基于MATLAB的直角坐标下牛顿拉夫逊法潮流计算
基于MATLAB牛顿拉夫逊法进行潮流计算
基于MATLAB牛顿拉夫逊法进行潮流计算【技术文档】
1.牛顿拉夫逊法在电力系统中的应用
由于电力系统存在着复杂的网络结构，要求高精度的计算，其复杂性导致一般的解析方法难以满足处理要求。
因此，经典的数值算法，如牛顿拉夫逊法（NLF）在计算中得到了广泛的应用。
牛顿拉夫逊法是一种以牛顿法为基础，利用拉夫逊步长更新的数值迭代方法。
电力系统除了需要求解静态ギス，还要求解动态ギス；这种动态ギス的求解并不是牛顿拉夫逊法的特征之一，因此，要使用牛顿拉夫逊法来求解电力系统的动态ギス，必须采用额外的技术，这种技术被称为牛顿拉夫逊法的“持续状态”，使用该方法可以求解电力系统中各类动态ギス的解。
2.MATLAB牛顿拉夫逊法应用：潮流计算
第一步，定义电力系统相关变量，包括母线及其网络拓扑结构、电源和功率元件等。
第二步，根据定义的变量建立平衡方程。
第三步，确定牛顿迭代次数以及拉夫逊步长准则。
基于MATLAB的潮流计算源程序代码(优.选)
%*************************电力系统直角坐标系下的牛顿拉夫逊法潮流计算**********clearclcload E:\data\IEEE014_Node.txtNode=IEEE014_Node;weishu=size(Node);nnum=weishu(1,1); %节点总数load E:\data\IEEE014_Branch.txtbranch=IEEE014_Branch;bwei=size(branch);bnum=bwei(1,1); %支路总数Y=(zeros(nnum));Sj=100;%********************************节点导纳矩阵*******************************for m=1:bnum;s=branch(m,1); %首节点e=branch(m,2); %末节点R=branch(m,3); %支路电阻X=branch(m,4); %支路电抗B=branch(m,5); %支路对地电纳k=branch(m,6);if k==0 %无变压器支路情形Y(s,e)=-1/(R+j*X); %互导纳Y(e,s)=Y(s,e);endif k~=0 %有变压器支路情形Y(s,e)=-(1/((R+j*X)*k));Y(e,s)=Y(s,e);Y(s,s)=-(1-k)/((R+j*X)*k^2);Y(e,e)=-(k-1)/((R+j*X)*k); %对地导纳endY(s,s)=Y(s,s)-j*B/2;Y(e,e)=Y(e,e)-j*B/2; %自导纳的计算情形endfor t=1:nnum;Y(t,t)=-sum(Y(t,:))+Node(t,12)+j*Node(t,13);%求支路自导纳endG=real(Y); %电导B=imag(Y); %电纳%******************节点分类************************************* *pq=0; pv=0; blancenode=0;pqnode=zeros(1,nnum);pvnode=zeros(1,nnum);for m=1:nnum;if Node(m,2)==3blancenode=m; %平衡节点编号else if Node(m,2)==0pq=pq+1;pqnode(1,pq)=m; %PQ 节点编号else if Node(m,2)==2pv=pv+1;pvnode(1,pv)=m; %PV 节点编号endendendend%*****************************设置电压初值********************************** Uoriginal=zeros(1,nnum); %对各节点电压矩阵初始化for n=1:nnumUoriginal(1,n)=Node(n,9); %对各点电压赋初值if Node(n,9)==0;Uoriginal(1,n)=1; %该节点为非PV节点时，将电压值赋为1endendPresion=input('请输入误差精度要求：Presion=');disp('该电力系统节点数:');disp(nnum);xiumax=0.1;counter=0;while xiumax>Presion%****************************计算不平衡量***********************************e=real(Uoriginal); %取初始电压的实部f=imag(Uoriginal); %取初始电压的虚部deta=zeros(2*pq+2*pv,1); %构造储存功率变化量的列矩阵n=1;for m=1:pq;Pi=0;Qi=0;for t=1:nnum;Pi=Pi+e(1,pqnode(1,m))*(G(pqnode(1,m),t)*e (1,t)-B(pqnode(1,m),t)*f(1,t))+f(1,pqnode(1,m ))*(G(pqnode(1,m),t)*f(1,t)+B(pqnode(1,m),t) *e(1,t));%计算该PQ节点的负荷有功Qi=Qi+f(1,pqnode(1,m))*(G(pqnode(1,m),t)*e (1,t)-B(pqnode(1,m),t)*f(1,t))-e(1,pqnode(1,m ))*(G(pqnode(1,m),t)*f(1,t)+B(pqnode(1,m),t) *e(1,t));%计算该PQ节点的负荷无功endS1(1,pqnode(1,m))=Pi+j*Qi;P=(Node(pqnode(1,m),7)-Node(pqnode(1,m), 5))/Sj-Pi;%计算该PQ节点的实际有功功率deta(n,1)=P;%在该列向量中储存有功功率n=n+1;Q=(Node(pqnode(1,m),8)-Node(pqnode(1,m),6))/Sj-Qi;%计算该PQ节点的实际无功功率deta(n,1)=Q;%在该列向量中储存无功功率n=n+1;endfor m=1:pv;Pv=0; Qv=0;for t=1:nnum;Pv=Pv+e(1,pvnode(1,m))*(G(pvnode(1,m),t)* e(1,t)-B(pvnode(1,m),t)*f(1,t))+f(1,pvnode(1, m))*(G(pvnode(1,m),t)*f(1,t)+B(pvnode(1,m), t)*e(1,t));%计算该PV节点的负荷有功Ui=e(1,pvnode(1,m))^2+f(1,pvnode(1,m))^2; %计算该节点的负荷电压值Qv=Qv+f(1,pqnode(1,m))*(G(pqnode(1,m),t)* e(1,t)-B(pqnode(1,m),t)*f(1,t))-e(1,pqnode(1, m))*(G(pqnode(1,m),t)*f(1,t)+B(pqnode(1,m), t)*e(1,t));endS1(1,pvnode(1,m))=Pv+j*Qv;P=(Node(pvnode(1,m),7)-Node(pvnode(1,m), 5))/Sj-Pv; %计算该节点的实际有功功率deta(n,1)=P; %储存该有功功率n=n+1;U=Node(pvnode(1,m),3)^2-Ui; %计算电压变化量deta(n,1)=U; %储存该电压变化量n=n+1;enddeta;cerate=zeros(pq+pv,1);for k=1:pqcerate(k,1)=pqnode(1,k);endfor v=1:pvcerate(pq+v,1)=pvnode(1,v);end%******************************雅克比矩阵****************************** Jacob=ones(2*nnum-2);L=0;J=0;H=0;N=0; R=0;S=0;n=1;k=1;form=1:pq; %m表示雅克比矩阵中pq节点的行数for u=1:pq+pv; %u 表示雅克比矩阵中pq节点的列数t=cerate(u,1); %t为中间变量，用来标记雅克比矩阵中指定元素的个数if pqnode(1,m)~=t %非对角元素的情况H=G(pqnode(1,m),t)*f(1,pqnode(1,m))-B(pqn ode(1,m),t)*e(1,pqnode(1,m));N=G(pqnode(1,m),t)*e(1,pqnode(1,m))+B(pq node(1,m),t)*f(1,pqnode(1,m));L=H;J=-N;elseifpqnode(1,m)==t %对角线元素时的情况I=0;for g=1:nnumI=Y(t,g)*Uoriginal(1,g)+I; %计算节点的注入电流endaii=real(I);bii=imag(I);H=-B(t,t)*e(1,pqnode(1,m))+G(t,t)*f(1,pqnode (1,m))+bii;N=G(t,t)*e(1,pqnode(1,m))+B(t,t)*f(1,pqnode (1,m))+aii;L=-B(t,t)*e(1,pqnode(1,m))+G(t,t)*f(1,pqnode (1,m))-bii; J=-G(t,t)*e(1,pqnode(1,m))-B(t,t)*f(1,pqnode( 1,m))+aii;endendJacob(n,k)=H;k=k+1;Jacob(n,k)=N;k=k-1;n=n+1;Jacob(n,k)=J;k=k+1;Jacob(n,k)=L;n=n-1; k=k+1; %按照雅克比矩阵的排列规则排列pq节点的雅克比元素endk=1; n=2*m+1; %将光标定位于下一个待排列PQ节点元素的第一个位置endn=2*pq+1; k=1; %定位于PV节点的第一个位置处for m=1:pv;for u=1:pq+pv;t=cerate(u,1); %t为中间变量，用来标记雅克比矩阵中指定元素的位置if pvnode(1,m)~=t %非对角线元素情况H=G(pvnode(1,m),t)*f(1,pvnode(1,m))-B(pvno de(1,m),t)*e(1,pvnode(1,m));N=G(pvnode(1,m),t)*e(1,pvnode(1,m))+B(pvn ode(1,m),t)*f(1,pvnode(1,m));R=0; S=0;endifpvnode(1,m)==t %对角线元素情况I=0;for g=1:nnumI=Y(t,g)*Uoriginal(1,g)+I; %计算PV节点的注入电流endaii=real(I);bii=imag(I);H=-B(t,t)*e(1,pvnode(1,m))+G(t,t)*f(1,pvnode (1,m))+bii;N=G(t,t)*e(1,pvnode(1,m))+B(t,t)*f(1,pvnode( 