电力系统潮流计算的Matlab程序改进方法_刘可真
电力系统分析潮流计算matlab
目录：一、软件需求说明书 (3)二、概要设计说明书 (4)1、编写潮流计算程序 (4)2、数据的输入测试 (4)3、运行得出结果 (4)4、进行实验结果验证 (4)三、详细设计说明书 (5)1、数据导入模块 (5)2、节点导纳矩阵模块 (5)3、编号判断模块 (5)4、收敛条件判定模块 (5)5、雅可比矩阵模块 (5)6、迭代计算模块 (5)7、计算输出参数模块 (5)四、程序代码 (6)五、最测试例 (15)1、输入结果 (15)2、输出结果 (15)3、结果验证 (15)一、软件需求说明书本次设计利用MATLAB/C++/C（使用MATLAB）编程工具编写潮流计算，实现对节点电压和功率分布的求取。
潮流方程的求解基本方法是迭代，包括牛顿-拉夫逊法，以及P-Q分解法，本次设计采用牛顿迭代法。
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。
多数方程不存在求根公式，因此求精确根非常困难，甚至不可能，从而寻找方程的近似根就显得特别重要。
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。
牛顿迭代法是取x0 之后，在这个基础上，找到比x0 更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似跟。
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。
电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。
MATLAB电力系统PQ潮流计算程序设计
MATLAB电力系统PQ潮流计算程序设计1 绪论1．1潮流计算1.1.1 潮流计算概述电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，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，系统的功率损耗等等。
在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地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。
所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要也很基础的计算。
电力系统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随时监视及实时控制。
利用计算机进行电力系统潮流计算从50年代中期就已经开始。
在这20年内，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。
对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：（1）计算方法的可靠性或收敛性；（2）对计算机内存量的要求；（3）计算速度；（4）计算的方便性和灵活性。
电力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问题，其解法都离不开迭代。
因此，对潮流计算方法，首先要求它能可靠地收敛，并给出正确答案。
由于电力系统结构及参数的一些特点，并且随着电力系统不断扩大，潮流计算方程式的阶数也越来越高，对这样的方程式并不是任何数学方法都能保证给出正确答案的。
这种情况成为促使电力系统计算人员不断寻求新的更可靠方法的重要因素。
在用数字计算机解电力系统潮流问题的开始阶段，普遍采取以节点导纳矩阵为基础的逐次代入法。
这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机内存量比较低，适应50年代电子计算机制造水平和当时电力系统理论水平。
但它的收敛性较差，当系统规模变大时，迭代次数急剧上升，在计算中往往出现迭代不收敛的情况。
这就迫使电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为基础的逐次代入法。
基于Matlab的两机五节点网络潮流仿真计算—牛拉法项目计划书
基于Matlab的两机五节点网络潮流仿真计算—牛拉法计划书第一章电力系统潮流计算概述1.1 潮流计算简介电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，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，系统的功率损耗等等。
在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地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。
所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和基础的计算。
电力系统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经常监视及实时控制。
利用电子数字计算机进行电力系统潮流计算从50年代中期就已经开始。
在这20年，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。
对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：（1）计算方法的可靠性或收敛性；（2）对计算机存量的要求；（3）计算速度；（4）计算的方便性和灵活性。
