利用C++程序进行潮流计算，计算结果表明该方法具有良好的收敛性、可靠性及正确性。
1 牛顿-拉夫逊法基本介绍1。
1 潮流方程对于N个节点的电力网络(地作为参考节点不包括在内）,如果网络结构和元件参数已知，则网络方程可表示为:YV I（1—=1）式中,Y为N＊N阶节点导纳矩阵;V为N*1维节点电压列向量;I为N＊1维节点注入电流列向量.如果不计网络元件的非线性，也不考虑移相变压器，则Y为对称矩阵。
电力系统计算中，给定的运行变量是节点注入功率,而不是节点注入电流，这两者之间有如下关系：ˆˆ=EI S (1-2) 式中，S为节点的注入复功率，是N＊1维列矢量；ˆS为S的共轭；ˆˆi diag ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦E V 是由节点电压的共轭组成的N*N 阶对角线矩阵. 由(1-1）和（1-2），可得：ˆˆ=S EYV上式就是潮流方程的复数形式，是N 维的非线性复数代数方程组。
将其展开，有：ˆi i iij j j iP jQ V Y V ∈-=∑ j=1，2，….，N （1—3）式中， j i ∈表示所有和i 相连的节点j ，包括j i =。
基于牛顿拉夫逊法的电力系统潮流计算毕业设计(论文) 精品
在电网的设计规划阶段，通过潮流计算，合理的规划接入电源的容量和接入点，合理规划电网的结构，选择无功补偿方案，满足规划水平的大、小方式下的交流交换控制、调峰、调相、调压的要求 。
在编年制运行方式时，在预计负荷增长及新设备投运基础上进行潮流计算，可以预计电网的运行情况，发现电网中的薄弱环节，供调度员日常调度控制参考，并为电网改造提供建议和依据 。
一、
在电力系统规划设计和现有的电力系统的运行方式的研究中，都需要用潮流计算来定量的分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。此外，电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。所以潮流计算是电力系统一种最重要最基本的运算 。
电力系统的潮流计算也分为离线计算和在线计算两种，前者主要用于系统的规划设计和安排系统的运行方式，后者则用于正在运行系统的实时监视和控制。
TheNewton- Raphson power flow calculationhasa relatively high demand for a given initial value. SobeforetheNewton- Raphson iteration, weuseGauss - Seidel iterative methodtoproduce a more precise initial value. This paper describes theprocessofGauss - Seidel andNewton- Raphson iteration. The main contentsarethe establishment of iterative equation, the calculation of Jacobian matrixandthe calculation of power and voltage, as well ashow to deal with thesituationwhen aPV nodetransform toa PQ node iterationprocess.We use theMatlab programming languageas development tools,the input and output of the data process in theExcel spreadsheets.
《电力系统分析》课程设计-极坐标表示的牛顿拉夫逊法潮流计算程序设计
目录1任务书 (2)2.模型简介及等值电路 (3)3.设计原理 (4)4.修正方程的建立 (6)5.程序流程图及MATLAB程序编写 (8)6.结果分析 (14)7.设计总结 (17)8.参考文献 (17)《电力系统分析》课程设计任务书题目极坐标表示的牛顿拉夫逊法潮流计算程序设计学生姓名学号专业班级电气工程及其自动化设计内容与要求1. 设计要求掌握MATLAB语言编程方法；理解和掌握运用计算机进行潮流计算的基本算法原理；针对某一具体电网，进行潮流计算程序设计。
其目的在于加深学生对电力系统稳态分析中课程中基本概念和计算方法的理解，培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。
2. 内容1）学习并掌握MATLAB语言。
2）掌握变压器非标准变比概念及非标准变比变压器的等值电路。
掌握节点导纳矩阵的概念及导纳矩阵的形成和修改方法。
3）掌握电力系统功率方程、变量和节点分类。
4）掌握利用极坐标表示的牛-拉法进行潮流计算的方法和步骤。
5）选择一个某一具体电网，编制程序流程框图。
6）利用MATLAB语言编写该模型的潮流计算程序，并上机调试程序，对计算结果进行分析。
7）整理课程设计论文。
起止时间2013 年7 月 4 日至2013 年7月10日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日2 模型简介及等值电路 2.1 课程设计模型：模型3电力网络接线如下图所示，各支路阻抗标幺值参数如下：Z12=0.02+j0.06，Z13=0.08+j0.24， Z23=0.06+j0.18， Z24=0.06+j0.12， Z25=0.04+j0.12， Z34=0.01+j0.03， Z45=0.08+j0.24， k=1.1。