1,m))+aii;R=2*f(1,pvnode(1,m));S=2*e(1,pvnode(1,m));endJacob(n,k)=H; k=k+1;Jacob(n,k)=N; k=k-1;n=n+1;Jacob(n,k)=R; k=k+1;Jacob(n,k)=S;n=n-1;k=k+1; %按照雅克比矩阵的排列规则排列PV节点的雅克比元素endk=1;n=n+2; %定位于下一个待排列PV节点的雅克比元素第一个位置end%*************************电压变化量化的计算与存储************************************ Detau=inv(Jacob)*deta; %构建电压的变化量的列向量f=zeros(1,nnum); %给电压实部赋初值0e=zeros(1,nnum); %给电压虚部赋初值0for p=1:(pq+pv);f(1,cerate(p,1))=j*Detau(2*p-1,1);%将电压变量的奇数行赋值给fe(1,cerate(p,1))=Detau(2*p,1); %将电压变量的偶数行赋值给eendt=e+f;xiumax=abs(Detau(1,1)); %将电压变化量的第一个元素赋值给最大允许误差for n=2:2*nnum-2;if abs(Detau(n,1))>xiumaxxiumax=abs(Detau(n,1)); %找出最大的电压误差endendUoriginal=Uoriginal+t; %迭代修正后的电压值counter=1+counter; %统计迭代次数enddisp('迭代次数counter:');disp(counter);%**************************平衡节点功率及显示**********************************m=blancenode;t=0;for n=1:nnum;t=t+(G(m,n)-j*B(m,n))*(real(Uoriginal(1,n))-j*i mag(Uoriginal(1,n)));endS1(1,m)=Uoriginal(1,m)*t;%**************************直角坐标下各节点电压及显示****************************U=zeros(1,nnum);for n=1:nnumUi(n,1)=Node(n,1);U(1,n)=real(Uoriginal(1,n))+i*imag(Uoriginal(1 ,n)); %将电压值由极坐标转化为直角坐标形式Ui(n,2)=U(1,n);Ui(n,3)=S1(1,n);enddisp('各节点电压直角坐标形式及节点注入功率:');disp(' 节点号节点电压值节点注入功率');disp(Ui);disp('修正电压的最大误差:')disp(xiumax);%**************************功率损耗************************************* **for m=1:bnum %支路功率及损耗startnode=branch(m,1);endnode=branch(m,2); %终止节点y=sum(Y,2);Sij=Uoriginal(1,startnode)*((conj(Uoriginal(1,s tartnode))*conj(y(startnode,1)))+(conj(Uorigi nal(1,startnode))-conj(Uoriginal(1,endnode))) *conj(-Y(startnode,endnode)));Sji=Uoriginal(1,endnode)*((conj(Uoriginal(1,e ndnode))*conj(y(endnode,1)))+(conj(Uoriginal (1,endnode))-conj(Uoriginal(1,startnode)))*co nj(-Y(endnode,startnode)));S(m,1)=startnode; %始节点S(m,2)=endnode; %末节点S(m,3)=Sij; %始节点流入的功率S(m,4)=Sji; %末节点流入的功率S(m,5)=Sij+Sji; %线路损耗enddisp('支路功率及损耗：');disp('节点号(I) 节点号(J) 支路功率（I-J）支路功率（J-I）线路损耗（delta_S)')disp(S); 最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成word文本--------------------- 方便更改。
基于MATLAB进行潮流计算
基于MATLAB进行潮流计算本文介绍了基于MATLAB软件的潮流计算方法。
电力系统潮流计算方法分为手算潮流和计算机潮流计算两类。
手算潮流主要适用于规模较小的辐射型电力潮流计算，而计算机潮流计算有两种途径：编程实现网络方程的迭代求解和借助电力系统分析仿真软件搭建系统模型完成潮流计算。
MATLAB具有强大的矩阵运算功能和电力系统仿真平台，可以为实现潮流计算提供更便捷的手段。
本文采用极坐标形式牛顿─拉夫逊法进行潮流计算，为其他形式的潮流计算提供借鉴。
Abstract: The power flow n method can be divided into two categories: hand n of tidal current and computer power flow XXX simplified equivalent circuits。
making it XXX: programming XXX ns。