电力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问题，其解法都离不开迭代。
因此，对潮流计算方法，首先要求它能可靠地收敛，并给出正确答案。
由于电力系统结构及参数的一些特点，并且随着电力系统不断扩大，潮流计算的方程式阶数也越来越高，对这样的方程式并不是任何数学方法都能保证给出正确答案的。
这种情况成为促使电力系统计算人员不断寻求新的更可靠方法的重要因素。
1.2 潮流计算的意义及其发展（1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。
(2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。
基于MATLAB的电力系统潮流计算
%输出计算结果
disp('节点电压为：');
通过这个程序，我们可以得到电力系统的节点电压向量。同样地，我们也可 以用节点电流法或迭代算法来求解潮流计算问题。
对于不同的算法，它们的优缺点也不尽相同。节点电压法具有计算量小、收 敛速度快等优点，但需要已知各节点的电压初始值。节点电流法相对于节点电压 法而言，收敛速度较慢，但不需要知道电压初始值。迭代算法具有普适性，可以 处理各种复杂的
基于MATLAB的电力系统潮流计算
目录
01 引言
03 Matlab工具
02 背景 04 潮流计算方法
05 结果分析
07 参考内容
目录
06 结论
引言
电力系统潮流计算是电力工程领域中非常重要的分析工具之一，用于研究电 力系统中电压、电流、功率等参数的分布和分配情况。准确地进行电力系统潮流 计算能够为电力系统的设计和运行提供重要的参考依据。本次演示将介绍使用 Matlab进行电力系统
2、利用Matlab的仿真功能，设置计算迭代的步长和算法类型等参数。
3、调用电力系统潮流计算函数， 开始计算并得到潮流结果。
4、对潮流结果进行分析和优化，为电力系统的设计和运行提供参考。
潮流计算方法
电力系统潮流计算的方法主要包括以下几个步骤：
1、网络拓扑分析：根据电力系统的结构，分析其网络拓扑关系，确定电力 系统的运行状态。
电力系统，但需要设定合适的迭代步长和初始值。
在未来研究中，我们可以进一步探索混合潮流计算方法，将不同的算法进行 组合，以获得更好的计算性能。此外，随着智能电网技术的发展，我们可以考虑 将潮流计算与优化、控制相结合，实现电力系统的智能化运行。
综上所述，基于MATLAB的电力系统潮流计算在电力工程领域具有广泛的应用 前景。通过深入研究和不断创新，我们可以进一步提高潮流计算的精度和效率， 为电力系统的稳定和经济运行提供更好的支持。
电力系统潮流计算的Matlab程序改进方法
运算，通过下式一步就求出修正方程式的 解，不必再进行因子表程序的编制，更不必 通过因子表回代求解。简化了程序的编制。
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中国铁道出版社． 【２】吕远中，王钦，等．电脑外设故障处理完全手
册．中国铁道出版社． 【３】倪林．高校计算机的日常维护和保养．辽宁
教育行政学院学报，２００７，（２）：９７—９８．
４６乖主｝技创新导报ｓｃｉｅｎｃ９ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ ＨｅｒａＩｄ
万方数据
方法的有效性。
关键词：翻流计算 牛埙一拉夫逊法 ＭａｔＩａｂ 稀疏矩阵 节点缡号
中图分类号：ＴＭ７４４
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４一０９８ｘ（２００８）０８（ｃ）一００４５一０２
电力系统潮流计算是研究电力系统稳 态运行中最为常用的基本计算，即根据给 定的电力系统的网络结构和参数，在满足 电力系统运行状态的边界条件情况下，确 定电力系统稳态运行状态的基本方法Ｉｌ ｌ。 潮流计算的研究是从２０世纪５ Ｏ年代随着 电跏的产生而开始的，涌现出的各种算法 都是围绕着算法的可靠性或收敛性；对计 算机内存繁的要求和计算速度，计算的方
潮流计算中的应用【Ｊ１．电网技术，２００５，２９ （８）：５ｌ一５５． 【６】蔡中勤，郭志忠．基于逆流编号法辐射型配 电网牛顿法潮流【Ｊ】．中国电机工程学报， ２０００，２０（６）：１３～１６． 【７】刘洋，周家启，谢开贵，等．预条件处理ｃＧ法 大规模电力系统潮流计算［Ｊ】．中国电机工 程学报，２００６，２６（７）：８９—９３． 【８】胡博，周家启，刘洋，等．基于预处理条件 ＧＭＲＥｓ的不精确牛顿法潮流计算【Ｊ】．电工 技术学报，２００７，２２（２）：９９一１０４． 【９】张伯明，陈寿孙．高等电力网络分析【Ｍ】．北 京：清华大学出版社，１９９６．３０９—３１３．
matlab电力系统潮流计算程序
matlab电力系统潮流计算程序电力系统潮流计算是电力系统分析的关键步骤之一，用于确定电力系统各节点的电压和相角分布。
以下是一个简单的MATLAB电力系统潮流计算的基本步骤和代码示例：1.定义电力系统参数：-定义系统节点数量、支路数据、发电机数据、负荷数据等电力系统参数。
```matlab%电力系统参数busdata=[1,1.05,0,0,0,0,0,0;2,1.02,0,0,0,0,0,0;%...其他节点数据];linedata=[1,2,0.02,0.06,0.03;%...其他支路数据];gendata=[1,2,100,0,999,1.05,0.95;%...其他发电机数据];loaddata=[1,50,20;%...其他负荷数据];```2.构建潮流计算矩阵：-利用节点支路导纳、节点负荷和发电机功率等信息构建潮流计算的阻抗矩阵。