该系统中，节点1为平衡节点，保持11.060V j =+&为定值；节点2、3、4都是PQ 节点，节点5为PV 节点，给定的注入功率分别为:20.200.20S j =+，3-0.45-0.15S j =，40.400.05S j =--，50.500.00S j =-+，5 1.10V =&。
复杂网络N-R法潮流分析计算
编号课程设计（ 2012级本科）题目：复杂网络N—R法潮流分析与计算的设计系（部)院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：指导教师: 职称：副教授完成日期： 2015 年 6 月 30 日二○一五年六月目录1 牛顿－拉夫逊法概述 (1)1.1牛顿-拉夫逊法基本原理 (1)1.2牛顿--拉夫逊法潮流求解过程 (2)2手算潮流计算 (6)2.1用图中数据和等值网络形成节点导纳矩阵Y B (6)2.2设各节点电压初始值为： (7)2.3用公式 (7)2.4求取雅可比矩阵 (7)2.5求△修正量矩阵 (8)2.6计算修正各节点电压 (8)3计算机算法潮流计算 (9)3.1牛顿—拉夫逊法的程序框图 (9)3.2结果显示 (9)总结 (19)附件 (20)参考文献 (25)1 牛顿－拉夫逊法概述电力系统潮流计算是电力系统分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行状态的计算.潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。
即节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷.各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。
对现有电力系统的运行和扩建，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定分析都是以潮流计算为基础。
潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。
实际电力系统的潮流技术那主要采用牛顿—拉夫逊法。
1.1牛顿-拉夫逊法基本原理牛顿--拉夫逊法(简称N-R 法)在数学上是求解非线性代数方程式的有效方法。
其要点是把非线性方程式的求解过程变成反复地对相应的线性方程式进行求解的过程。
即通常所称的逐次线性化过程.对于非线性代数方程组：=0即(1—1—1）在待求量x 的某一个初始估计值(0)x 附近，将上式展开成泰勒级数并略去二阶及以上的高阶项,得到如下的经线性化的方程组：（1—1-2)上式称之为牛顿法的修正方程式。
(整理)电力系统分析课程设计——牛顿拉夫逊潮流计算
目录电力系统编程潮流计算 (2)1 设计任务及初步分析 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 初步分析 (2)2 牛顿-拉夫逊法简介 (3)2.1概述 (3)2.2 一般概念 (3)2.3 潮流计算的修正方程 (4)2.4 直角坐标表示的修正方程 (4)3 程序设计 (8)3.1 程序流程图 (8)3.2 源程序 (8)3.3 结果及分析 (16)4 小结 (17)参考文献 (18)电力系统编程潮流计算1 设计任务及初步分析1.1 设计任务条件：节点数：3 支路数：3 计算精度：0.00010支路1： 0.0300+j0.09001┠—————□—————┨2支路2： 0.0200+j0.09002┠—————□—————┨3支路3： 0.0300+j0.09003┠—————□—————┨1节点1：PQ 节点，S （1）=-0.5000-j0.2000 节点2：PQ 节点，S （2）=-0.6000-j0.2500 节点3：平衡节点，U （3）=1.0000∠0.0000 要求：编写程序计算潮流1.2 初步分析潮流计算在数学上可归结为求解非线性方程组，其数学模型简写如下：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅0)(0)(0)(21212211n n n n x x x f x x x f x x x f ，，，，，，，，，2 牛顿-拉夫逊法简介2.1概述牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。
这种方法的特点就是把对非线性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。
牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。
因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。
复杂电力系统潮流计算-课程设计
华侨大学厦门工学院电力系统综合设计课程设计报告题目：复杂电力系统潮流计算专业、班级： 10级电气(2)班学生姓名：学号：指导教师：黄永杰分数 :2013年 6 月 26 日目录四、结论 (12)参考文献 (13)摘要本次的课程设计主要针对复杂电力系统进行潮流计算。