or using power system XXX system model for power flow n。
MATLAB are has strong matrix ns and its power system XXX-Raphson method of power flow n in polar coordinates with MATLAB are。
and can serve as a reference for other forms of power flow n.1.电力系统中的牛顿法潮流计算是一种常用的电力系统分析方法。
该方法基于节点电压的相等条件和潮流方程的等式条件，通过迭代求解电压和相位的不平衡量，最终得到各节点的电压、相位和功率等参数。
2.牛顿法潮流计算的步骤包括输入系统原始数据、形成节点导纳矩阵、给定各节点电压初值、计算功率偏差向量、判断收敛条件、计算雅克比矩阵、解修正方程、计算节点电压和相位的修正值、迭代计算直至满足收敛条件、计算各节点功率等参数并输出计算结果。
牛顿—拉夫逊法潮流计算MATLAB程序
牛顿一拉夫逊法潮流计算程序By Yuluo%牛顿--拉夫逊法进行潮流计算n=i nput(' 请输入节点数：n=');n1=i nput('请输入支路数：n仁')；isb=i nput(' 请输入平衡母线节点号：isb=');pr=i nput('请输入误差精度：pr=');B1=input('请输入由支路参数形成的矩阵：B1=');B2=input('请输入各节点参数形成的矩阵：B2=');X=input('请输入由节点参数形成的矩阵：X=');Y=zeros( n);e=zeros(1, n);f=zeros(1, n);V=seros(1, n);O=zeros(1, n);S1=zeros( n1); for i=1: nif X(i,2)~=0;p=X(i,1);丫(p,p)=1./X(i,2);endendfor i=1: n1if B1(i,6)==0p=B1(i,1);q=B1(i,2);else p=B1(i,2);q=B1(i,1);end丫(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5);Y(p,q)=Y(p,q);Y(p,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5F2)+B1(i,4)./2;丫(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;end % 求导纳矩阵G=real(Y);B=imag(Y);for i=1: ne(i)=real(B2(i,3));f(i)=imag(B2(i,3));V(i)=B2(i,4);endfor i=1: nS(i)=B2(i,1)-B2(i,2);B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);endP=rea(S);Q=imag(S);ICT1=0;IT2=1;NO=2* n;N=NO+1;a=0;while IT2~=0IT2=0;a=a+1;for i=1: n;C(i)=0;D(i)=0;for j1=1: nC(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);endP仁C(i)*e(i)+f(i)*D(i);Q仁f(i)*C(i)-D(i)*e(i); % 求'P,Q'V2=e(i)A2+f(i)A2;if B2(i,6)~=3DP=P(i)-P1;DQ=Q(i)-Q1;for j1=1: nif j1~=isb&j1~=iX1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);X3=X2;X4=-X1;p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,q)=X2; end end else DP=P(i)-P1;DV=V(i)~2-V2;for j1=1: nif j1~=isb&j1~=iX1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);X5=0;X6=0;p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;J(m,q)=X2;elseif j1==i&j1~=isbX仁-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);X5=-2*e(i);X6=-2*f(i);p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;J(m,q)=X2; end end end endend % 求雅可比矩阵for k=3:N0k1=k+1;N 1=N;for k2=k1:N1J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);endJ( k,k)=1;k4=k-1;for k3=3:k4for k2=k1:N1J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J (k, k2);endJ(k3,k)=0;endendfor k3=k1:N0for