```matlabYbus=buildYbus(busdata,linedata);```3.迭代求解潮流方程：-利用迭代算法（如牛顿-拉夫森法）求解潮流方程，更新节点电压和相角。
```matlab[V,delta]=powerflow(Ybus,gendata,loaddata,busdata);```4.结果分析和可视化：-分析计算结果，可视化电压和相角分布。
```matlabplotVoltageProfile(busdata,V,delta);```这只是一个简单的潮流计算示例。
具体的程序实现可能涉及更复杂的算法和工程细节，取决于电力系统的复杂性和精确性要求。
您可能需要根据实际情况和数据格式进行调整和改进。
在实际工程中，也可以考虑使用专业的电力系统仿真软件。
实用文档之关于MATLAB的电力系统潮流计算程序设计
实用文档之"摘要"潮流计算的目的在于:确定是电力系统的运行方式；检查系统中的各元件是否过压或过载；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的基础。
因此，电力系统潮流计算是电力系统中一项最基本的计算，既具有一定的独立性，又是研究其他问题的基础。
传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直观，难于与其他分析功能集成。
本文以潮流计算软件的开发设计为重点,阐述了该软件图形用户界面的实现和所具备的功能和特点,软件采用MATELAB实现，设计分别采用牛顿-拉扶逊法；P-Q分解法。
本软件的主要特点是:（1）操作简单;（2）图形界面直观;（3）运行稳定.计算准确;关键词：潮流计算；牛顿-拉扶逊法；P-Q分解法; MATLAB;ABSTRACTThe purpose of power-flow calculation is：To make sure the Power System Operation Mode; Inspect components of system Whether excessive voltage or overload . Provide data for the power system relay setting ；Provide initial value for Power system stability calculation; For the power system planning and economic operation to provide the basis analysis;So, power flow calculation of the electricity system is a basic calculation , it has some independence, and its basis of study other kinds of issues .Traditional flow caculation program has few of the graphic used in interface,and don’t displays results intuitionistic and intergrats difficulty with the other analysis function. This paper mainly to show the software development and design with the implementation of the user interface and its functions and features .We use the MATELAB to produce this software. Our design made by Newton-Laphson method and P-Q decomposition method.The mian features of the software are:(1)easy operation;(2)GUI used interface;(3)high levels of stabilization,and exactitude of results;Key word: power-flow calculation; Newton-Laphson method ; P-Q decomposition method;MATLAB目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论1. 1 潮流计算概述 (4)1. 2 Matlab概述 (6)第二章电力系统各元件的特性和数学模型2. 1变压器的参数和数学模型 (7)2. 2电力线路的参数和数学模型 (9)第三章电力系统的网络模型3. 1电力网络的基本方式 (11)3. 2节点导纳矩阵及其算法 (12)3. 3节点阻抗矩阵及其算法 (18)第四章电力系统的潮流计算4. 1概述 (31)4. 2潮流计算的基本方程 (31)4. 3牛顿拉夫逊法潮流计算 (34)4. 4 P—Q分解法潮流计算 (46)第五章潮流计算的界面设计介绍5. 1制作方法说明 (6)5. 2各界面功能介绍 (62)5. 2设计验证 (66)参考文献 (69)外文资料翻译 (72)致谢 (81)附录 (82)第一章电力系统及其发展概述1．1潮流计算概述电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，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，系统的功率损耗等等。