对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流。
采用牛顿-拉夫逊算法, 牛顿—拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法，有较好的收敛性。
将牛顿法用于潮流计是以导纳矩阵为基础，由于利用了导纳矩阵的对称性、稀疏性及节点编号顺序优化等技巧，使牛顿法在收敛性、占用内存、计算速度等方面都达到了一定的要求。
关键词：潮流分布迭代牛顿-拉夫逊算法一、任务书题目二：如图二所示电力系统接线图，系统额定电压为110KV，各元件参数为LGJ-120，r1=0.21Ω/km,x1=0.4Ω/km,b1=2.85×10-6s/km,线路长度分别为l1=150km,l2=100km,l3=75km.变压器容量为63000KVA，额定电压为110/38.5KV，短路电压百分数为10.5，变压器的实际变比为1.1282，电容器导纳为j0.05。
取SB=100MVA,UB=UN.取节点4为平衡节点，节点3为PV节点，节点1,2均为PQ节点。
1.试用直角坐标表示的牛顿—拉夫逊计算系统中的潮流分布。
（迭代精度为0.001）二、基础资料牛顿迭代法（Newton's method）又称为牛顿-拉夫逊方法，它是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法。
方法使用函数f(x)的泰勒级数的前面几项来寻找方程f(x) = 0的根。
牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。
线性网络的常用解法有节点电压法和回路法，前者须列写节点电流平衡方程，后者则须列写回路方程。
复杂网络N-R法潮流分析计算
编号课程设计（ 2012级本科）题目：复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计系（部）院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：指导教师：职称：副教授完成日期： 2015 年 6 月 30 日二○一五年六月目录1 牛顿－拉夫逊法概述 (1)1.1牛顿-拉夫逊法基本原理 (1)1.2牛顿--拉夫逊法潮流求解过程 (2)2手算潮流计算 (6)2.1用图中数据和等值网络形成节点导纳矩阵Y B (6)2.2设各节点电压初始值为： (7)2.3用公式 (7)2.4求取雅可比矩阵 (7)2.5求△修正量矩阵 (8)2.6计算修正各节点电压 (8)3计算机算法潮流计算 (9)3.1牛顿—拉夫逊法的程序框图 (9)3.2结果显示 (9)总结 (19)附件 (20)参考文献 (25)1 牛顿－拉夫逊法概述电力系统潮流计算是电力系统分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行状态的计算。
潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。
即节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷。
各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。
对现有电力系统的运行和扩建，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定分析都是以潮流计算为基础。
潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。
实际电力系统的潮流技术那主要采用牛顿-拉夫逊法。
1.1牛顿-拉夫逊法基本原理牛顿--拉夫逊法(简称N —R 法)在数学上是求解非线性代数方程式的有效方法。
其要点是把非线性方程式的求解过程变成反复地对相应的线性方程式进行求解的过程。
即通常所称的逐次线性化过程。
对于非线性代数方程组：=0即(1-1-1)在待求量x 的某一个初始估计值(0)x 附近，将上式展开成泰勒级数并略去二阶及以上的高阶项，得到如下的经线性化的方程组：(1-1-2)上式称之为牛顿法的修正方程式。
复杂网络潮流分析课程设计
复杂网络潮流分析课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握复杂网络潮流分析的基本原理，理解节点电压和支路功率的关系；2. 使学生能够运用相关公式进行简单电网的潮流计算，并对计算结果进行分析；3. 帮助学生了解现代电力系统中潮流分析的应用和重要性。
技能目标：1. 培养学生运用计算机软件（如PSS/E、DIgSILENT PowerFactory等）进行潮流计算的能力；2. 提高学生解决实际电网运行问题的能力，包括分析电网运行状态、发现潜在风险等；3. 培养学生团队协作和沟通表达能力，通过小组讨论，共同完成复杂网络潮流分析任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电力系统运行管理的兴趣，培养其从事电力行业的职业认同感；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实际操作，提高实际操作能力；3. 引导学生关注新能源和可持续发展，认识到潮流分析在电力系统优化和节能减排中的重要作用。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，以实际电网为背景，提高学生解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够更好地适应未来电力行业的发展需求。