k2=k1:N1J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J (k, k2);endJ(k3,k)=0;endendendfor k=3:2:N0-1L=(k+1)./2;e(L)=e(L)-J (k,N);k1=k+1;f(L)=f(L)-J(k1,N);endfor k=3:N0DET=abs (J(k, N));if DET>=prIT2=IT2+1endendICT2(a)=IT2ICT1=ICT1+1;for k=1: ndy(k)=sqrt(e(k)A2+f(k)A2);endfor i=1: nDy(k)=sqrt(e(k)A2+f(kF2);endfor i=1: nDy(ICT1,i)=dy(i);endend % 用高斯消去法解“ w=-J*V”disp('迭代次数');disp(ICTI);disp('没有达到精度要求的个数');disp(ICT2);for k=1: nV(k)=sqrt(e(k)A2+f(k)A2);O(k)=ata n(f(k)./e(k))*180./pi;endE=e+f*j;disp('各节点的实际电压标么值E为(节点号从小到大的排列)：’)；disp(E);disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大的排列)：’)；disp(V);disp('各节点的电压相角0为(节点号从小到大的排列)：’)；disp(O);for p=1: nC(p)=0;for q=1: nC(p)=C(p)+conj(丫(p,q))*conj(E(q));endS(p)=E(p)*C(p);enddisp('各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：’)；disp(S);disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一样)：‘)；for i=1: n1if B1 ( i,6)==0p=B1(i,1);q=B1(i,2);else p=B1(i,2);q=B1(i,1);endSi(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)*B1(i,5))-conj(E(q)))*con j(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));disp(Si(p.q));enddisp('各条支路的末端功率Sj为(顺序同您的输入B1时一样)：‘)；for i=1: n1if B1(i,6)==0p=B1(i,1);q=B1(i,2);else p=B1(i,2);q=B1(i,1);endSj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*conj(B1(i,4)./2)+(xonj(E(q)./B1(i,5))-conj(E(p)))*xo nj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));disp(Sj(q,p));enddisp('各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一样)：'；for i=1: n1if B1(i,6)==0p=B1(i,1);q=B1(i,2);else p=B1(i,2);q=B1(i,1);endDS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);disp(DS(i));endfor i=1:ICT1Cs(i)=i;enddisp('以下是每次迭代后各节点的电压值(如图所示) ‘)；plot(Cs,Dy),xlabel('迭代次数')，ylabel('电压'),title(' 电压迭代次数曲线');。
基于MATLAB进行潮流计算
基于MATLAB进行潮流计算编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（基于MATLAB进行潮流计算）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为基于MATLAB进行潮流计算的全部内容。
基于MATLAB 进行潮流计算学生：王仕龙 2011148213指导老师:李咸善摘要：电力系统潮流计算方法有两类，即手算潮流和计算机潮流计算。
手算潮流主要借助于形成简化的等值电路来实现,这种方法尤其适用于规模不大的辐射型电力潮流计算.计算机潮流计算的实现有两种途径：其一是编程实现网络方程的迭代求解；其二是借助与电力系统分析仿真软件，搭建系统模型来完成潮流计算。
MATLAB 具有强大的矩阵运算功能，同时其具有电力系统仿真平台也为直观地实现潮流计算提供了更便捷的手段[1］。
本文是基于MATLAB 软件,采用极坐标形式牛顿─拉夫逊法进行潮流计算,为其他形式的潮流计算有借鉴的作用。
关键词: 电力系统；计算机潮流计算 ;MATLAB ；牛顿─拉夫逊法Abstract:The power flow calculation method has two kinds ，which are the hand calculation of tidal current and computer power flow calculation.Hand calculation tidal current is mainly realized by means of the formation of simplified equivalent circuit 。