电力系统潮流计算的MATLAB辅助程序设计,潮流计算程序(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】电力系统潮流计算的MATLAB辅助程序设计潮流计算，通常指负荷潮流，是电力系统分析和设计的主要组成部分，对系统规划、安全运行、经济调度和电力公司的功率交换非常重要。
此外，潮流计算还是其它电力系统分析的基础，比如暂态稳定，突发事件处理等。
现代电力系统潮流计算的方法主要:高斯法、牛顿法、快速解耦法和MATLAB的M语言编写的MATPOWER4.1，这里主要介绍高斯法、牛顿法和快速解耦法。
高斯法的程序是lfgauss，其与lfybus、busout和lineflow程序联合使用求解潮流功率。
lfybus、busout和lineflow程序也可与牛顿法的lfnewton程序和快速解耦法的decouple程序联合使用。
(读者可以到MATPOWER主页下载MATPOWER4.1,然后将其解压到MATLAB目录下，即可使用该软件进行潮流计算)一、高斯-赛德尔法潮流计算使用的程序：高斯-赛德法的具体使用方法读者可参考后面的实例，这里仅介绍各程序的编写格式:lfgauss：该程序是用高斯法对实际电力系统进行潮流计算，需要用到busdata和linedata两个文件。
程序设计为输入负荷和发电机的有功MW和无功Mvar，以及节点电压标幺值和相角的角度值。
根据所选复功率为基准值将负荷和发电机的功率转换为标幺值。
对于PV节点，如发电机节点，要提供一个无功功率限定值。
当给定电压过高或过低时，无功功率可能超出功率限定值。
在几次迭代之后(高斯-塞德尔迭代为10次)，需要检查一次发电机节点的无功出力，如果接近限定值，电压幅值进行上下5%的调整，使得无功保持在限定值内。
lfybus：这个程序需要输入线路参数、变压器参数以及变压器分接头参数。
并将这些参数放在名为linedata的文件中。
这个程序将阻抗转换为导纳，并得到节点导纳矩阵。
busout：该程序以表格形式输出结果，节点输出包括电压幅值和相角，发电机和负荷的有功和无功功率，以及并联电容器或电抗器的有功和无功功率。
运用MATLAB软件进行潮流计算论文
本文运用MATLAB软件进行潮流计算，对给定题目进行分析计算，再应用DDRTS 软件，构建系统图进行仿真，最终得到合理的系统潮流。
潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。
根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。
潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。
因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。
首先，画出系统的等效电路图，在计算出各元件参数的基础上，应用牛顿一拉夫逊Newton-Raphson法以及MATLAB软件进行计算对给定系统图进行了四种不同负荷下的潮流计算，经过调节均得到符合电压限制及功率限制的潮流分布。
其次、牛顿一拉夫逊Newton-Raphson法具有较好的收敛性，上述计算过程经过四到五次迭代后均能收敛。
根据运算结果，分析各支路损耗和系统总损耗。
最后，应用DDRTS软件，构建系统图，对给定负荷重新进行分析，潮流计算后的结果也能满足相应的参数要求。
关键词：牛顿-拉夫逊法MATLAB DDRTS潮流计算目录1 •摘要 (2)2•题目原始资料 (2)3 •题目分析 (5)4.题目求解 (6)1）根据题意要求画出等值电路 (6)2）读程序画出拉夫逊法的流程图 (7)3）变电所负荷为题目所给数据进行求解 (8)4）编写程序并运行 (10)5）具体调压调损耗过程 (10)1.改变变压器变比调压 (10)2.改变发电机机端电压调压 (12)3.负荷按照一定比例变化的潮流计算分析 (15)4.轮流斷开支路双回线中的一条的潮流计算 (19)5 •仿真并比较 (26)6.设计心得 (28)7 •参考文献 (29)题目原始资料：1 •系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。
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为（100MW），最大负荷和最小负荷分别为50MW 和20MW :发电厂二总装机容量为（200MW ）o3、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：35KV 10KV 35KV10KV（二）变电所的负荷分别为：50MW 50MW 40MW 70MW（三）每个变电所的功率因数均为cos卩=0. 85 ；（四）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0.17G，单位长度的电抗为0.402Q，单位长度的电纳为2.78*10'65。
基于MATLAB的电力系统潮流计算
基于MATLAB的电力系统潮流计算【摘要】本文基于MATLAB，通过建立电力系统潮流计算的数学模型，实现了节点电压和支路功率的准确计算。
在正文部分中，详细介绍了数学模型的建立过程，节点电压和支路功率的计算方法，以及在MATLAB中的实现步骤。
通过对计算结果进行分析，发现了电力系统中可能存在的问题和优化方向。
在结论部分中，总结了本文的研究意义和实际应用价值，并展望了未来的改进方向。
