高等电力网络分析

《高等电力网络分析》—— IEEE30节点电力网络分析

专业：电力电子与电力传动

同组成员：杨珊宋晓英孙长如

导师：王艳松马文忠

二〇一二年四月

第一、二章

第一部分：

本组选用IEEE30节点作为分析对象，首先，根据标准数据，画出电力网络图，如图1所示。然后根据网路图，本单元计算了网络的关联矩阵、节点导纳和节点阻抗矩阵以及添加和移去一条支路的处理。

图1 IEEE30节点电力网络图

一、计算关联矩阵：

为了计算关联矩阵，首先对网络进行节点和支路进行编号和标注方向，尤其是道-支关联矩阵，要求支路必须有方向。选取树枝和连枝，重新编号，如图2所示。

图2 有向图

利用Matlab 编程，可直接求出节-支关联矩阵A:

然后根据关联矩阵之间的关系，可分别求出回-支关联矩阵、割-支关联矩阵和道-支关联矩阵。

1. 回-支关联矩阵B:

和A 的关系：

2.割-支关联矩阵Q ：

和A 的关系：

3.道-支关联矩阵T ：

和A 的关系：

具体程序如下：

function IEEE30

[x,y]=xlsread('C:\Documents and Settings\Administrator\work\30节点数据.xls','sheet3','A2:C51');

A=zeros(30,50);A1=zeros(31,50);

for s=1:50

start=x(s,2);

tail=x(s,3);

zong=x(s,1);

A1(start,zong)=1;

A1(tail,zong)=-1;

end

%去掉参考节点的最后一行，降阶

for s=1:30

for j=1:50

A(s,j)=A1(s,j);

end

end

fprintf(‘节-支关联矩阵A=%8.5f\n')

A

for s=1:30

[ ]T L A A A =[ ]

T B B I =0, 0T T N L L N AB BA ⨯⨯==1()

T T T L T B A A -=-[ ]

L Q I Q =11(())T T T L T T L Q A A A A --==[ ]

T L T T T =T

I AT =

for j=1:30

AT(s,j)=A(s,j); %树支

end

end

for s=1:30

for j=31:50

AL(s,j-30)=A(s,j); %连支

end

end

BL=eye(20);QT=eye(30); BT=-1*(AL')*inv(AT');

B=[BT,BL];

fprintf('回-支关联矩阵B=%8.5f\n')

B

QL=-BT';

Q=[QT,QL];

fprintf('割-支关联矩阵=%8.5f\n')

Q

TT=(inv(AT))';

TL=zeros(30,20);

T=[TT,TL];

fprintf('道-支关联矩阵T=%8.5f\n')

T

运行结果如下：

A=

B=

Q=

T=

二、计算节点导纳（阻抗）矩阵

在本节中，本组采用了两种方法对网络进行求解节点导纳矩阵Y，法一，先求解网络的不定导纳矩阵，然后去掉参考节点或者地，形成定导纳矩阵；法二，根据导纳矩阵的定义，利用网络直接求出Y。通常阻抗导纳矩阵有三种求解方法，即部分网络法、追加树枝支路法和追加连枝支路法，但是由于Y满秩，所以可以通过直接求逆得出阻抗导纳矩阵，简单快捷。

下面是两种方法的程序：

方法1：

function IEEE30b

[B,y1]=xlsread('C:\Documents and Settings\Administrator\work\30节点数据.xls', 'sheet1','A2:I44');

n1=30;%节点数

n2=41;%支路数

Y=zeros(n1,n1);%创建节点导纳矩阵

for j=1:n1

for m=1:n2

if B(m,2)==j&B(m,3)~=0 %支路首段与节点j相连，并且不是补偿电容支路

if B(m,4)==0 %支路无变压器，是线路支路

Y(j,j)=Y(j,j)+1/(B(m,7)+i*B(m,8))+i*B(m,9)/2;

p=B(m,3);

Y(j,p)=-1/(B(m,7)+i*B(m,8));

else%支路有变压器，是变压器支路B(m,4)==1

k=B(m,6)/B(m,5);

zt=B(m,7)+i*B(m,8);

y=1/(k*zt);

y1=(k-1)/(k*zt);

y2=(1-k)/(k*k*zt);

Y(j,j)=Y(j,j)+y+y1;

p=B(m,3);

Y(j,p)=-y;

end

elseif B(m,2)==j&B(m,3)==0

Y(j,j)=Y(j,j)+i*B(m,9);

elseif B(m,3)==j %支路末端与节点j相连，并且不是补偿支路if B(m,4)==0 %支路是线路支路

Y(j,j)=Y(j,j)+1/(B(m,7)+i*B(m,8))+i*B(m,9)/2;

p=B(m,2);

Y(j,p)=-1/(B(m,7)+i*B(m,8));

else%支路有变压器，是变压器支路B(m,4)==1

k=B(m,6)/B(m,5);

zt=B(m,7)+i*B(m,8);

y=1/(k*zt);

y1=(k-1)/(k*zt);