This method is especially suitable for small scale radiation power flow calculation 。
基于MATLAB的牛顿拉夫逊迭代法计算潮流(附加短路计算)
这个程序可以适用于三机九节点系统（参数见主程序），本来是想编一个通用各种结构的程序的，但是因为鄙人比较懒，老师留作业时候又没说要通用，就没改完。
惭愧啊。
不过大同小异啦。
有兴趣的慢慢改吧。
使用方法：按后文中给出的代码建立.m文件放在一个文件夹里面。
先运行Powerflow_main.m计算算例系统的潮流；然后运行ShortcircuitCalc.m计算算例系统三相短路电流；程序说明详见各.m文件注释部分，写的已经很详细了，慢慢看吧。
Powerflow_main.m文件代码如下：clear%牛顿拉夫逊迭代法计算潮流format short %规定参数数据显示精度%节点参数矩阵%第一列为节点编号%第二列表示有功注入P%第三列表示无功注入Q%第四列表示电压幅值U%第五列表示电压角度θ%第六列表示发电机x′%第七列表示发电机E′%第八列表示节点类型（2表示平衡节点，1表示PV节点，0表示PQ节点）Node_p=[ 1, 0, 0, 1.04 , 0, 0.3, 1.137, 2;2, 1.63, 0, 1.025, 0, 0.3, 1.211, 1;3, 0.85, 0, 1.025, 0, 0.3, 1.047, 1;4, 0, 0, 1.0, 0, 0, 0, 0;5, -1.25, -0.5, 1.0, 0, 0, 0, 0;6, -0.9, -0.3, 1.0, 0, 0, 0, 0;7, 0, 0, 1.0, 0, 0, 0, 0;8, -1, -0.35, 1.0, 0, 0, 0, 0;9, 0, 0, 1.0, 0, 0, 0, 0];count_s=0;countPV=0;for k=1:size(Node_p,1)if Node_p(k,8)==1countPV=countPV+1;else if Node_p(k,8)==2count_s=count_s+1;end;end;end;countPV;count_s;countPQ=size(Node_p,1)-1-countPV;%显示节点参数disp('节点参数如下：')disp(Node_p)%支路参数%第一列为首节点，第二列为末节点，第三列表示R，第四列表示X，第五列表示B/2 %第六列表示支路类型（1为变比为1的变压器元件；2为输电线元件;0为接地支路）Branch_p =[ 1, 4, 0 , 0.0576, 0 , 1;2, 7, 0 , 0.0625, 0 , 1;3, 9, 0 , 0.0586, 0 , 1;4, 5, 0.01 , 0.085 , 0.088 , 2;4, 6, 0.017 , 0.092 , 0.079 , 2;5, 7, 0.032 , 0.161 , 0.153 , 2;6, 9, 0.039 , 0.17 , 0.179 , 2;7, 8, 0.0085, 0.072 , 0.0745, 2;8, 9, 0.0119, 0.1008, 0.1045, 2];%显示支路参数disp('支路参数如下：')disp(Branch_p)%设置节点初值U=Node_p(:,4);e_ang=Node_p(:,5);P=Node_p(:,2);Q=Node_p(:,3);save data.matformat long%计算结果数据显示精度%显示节点导纳矩阵admi();disp('节点导纳矩阵Y');sparseYKmax=10; %设置最大迭代次数kaccuracy=10^-7;%设置迭代精度k=0;%迭代次数初始化为零for k1=1:Kmax[dP,dQ,y]=getY(U,e_ang);if max(abs(y))<accuracybreak;end;J=jacob(U,e_ang,dP,dQ);x=-inv(J)*y;de_ang=[0;x(1:8)];dU=x(9:14);u1=U(2:9)*dU.';u=diag(u1);U(4:9)=U(4:9)+u;e_ang=e_ang+de_ang;k=k+1;end;e_ang=e_ang/pi*180;save result.matdisp('迭代次数：')kdisp('4号节点至9号节点电压幅值如下：') disp(U(4:9))disp('2号节点至9号节点电压相角如下：') disp(e_ang(2:9))admi.m文件代码如下：%节点导纳矩阵的形成format long %规定数据格式NI=size(Branch_p,1);k_t=1;Y=zeros(NI);for m1=1:NI;I=Branch_p(m1,1);J=Branch_p(m1,2);R=Branch_p(m1,3);X=Branch_p(m1,4);b=Branch_p(m1,5);Style=Branch_p(m1,6);if Style==1 %判断为变压器元件Y(I,I)=Y(I,I)+1/(R+1j*X);Y(J,J)=Y(J,J)+1/(R+1j*X)/k_t/k_t;Y(I,J)=Y(I,J)-1/(R+1j*X)/k_t;Y(J,I)=Y(J,I)-1/(R+1j*X)/k_t;else