该研究对电力系统的稳定运行和优化管理具有重要意义，为实际工程应用提供了有力支持。
通过本文的研究，可以更好地了解和应用MATLAB在电力系统潮流计算中的优势，推动电力系统领域的进一步发展。
【关键词】电力系统、潮流计算、MATLAB、数学模型、节点电压、支路功率、实现、结果分析、研究意义、改进展望、实际应用。
1. 引言1.1 概述电力系统潮流计算是电力系统分析中重要的一部分，通过对电力系统中节点间的电压、功率等参数进行计算，可以有效地评估系统的运行状况。
随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的增加，潮流计算的准确性和效率显得尤为重要。
基于MATLAB的电力系统潮流计算，可以帮助工程师更方便地进行系统分析和优化。
本文旨在探讨基于MATLAB的电力系统潮流计算方法，从数学模型建立开始，详细介绍节点电压计算和支路功率计算的过程，然后通过MATLAB编程实现这些计算。
将对计算结果进行分析，探讨其在电力系统优化中的应用前景。
通过本文的研究，将有助于深入理解电力系统潮流计算的原理和实现方法，为电力系统规划和运行提供更准确、高效的分析工具。
本文还将探讨MATLAB在电力系统领域的实际应用价值，为未来的研究和工程实践提供参考。
1.2 研究背景电力系统潮流计算是电力系统分析中十分重要的一个环节，它主要用于分析电力系统中各节点和支路上的电压、电流以及功率等参数。
通过潮流计算，可以帮助电力系统运行人员了解系统当前的负荷情况，优化系统运行，提高系统运行的效率和稳定性。
基于MATLAB的电力系统潮流计算设计--用Simulink仿真进行潮流计算
基于MATLAB的电力系统潮流计算设计--用Simulink仿真进行潮流计算赵紫颖;童小鹏;师秀凤【摘要】In this article, we focus on the creation of Simulink blocks by using MATLAB simulation model and carry out the flow calculation by using powergui interface. Finally, the results obtained by the simulation results are compared with the results obtained MATLAB programming and Matpower. It is found that the results of power flow calculation for the same power system with different methods are approximately the same.%本文主要讲述了用MATLAB中的Simulink模块建立仿真模型，利用powergui 界面来进行潮流计算。
最后，把Simulink仿真所得的结果与MATLAB编程、Matpower所得到的结果进行对比，可发现用不同的方法对同一个电力系统进行潮流计算时，所得到的潮流计算结果大致相同。
【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2016(035)021【总页数】3页(P185-187)【关键词】电力系统分析;潮流计算;MATLAB仿真【作者】赵紫颖;童小鹏;师秀凤【作者单位】玉溪师范学院信息技术工程学院，玉溪653100;玉溪师范学院信息技术工程学院，玉溪653100;玉溪师范学院信息技术工程学院，玉溪653100【正文语种】中文【中图分类】TM744潮流计算是电力系统稳态运行中的基本计算方法中的一种计算方法，也是电力系统稳态运行中最重要的运算。
基于Matlab的Gauss-Seidel迭代法电力系统潮流计算研究
基于Matlab的Gauss-Seidel迭代法电力系统潮流计算研究作者：宋阳来源：《机电信息》2020年第05期摘要：我国当前电力系统已经开始向大规模和高集成化方向发展，Matlab软件在研究过程中可以对电力系统发挥模拟作用，但是对于电力潮流来说，需要在获得数据以及具体节点之后，通过程序处理获得参数。
在电力系统潮流计算阶段需要选用最科学的算法，由于Gauss-Seidel迭代法可以降低计算误差，所以在提高计算精度方面发挥着重要作用。
基于此，介绍了Gauss-Seidel迭代算法基本原理以及Gauss-Seidel迭代算法用于潮流计算的基本原理，进一步分析了基于Matlab的Gauss-Seidel迭代算法电力系统潮流计算方法。
关键词：Matlab软件;Gauss-Seidel迭代法;电力系统潮流计算0 引言在迭代法的使用过程中，无论何种处理方法都会形成一定误差，经过多次迭代后，当采用同一数值参与计算时，则该误差会持续增加，甚至在一定情况下产生的误差会高于原始数值。
对于本文选用的Gauss-Seidel迭代法，其优势是能够在形成迭代结果后，通过对该结果与下一步处理结果进行横向对比并直接利用，从而形成精准的计算结果。
1 Gauss-Seidel迭代算法基本原理1.1 ; ;算法使用流程该算法的使用流程是根据数学原理得到某一参数，计算方法可以表现为y=f（x），则迭代过程可以表示为：y（1）=f（y）y（2）=f（y（1））y（3）=f（y（2））y（n）=f（y（n-1））将不同流程得到的外值代入到同一个计算方程，以获得第二步结果，经过多次运算之后，每一步得到的结果都会产生一定差异。
为了确定最终取得的运算参数，需要设定对比参数，计算方式为：|y（n）-y（n-1）|≤ε其中方程右侧为计算对象在多次计算中允许的最大误差值，需要注意的是，对于选用的算法中，函数加工厂“f（x）”中可以有多个自变量，但是因变量只能有一个，即：y=f（x1，x2，x3，…，xn）要根据实际的计算对象，合理确定自变量的数量和数值。