二、教学内容1. 复杂网络潮流分析基本概念：介绍节点电压、支路功率、传输损耗等基本概念，结合教材第二章第一节内容；2. 潮流计算的基本原理：讲解节点功率平衡方程、支路电流方程等，参考教材第二章第二节；3. 潮流计算方法：介绍牛顿-拉夫逊法、快速分解法等潮流计算方法，结合教材第二章第三节；4. 潮流计算软件应用：讲解PSS/E、DIgSILENT PowerFactory等软件进行潮流计算的操作步骤，结合教材第二章第四节；5. 复杂网络潮流分析案例：分析实际电网案例，如含分布式发电的电网潮流分析，参考教材第二章第五节；6. 潮流分析在电力系统中的应用：探讨潮流分析在电力系统优化、故障分析等方面的应用，结合教材第二章第六节。
本教学内容按照教材章节顺序进行，结合课程目标，注重理论与实践相结合。
电力系统稳态分析课程设计--电力系统的潮流分布计算—牛拉法
电力系统稳态分析课程设计--电力系统的潮流分布计算—牛拉法课程设计任务书课程名称电力系统稳态分析课程设计设计题目电力系统的潮流分布计算―牛拉法指导教师时间1周一、教学要求电力系统稳态分析课程设计以设计和优化电力系统的潮流分析为重点，提高学生综合能力为目标，尽可能结合实际工程进行。
设计内容的安排要充分考虑学校现有的设备，设计时间及工程实际需要，并使学生初步学会运用所学知识解决工程中的实际问题。
二、设计资料及参数（一）设计原始资料1、待设计电气设备系统图2、电力系统网络各元件参数3、电力系统电气元件的使用规范4、电力工程电气设计手册（二）设计参考资料1、《电力系统稳态分析》，陈珩，中国电力出版社，2007，第三版2、《电力系统分析》，韩祯祥，浙江大学出版社，2005，第三版3、《电力系统分析课程实际设计与综合实验》，祝书萍，中国电力出版社，2007，第一版三、设计要求及成果1.根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选）。
2.在给定的电力网络上画出等值电路图。
3.运用计算机进行潮流计算。
4.编写设计说明书。
基本要求：1.编写潮流计算程序；2.在计算机上调试通过（？）；3.运行程序并计算出正确结果（？）；4.写出课程设计报告（包括以下内容）（1份）（1）程序框图；（2）源程序；（3）符号说明表；（4）算例及计算结果5.编写计算说明书（1份）。
四、进度安排根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料（半天）学习软件（MATLAB或C语言等）（一天半）编程计算复杂系统潮流计算（三天）编写计算设计书（一天）五、评分标准课程设计成绩评定依据包括以下几点：工作态度（占10%）；基本技能的掌握程度（占20%）；程序编写是否合理是否有运行结果 40% ；课程设计说明书编写水平占30% 。
分为优、良、中、合格、不合格五个等级。
考核方式：设计期间教师现场检查；评阅设计报告系统接线图其中节点1为平衡节点，节点2、3、4、5为PQ节点。
电力系统稳态分析课程设计(两机五节点网络潮流计算—牛拉法)
电力系统稳态分析课程设计(两机五节点网络潮流计算—牛拉法)内蒙古科技大学电力系统稳态分析课程设计题目:两机五节点网络潮流计算 ?牛拉法姓名:朱润民学号:1167130230学院:信息工程学院专业:电气工程及其自动化班级:11级电气2班指导教师:刘景霞目录摘要潮流计算的目的在于:确定电力系统的运行方式;检查系统中各元件是否过电压或过载;为电力系统继电保护的整定提供依据;为电力系统的稳定计算提供初值,为电力系统规划和经济运行提供分析基础。
牛顿迭代法(Newton's method)又称为牛顿-拉夫逊方法(Newton-Raphson method),牛顿--拉夫逊法简称牛顿法在数学上是求解非线性代数方程式的有效方法。
其要点是把非线性方程式的求解过程变成反复地对相应的线性方程式进行求解的过程。
MATLAB是一种交互式、面向对象的程序设计语言,广泛应用于工业界与学术界,主要用于矩阵运算.采用迭代法,通过建立矩阵的修正方程来依次迭代,逐步逼近真值来计算出电力网的电压,功率分布。
采用迭代法,通过建立矩阵的修正方程来依次迭代,逐步逼近真值来计算出电力网的电压,功率分布。
本文采用牛顿-拉夫逊法解算电力稳态潮流,用手算和计算机算法对其进行设计。
关键词: 电力系统潮流计算;牛顿?拉夫逊法潮流计算;程序;ABSTRACTThe Power Flow computation's goal lies in: Definite electrical power system's movement way; In checkout system various parts whether overvoltage or overload; Provides the basis for the electrical power system relay protection's installation; Provides the starting value for electrical power system's stable computation, is the electrical power system plan and the economical movement provides