matlab电力系统潮流计算
电力系统潮流计算是电力系统分析和运行中的重要环节。
潮流计算主要用于确定电力系统中各个节点的电压、功率和潮流方向，以便进行功率平衡、电压稳定和线路负荷等方面的分析和评估。
MATLAB作为一种强大的数学建模和仿真工具，被广泛应用于电力系统潮流计算的研究和实际工程中。
本文将介绍MATLAB在电力系统潮流计算中的应用，包括算法原理、建模步骤和实例分析等内容。
一、潮流计算的基本原理潮流计算是指在给定电力网拓扑结构、负荷信息和发电机功率的情况下，通过迭代计算求解节点电压的复数值，以确定各节点的电压幅值和相角，进而计算各支路和各节点上的有功和无功功率。
潮流计算的基本原理是基于电力系统的潮流方程和节点功率平衡等基本理论，通过建立节点电压的复数方程组，利用迭代计算方法求解该方程组，从而得到节点的电压和功率信息。
二、MATLAB在潮流计算中的应用MATLAB作为一种功能强大的数学建模和仿真工具，具有丰富的数学计算函数和图形显示功能，适合于电力系统潮流计算的建模和仿真。
在MATLAB环境下，可以利用其矩阵运算、方程求解和数据可视化等功能，实现电力系统潮流计算的数学模型和算法的实现。
下面将介绍MATLAB在电力系统潮流计算中的具体应用步骤。
1. 建立电力系统潮流计算的数学模型在MATLAB环境下，首先需要建立电力系统潮流计算的数学模型，包括节点电压方程、支路潮流方程、节点功率平衡方程等。
利用MATLAB的矩阵运算和符号计算工具，可以将电力系统的节点和支路参数、负荷信息、发电机功率等数据表示为矩阵形式，建立电力系统潮流计算的数学模型。
2. 编写潮流计算的求解算法在建立电力系统潮流计算的数学模型后，需要编写潮流计算的求解算法。
在MATLAB环境下，可以利用其丰富的数学计算函数和优化工具，实现潮流计算的迭代求解算法，包括高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法等。
通过编写求解算法，可以实现电力系统潮流计算的数值求解过程。
3. 进行潮流计算的仿真实验在完成潮流计算的求解算法后，可以利用MATLAB进行潮流计算的仿真实验。
基于MATLAB的电力系统潮流计算对比分析研究
Telecom Power Technology设计应用技术 2023年5月25日第40卷第10期· 9 ·Telecom Power TechnologyMay 25, 2023, Vol.40 No.10黄 茜，等：基于MATLAB 的 电力系统潮流计算对比分析研究111a a a at t ab b ab b 11aa a 1a n A A A A b b a P bQ V Y U Y U Y U Y V −−+∗==+ − =−−−∑∑ （3）式中：V a 为节点a 的电压；Y aa 为节点a 和a 间的自导 纳；V a *为节点a 的电压共轭；Y ab 为节点a 、b 间的互导纳；U t 为平衡节点t 的电压；Y at 为节点a 、t 间的互导纳；U b 为节点b 的电压。
高斯-赛德尔算法在计算第a 个节点第A +1次迭代电压时用到的电压是第A 次迭代后得到的电压结果，可知只有一轮迭代完成后所得到的电压值才能用于下一次迭代中[2]。
高斯-赛德尔算法的直角坐标形式解法为()()()()()()22aaa a a a ab b ab b a ab b ab b 1122aaa a a ab a ab a a ab a ab a 11n nb b b a b a n n a b b b a b a P G e f e G e B f f G f B e Q B e f e G f B e f G e B f ==≠≠==≠≠ =+++++ −=+++−−∑∑∑∑（4）令()()()()1111ab b ab b ab b ab b 111112ab b ab bab b ab b 11a nA A A A b b a a nA A A A b b a D G eB f G f B f D G f B e G f B e −++==+−++==+ =−+− =+++∑∑∑∑（5）将式（5）代入式（4）可得 ()22a aa a a a 1a 2P G e f e D f D =+++（6） ()22a aa a a a 1a 2Q B e f e D f D −=++−（7）高斯-赛德尔算法的直角坐标公式又可表示为()()()()()()()()1aa a a a a aa a a a a a 1222222222aa aa aa aaa a a a 1aa a a a a aa a a a a a 2122222222aa aa aa aa a a a a A A A AA A A A A A A A AA A A A A G P e Q fB P f Q e e D D G B G B e f e f G P e Q f B P f Q e f D D G B G B e f e f ++ ++=−+− ++++−+ =−−− ++ ++（8）4 快速解耦法通常∆V 电压幅值的变化对∆P 有功功率的影响很小，∆θ电压相角的改变对∆Q 无功功率变化的影响也不大[3]。
基于Matlab的电力系统潮流计算
基于Matlab的电力系统潮流计算
郗忠梅;李有安;赵法起;张博
【期刊名称】《山东农业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(041)002