the analysis foundation.The Newton iteration method Newton's method is called Newton - Rough to abdicate the method Newton - Rough method, Newton--Rough abdicates the law i.e. Newton law is solves the misalignment algebraic equation in mathematics the efficacious device. Its main point is turns the misalignment equation solution process carries on repeatedly to the corresponding linear equation the solution the processMATLAB is one kind interactive, the object-oriented programming language, widely applies in the industrial world and the academic circle, mainly uses in the matrix operation. Uses the repetitive process, iterates in turn through the establishment matrix's modified equation ,approaches the true value to calculate electric power network's voltage gradually, the power distribution key word: Electrical power flow computation;Newton - Rough abdicates the law tidal current computation; Procedurekey word: Electrical power flow computation;Newton - Rough abdicates the law tidal current computation; Procedure内蒙古科技大学课程设计任务书课程名称电力系统稳态分析课程设计设计题目基于Matlab的两机五节点网络潮流仿真计算?牛拉法指导教师刘景霞时间1周一、教学要求电力系统稳态分析课程设计以设计和优化电力系统的潮流分析为重点,提高学生综合能力为目标,尽可能结合实际工程进行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统分析课程设计报告书院(部)别班级学号姓名指导教师时间 1.29课程设计任务书题目电力系统分析课程设计学院专业班级学生XX学号11月18日至11月29日共2周指导教师(签字)院长(签字)年月日复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计电力系统的潮流计算是电力系统分析课程基本计算的核心部分之一。
它既有自身的独立意义，又有电力系统规划设计、运行和研究的理论基础，因此课程设计的重要性自不待言。
一、设计题目1.系统图的确定选择六节点、环网、两电源和多引出的电力系统，简化电力系统图如图1所示，等值导纳图如图2所示。
运用以直角坐标表示的牛顿-拉夫逊计算如图1所示系统中的潮流分布。
计算精度要求各节点电压的误差或修正量不大于5ε。
10-=图1 电力系统图图2 电力系统等值导纳图2.各节点的初值与阻抗参数该系统中，节点①为平衡节点，保持1U=1.05+j0为定值，节点⑥为PV节点，其他四个节点都是PQ节点。
给定的注入电压标幺值、线路阻抗标幺值、输出功率标幺值如下表注释。
表1 各节点电压标幺值参数U 1U2U3U4U5U61.05 1.00 1.00 1.00 1.00 1.05 表2 线路、变压器阻抗标幺值线路L2 L3 L4 L5 T1 T2 Y/2阻抗0.06+j0.250.04+j0.250.08+j0.300.1+j0.35j0.03 j0.015 j0.25表3 节点输出功率注：各PQ 节点的电压取1是为了方便计算和最后验证程序的正确性。
二、 N-R 法的求解过程1、给定个节点电压初始值(0)(0)e f 、2、将以上电压初始值代入下式（1）式，求出修正方程式常数项向量(0)(0)2(0)P Q U 、、。
3、⎪⎩⎪⎨⎧()()()()112222()j ni i i ij j ij j i ij j ij j j j ni i i ij j ij j i ij j ij j j i i i P P e G e B f f G f B e Q Q f G f B f e G f B e U U e f ====⎡⎤=--++⎣⎦⎡⎤=---+⎣⎦=-+∑∑4、将电压初始值代入下式（2）式，求出修正方程式中系数矩阵（雅可比矩阵）的元素（为2（n-1）阶方阵）。