【摘要】潮流计算是电力系统的一项重要分析功能,是进行故障计算,继电保护整定,安全分析的必要工具.本文提出了利用Matlab语言来进行电力系统潮流计算.通过算例,说明了该方法编程简便、运算效率高并符合人们的思维习惯,计算结果能满足工程计算需要,同时验证了该方法的有效性.
【总页数】4页(P291-294)
【作者】郗忠梅;李有安;赵法起;张博
【作者单位】山东农业大学机电工程学院,山东,泰安,2710182;山东农业大学机电工程学院,山东,泰安,2710182;山东农业大学机电工程学院,山东,泰安,2710182;河南北方红阳工业有限公司,河南,南召,474678
【正文语种】中文
【中图分类】S18.Q5
【相关文献】
1.基于Matlab的牛顿-拉夫逊法电力系统潮流计算 [J], 王震东;刘白杨;张随涵
2.基于MATLAB的电力系统潮流计算 [J], 毕永廷;杨海波;师秀凤
3.基于MATLAB的电力系统潮流计算设计--用Simulink仿真进行潮流计算 [J], 赵紫颖;童小鹏;师秀凤
4.基于Matlab的电力系统快速解耦法潮流计算研究 [J], 任雨柔
5.基于Matlab的Gauss-Seidel迭代法电力系统潮流计算研究 [J], 宋阳
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１ 牛顿－拉夫逊法潮流计算直角坐标形式
的数学模型
设个节点网络， 编号为 １ ， ２ ， ３ ， …， n， 其
中包含一个平衡节点 s， m 个 PV 节点。 令节点导纳矩阵元素 Yij=Gij+jBij， 各节
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科技创新导报 ２００８ ＮＯ．２４ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
Ｉ Ｔ 技 术
点采用了稀疏矩阵的存储［ ４ － ５ ］ 和节点编号顺 序优化技术［６］及 Ｍａｔｌａｂ 的左除运算特点，提
表 。
的算法对文［９］中的 ＩＥＥＥ－１４ 和 ＩＥＥＥ－３０ 标准 测试系统进行了对比分析计算，两种方法的最 终计算结果均一致（误差精度为０．００００１），但计 算时间差别较为明显， 如表 １ 所示。
法［Ｊ］．电网技术，２００７，３１（１０）：６１－６３． ［５］ 朱凌志，安宁．基于二维链表的稀疏矩阵在
五是强磁干扰引起的重启或死机。不要 小看电磁干扰，许多时候我们的电脑死机和重 启就是因为电磁干扰造成的，这些干扰既有来 自机箱内部 Ｃ Ｐ Ｕ 风扇、机箱风扇、显卡风 扇、显卡、主板、硬盘的干扰， 也有来自外 部的动力线， 手机、音响、变频空调甚至汽 车等大型设备的干扰。如果我们主机的抗干 扰性能差或屏蔽不良，就会出现主机意外重启
或频繁死机的现象。 通过以上三例维修过程的介绍，总结了平
时维修计算机的经验，提高了理论和实践相结 合的能力， 也提高了自己维修计算机的自信 心。由此可见， 只要平时多积累实践经验， 一 些常见的计算机故障还是可以自己排除的。 同时希望和大家共同提高计算机维修的水 平。
参考文献
［１］ 王政林，王钦，等．电脑硬件与维护完全手册． 中国铁道出版社．
对每个 PV 节点， 除了有与式（ １ ）相同的 有功功率方程之外， 还有
（３）
这是一组非线性的方程组， 直角坐标 型牛顿－拉夫逊法将其转化为一组线性的 修正方程式为
式中
（４）
牛顿－拉夫逊法潮流计算的算法流程 为（如图 １ 所示）。
２ Ｍａｔｌａｂ编程的特殊处理
由前述可知， 牛顿法的核心就是反复 形成并且求解线性的修正方程式。牛顿－ 拉夫逊法直角坐标形式修正方程式的数目 是 ２ （ n－ １ ） ， 如果不利用雅可比矩阵的稀疏 特点， 当网络的节点数增加为 Ｎ 倍时， 存储 雅可比矩阵的内存量将正比于 Ｎ ２ 倍， 求解 修正方程式的计算量也将正比于 Ｎ ３ 倍地 增加， 这就限制了牛顿－拉夫逊法潮流程 序求解的网络规模。
４ 结语
本文结合 Ｍａｔｌａｂ 在矩阵运算中的优势和 特点， 采用稀疏矩阵存储、节点编号优化和 “左除”运算等特殊处理， 使牛顿－拉夫逊
电网牛顿法潮流［Ｊ］．中国电机工程学报， ２０００，２０（６）：１３－１６． ［７］ 刘洋，周家启，谢开贵，等．预条件处理ＣＧ法 大规模电力系统潮流计算［Ｊ］．中国电机工
形式。因此本文采用了 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 的“左除”
京：清华大学出版社，１９９６．３０９－３１３．
运 算 ， 通 过 下 式 一 步 就 求 出 修 正 方 程 式 的 参考文献
解， 不必再进行因子表程序的编制， 更不必 ［１］ 陈珩．电力系统稳态分析［Ｍ］．北京：中国电
通过因子表回代求解， 简化了程序的编制。
由于潮流计算在数学上属于多元非线 性代数方程组的求解， 必须采用迭代计算， 其中涉及大量的向量和矩阵运算。随着现 代电力系统朝着超高压、强互联性和强非 线性的方向发展， 其计算量和计算的复杂 度急剧增加， 以复数矩阵为基本计算单元 的 Ｍａｔｌａｂ 语言［３］在电力系统潮流计算程序 设计中显示出独特的优势。
三是 ＣＰＵ 在运行时温度过高也会引起计 算机重启。此时应该检查 ＣＰＵ 风扇是否运转 正常、散热装置是否良好等方面。现在的主 板都有专门的控制芯片，具备了在 ＢＩＯＳ 中检 测 ＣＰＵ 以及系统温度的功能。如果发现温度 过高， 就应该更换或增加风扇以加强散热。 还有就是当 Ｃ Ｐ Ｕ 风扇的测速电路损坏或测速 线间歇性断路时，因为主板检测不到风扇的转 速就会误以为风扇停转而自动关机或重启，但 我们在检查时可能看到 ＣＰＵ 风扇转动正常，并 且测速也正常。
的优点。
法潮流程序得以简化， 提高了计算速度， 降低