()()()()()()()111==1===---=-+-=+j n i i i ij j ij j i ij j ij j j j ni i i ij j ij j i ij j ij j j j ni ij j ij j ii i ii i j i j ni ij j ij j ii i ii i j i i ij j ij j j i j i P P e G e B f f G f B e Q Q f G f B f e G f B e P G e B f G e B f e P G f B e B e G f f Q G f B e e ======⎡⎤=--++⎣⎦⎡⎤=---+⎣⎦∂-∂∂+∂∂∂∑∑∑∑当时，对角元素是()=1122-=-++=-2e =-2j nii i ii ij ni ij j ij j ii i ii i j i i ii i ijB e G f Q G e B f G e B f f U e U f f ==+∂-∂∂∂∂∂∑∑()22=-=-+=-=-==0i iij i ij i j j i iij i ij ij j i i j jj i P Q G e B f e f P Q B e G f f e U U e f ≠∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂当时，矩阵中非对角元素是5、解修正方程式，求出修正量(0)(0)e f 、方法：①高斯消元法，即将雅可比矩阵化简为上三角阵或下三角阵②求雅可比矩阵的逆矩阵修正各节点电压⎪⎩⎪⎨⎧∆-=∆-=）（）（00)1()0()0()1(f f fee e 6、将(1)(1)ef 、再代入（1）式，求出(1)(1)2(1)P Q U 、、7、校验是否收敛，其收敛条件为(k)()()(x)=,k k f P Q ε﹤式中，()(),k k P Q 为向量()()k k P Q 、中大分量的绝对值。
这个收敛条件比较直观，它可以直接显示出最终结果的功率误差8、如果收敛，就进一步计算各段电力线路潮流和平衡节点功率，并打印出计算结果；如果不收敛，转回3步进行下一次迭代计算，直到收敛为止。
三、手算潮流计算用图1和上表的数据和等值网络计算节点导纳矩阵Y B 1. 节点导纳矩阵BY由图1可知，该系统以串联支路的导纳标幺值和对地并联导纳标幺值得等值电路如图2所示。
可得图2的等值节点导纳矩阵。
对角线上的元素为：j66.67Y K1-K Y 151.6637.1y y'Y K K-1Y 125.558.139.674.142.37j -53.1y 1133.3311y T2T166********T22T155453450,4044342340,30,3325233020121221111-=+=-=+++++=-=+++=-=+++==++++-+=-=-+=K y j y y K y j y y y y y j y y y y y y y y Y KK Y K y j Y K K Y K T T T T非对角线上的元素为：49.63064.275.00;011.383.090.362.00;078.391.00;0;0;075.31y 655664465445633653354334522562264224322361165115411431132112j y y y y j y y y y y y j y y j y y y y y y j y y y y y y y y y y j y ====+-======+-==+-======+-============Y=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-+-+--+-+--+-+-+--67.6649.63000049.6351.6637.164.275.0090.362.00064.275.025.558.111.383.0000011.383.039.674.178.391.00090.362.0078.391.042.3753.175.31000075.3133.33j -j j j j j j j j j j j j j j j j j2.计算各节点功率的修正方程的初始值（不平衡量） 设各节点电压初始值为：(0)(0)(0)(0)(0)234561.000, 1.000, 1.000, 1.000, 1.050j j j j j UU U U U •••••=+=+=+=+=+11.050j U•=+根据上述N-R 法的求解过程，将各节点电压的初始值代入（1）式和（2）式，进行潮流计算，得节点功率和节点电压：;00.0;0.5;40.5;7.3;30.0;6.1;10.0;8.1;61.2;226655443322=∆=∆-=∆-=∆-=∆-=∆=∆-=∆=∆-=∆U P Q P Q P Q P Q P雅可比矩阵：J=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------------01.20000000049.63067.660000000049.6338.181.5975.064.20062.090.349.63021.7338.164.275.00090.362.00075.064.258.175.483.011.3000064.275.075.558.111.383.000000083.011.374.189.591.078.3000011.383.089.674.1-78.391.00064.0-90.30091.0-78.353.181.33-0090.362.00078.391.002.41-53.1-修正各节点电压：88.0 0159.0 096.0638.0 131.0604.0 061.0 0.123 095.0(0)6)0(6)0(5)0(5(0)4)0(4(0)3)0(3)0(2)0(2=∆=∆=∆-=∆=∆=∆=∆=∆=∆-=∆f e f e f e f e f e 88.01159.0096.1638.0869.0640.0939.0123.0095.1)1(6)1(6)1(5)1(5)1(4)1(4)1(3)1(3)1(2)1(2-==-==-==-==-==f e f e f e f e f e 四、计算机算法潮流计算导纳矩阵B Y =time =1JJ =1.1000 1.1712 1.0291 0.9668 1.1667 1.1000F =0 -0.1174 -0.1824 -0.3595 -0.0391 0.0358U =1.10001.1712-0.1174i1.0291-0.1824i0.9668-0.3595i1.1667-0.0391i1.1000+0.0358i dU =0.1712-0.11740.0291-0.1824-0.0332-0.35950.1667-0.03910.0358PQ =-2.00004.1863-1.80000.1000-1.6000-0.3000-3.70008.57265.00000time =2JJ =1.1000 1.1208 0.9578 0.8007 1.1317 1.1008F =0 -0.1321 -0.1605 -0.3271 -0.0785 -0.0054U =1.1000 1.1208-0.1321i 0.9578-0.1605i 0.8007-0.3271i 1.1317-0.0785i 1.1008-0.0054i dU =-0.0504-0.0147-0.07130.0219-0.16600.0324-0.0350-0.03940.0008-0.0412PQ =-0.3576 -1.0319 0.0288 -0.3150 0.0666 -0.5211 0.1533 -1.8333 -0.3787 -0.0013 time =3JJ =1.1000 1.1142 0.9438 0.7501 1.1271 1.0999F =0 -0.1351 -0.1560 -0.3221 -0.0889 -0.0169U =1.1000 1.1142-0.1351i 0.9438-0.1560i 0.7501-0.3221i 1.1271-0.0889i 1.0999-0.0169i dU =-0.0065-0.0030-0.01400.0045-0.05070.0050-0.0046-0.0105-0.0008-0.0114PQ =0.0000 -0.0509 -0.0099 -0.0207 -0.0154 -0.1040 0.0685 -0.0554 -0.0935 -0.0017 time =4JJ =1.1000 1.1136 0.9424 0.7436 1.1267 1.0999F =0 -0.1355 -0.1555 -0.3215 -0.0901 -0.0181U =1.1000 1.1136-0.1355i 0.9424-0.1555i 0.7436-0.3215i 1.1267-0.0901i 1.0999-0.0181i dU =-0.0006-0.0004-0.00150.0005-0.00650.0006-0.0005-0.0012-0.0001-0.0012PQ =0.0002 -0.0004 -0.0006 -0.0003 -0.0024 -0.0111 0.0011 0.0003 -0.0028 -0.0001time =5JJ =1.1000 1.1136 0.9423 0.7435 1.1267 1.0999F =0 -0.1355 -0.1554 -0.3215 -0.0902 -0.0181U =1.1000 1.1136-0.1355i 0.9423-0.1554i 0.7435-0.3215i 1.1267-0.0902i 1.0999-0.0181i dU =1.0e-003 *-0.0104-0.0063-0.02550.0090-0.11570.0106-0.0077-0.0207-0.0010-0.0207PQ =1.0e-003 *0.0004 -0.0010 -0.0059 0.0003 -0.0439 -0.1922 0.0050 0.0002 -0.0289 -0.0015time =6JJ =E =1.1000 1.1136 0.9423 0.7435 1.1267 1.0999F =0 -0.1355 -0.1554 -0.3215 -0.0902 -0.0181U =1.1000 1136-0.1355i 0.9423-0.1554i 0.7435-0.3215i 1.1267-0.0902i 1.0999-0.0181i dU =1.0e-007 *-0.0328-0.0198-0.08090.0286-0.36740.0335-0.0241-0.0654-0.0030-0.0652PQ =1.0e-007 *0.0007 -0.0026 -0.0163 0.0023 -0.1421 -0.6090 0.0149 -0.0022 -0.0872 -0.0043平衡节点功率S1 =4.7307 + 1.4446i节点间线路上的流动功率矩阵S =输出电力线路功率总损耗dataS =个人心得经过两周的课程设计让我学到了很多以前没有学到的东西，首先让我明白了电力系统的稳定运行，必须经过精密的设计和运算。