程学报，２００６，２６（７）：８９－９３．
２．３ 利用 Ｍａｔｌａｂ 稀疏矩阵的“左除”运算 了计算内存量，而简化后收敛性和计算结果并 ［８］ 胡博，周家启，刘洋，等．基于预处理条件
求解修正方程式 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 的“左除”运算可以直接求解
牛顿－拉夫逊法潮流计算是基于矩阵 的迭代计算， 而 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 正是以处理矩阵见 长。为此， 本文在编程时结合 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 的特
①基金项目： 昆明理工大学校青年基金项目资助（项目编号：校青 ２ ０ ０ ６ － ４ ４ ）
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电力系统潮流计算的 Ｍａｔｌａｂ 程序改进方法①
刘可真 陈勇 （昆明理工大学 云南昆明 ６ ５ ０ ０ ５ １ ）
摘 要：针对牛顿－拉夫逊法潮流计算涉及复杂矩阵运算的问题，提出利用 Ｍａｔｌａｂ 矩阵运算的优势， 采用稀疏矩阵存储、节点编号优 化、”左除”函数运算等改进方法， 简化潮流计算程序， 使计算速度明显提高。Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ － １ ４ 和 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ － ３ ０ 标准算例分析证明了本文改进 方法的有效性。 关键词：潮流计算 牛顿－拉夫逊法 Ｍａｔｌａｂ 稀疏矩阵 节点编号 中图分类号：ＴＭ７４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００８）０８（ｃ）－００４５－０２
线性方程组［７－８］ ， 而且在除法运算内部采用 的是高斯消去法， 实质是因子表法的变形
不会受到影响，充分证明了算法的有效性和实 用性，为电力系统潮流计算的发展提供了新的 思路。
ＧＭＲＥＳ 的不精确牛顿法潮流计算［Ｊ］．电工 技术学报，２００７，２２（２）：９９－１０４． ［９］ 张伯明，陈寿孙．高等电力网络分析［Ｍ］．北
潮流计算中的应用［Ｊ］．电网技术，２００５，２９ （８）：５１－５５．
元过程中注入新的非零元素的数目， 本文
［６］ 蔡中勤，郭志忠．基于逆流编号法辐射型配
采用了半动态优化法进行节点编号。即节 点关联度少的优先编号， 并消去该节点； 消 去后， 重新统计节点的关联度， 再取关联度 少的编号， 并消去之， 反复进行。该法具有 优化效果好、优化程序简单和优化速度快
点电压为
， 其中 G 和 B 分别为
ij
ij
各节点导纳的实部和虚部， e 和 f 分别为各
i
i
节点电压的实部和虚部， 则需求解的潮流
方程对每个 PQ 节点， 有
图 １ 牛顿－拉夫逊法潮流计算流程图
（１）
（２）
电力系统潮流计算是研究电力系统稳 态运行中最为常用的基本计算， 即根据给 定的电力系统的网络结构和参数， 在满足 电力系统运行状态的边界条件情况下， 确 定电力系统稳态运行状态的基本方法［ １ ］ 。 潮流计算的研究是从 ２ ０ 世纪 ５ ０ 年代随着 电网的产生而开始的， 涌现出的各种算法 都是围绕着算法的可靠性或收敛性； 对计 算机内存量的要求和计算速度； 计算的方 便性和灵活性等［２］。
２．１ 稀疏矩阵的存储
节点导纳矩阵是对称且高度稀疏的矩
阵， 本文采用只存储上三角部分的非零元
素， 非零元素才参加运算的方法有效节约
了内存空间和计算时间。
雅可比矩阵具有高度稀疏但非对称的
特点， 因此本文采用存储每行非零元素的方
法， 也大大降低了内存量且计算速度较快。
在 Ｍａｔｌａｂ 中可利用 ｓｐａｒｓｅ 函数创建稀 ３ 算例分析
四是主板硬件故障引起的重启问题。其 中很大一部分由于 ＣＰＵ 周围的电源滤波电容 损坏造成的，这时应检查这些电容是否有漏液 及膨胀现象，如果出现以上问题应及时更换同 型号的电容。还有部分情况是主板焊锡热稳 定性差，出现焊点虚焊或由于热胀冷缩引起的 松动， 直接用电烙铁补焊就可以了。注意， 在 对主板、显卡等计算机板卡焊接时， 一定要 将电烙铁良好接地，或者在焊接时拔下电源插 头。
力出版社，１９９９，１３９－１９３．
［２］ 何仰赞，等．电力系统分析下册［Ｍ］．武汉：华
（１１）
中科技大学出版社，２００２，５３－７３． ［３］ 王沫然．ＭＡＴＬＡＢ６．０ 与科学计算［Ｍ］．北
（上接 ４ ４ 页） 时就会因为内存发热量大导致功能失效而意 外重启， 查看是否出现了质量问题， 多数时候 内存损坏时开机会报警， 但内存损坏后不报 警， 不加电的故障都还是有的， 可以用替换法 检测是不是内存问题， 如果是， 可以更换排 除。
京： 电子工业出版社， ２ ０ ０ １ ， １ － ５ ４ ２ ．
疏矩阵， 且大多数运算都适用于稀疏矩阵，
利用本文改进处理后的算法和未经改进 ［４］ 彭谦，姜彤，曲鹏．修正节点接入导纳潮流算
同时还提供了一些专门用于稀疏矩阵的函 数， 有力地支持了稀疏技术。 ２．２ 节点编号顺序优化
牛顿－拉夫逊法潮流计算求解修正方 程式时一般采用因子表分解法， 为减少消
［２］ 吕远中，王钦，等．电脑外设故障处理完全手 册． 中国铁道出版社．
［３］ 倪林．高校计算机的日常维护和保养．辽宁 教育行政学院学报，２００７，（２）：９７－９８．
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