if Style==0 %判断为母线接地支路元件Y(I,J)=Y(I,J)+1/(R+1j*X);else %判断为输电线元件Y(I,I)=Y(I,I)+1j*b+1/(R+1j*X);Y(J,J)=Y(J,J)+1j*b+1/(R+1j*X);Y(I,J)=Y(I,J)-1/(R+1j*X);Y(J,I)=Y(J,I)-1/(R+1j*X);end;end;end;Y;G=real(Y);B=imag(Y);sparseY=sparse(Y);save data.mat;getY.m文件代码如下：（线性方程组常写作AX=Y形式，故此处命名为get_Y）%计算ΔP和ΔQ的函数function [dP,dQ,y]=getY(U,e_ang)load data P Q G B Node_p countPV count_s;dP=zeros(size(Node_p,1),1); sum1=zeros(size(Node_p,1),1);for i=1:size(Node_p,1)for j=1:size(Node_p,1)sum1(i)=sum1(i)+U(j)*(G(i,j)*cos(e_ang(i)-e_ang(j))+B(i,j)*sin(e_ang(i)-e_ang(j)));end;dP(i)=P(i)-U(i)*sum1(i);end;dQ=zeros(size(Node_p,1),1);sum2=zeros(size(Node_p,1),1);for i=1:size(Node_p,1)for j=1:size(Node_p,1)sum2(i)=sum2(i)+U(j)*(G(i,j)*sin(e_ang(i)-e_ang(j))-B(i,j)*cos(e_ang(i)-e_ang(j)));end;dQ(i)=Q(i)-U(i)*sum2(i);end;y=[dP((count_s+1):9);dQ((countPV+count_s+1):9)]; %拼接ΔP和ΔQ构成方程-J*x=y的向量yjacob.m文件的代码如下：%形成雅克比矩阵的函数function J=jacob(U,e_ang,dP,dQ)load data B G Q P Node_p countPV count_s;size_Y=size(Node_p,1);%H矩阵H1=zeros(size_Y);for i=1:size_Yfor j=1:size_Yif j==i;H1(i,j)= U(i)*U(i)*B(i,j)+Q(i)-dQ(i);elseH1(i,j)=-U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(e_ang(i)-e_ang(j))-B(i,j)*cos(e_ang(i)-e_ang(j)));end;endendH=H1(2:size_Y,2:size_Y);%N矩阵N1=zeros(size_Y);for i=1:size_Yfor j=1:size_Yif j==i;N1(i,j)= -U(i)*U(i)*G(i,j)-(P(i)-dP(i));elseN1(i,j)=-U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(e_ang(i)-e_ang(j))+B(i,j)*sin(e_ang(i)-e_ang(j)));end;end;end;N=N1(2:size_Y,(countPV+count_s+1):size_Y);%M矩阵M1=zeros(size_Y);for i=1:size_Yfor j=1:size_Yif j==i;M1(i,j)=U(i)*U(i)*G(i,j)-(P(j)-dP(j));elseM1(i,j)=U(i)*U(j)*(G(i,j)*cos(e_ang(i)-e_ang(j))+B(i,j)*sin(e_ang(i)-e_ang(j)));end;end;end;M=M1((countPV+count_s+1):size_Y,2:size_Y);%L矩阵L1=zeros(size_Y);for i=1:size_Yfor j=1:size_Yif j==i;L1(i,j)= U(i)*U(i)*B(i,j)-(Q(i)-dQ(i));elseL1(i,j)= -U(i)*U(j)*(G(i,j)*sin(e_ang(i)-e_ang(j))-B(i,j)*cos(e_ang(i)-e_ang(j)));end;endendL=L1((countPV+count_s+1):size_Y,(countPV+count_s+1):size_Y);J=[H N;M L];%拼接构成雅克比矩阵ShortcircuitCalc.m文件的代码如下：clear%三相短路计算format long;%对YN进行修正，形成包括发电机内阻抗和负荷阻抗的节点导纳矩阵re_admi();Z=inv(rY);%计算节点阻抗矩阵disp('4节点发生金属短路')f=4;%短路点为4节点%输出节点阻抗矩阵的短路点所在列disp('节点阻抗矩阵的短路点所在列Z(:,f)=');Z(:,f)%短路电流If计算load result U e_ang;e_angf=e_ang(f);Uf=U(f)*(cos(e_angf/180*pi)+1j*sin(e_angf/180*pi));Zff=Z(f,f);zf=0;If=Uf/(Zff+zf);i_angf=angle(If)*180/pi;If=abs(If);%短路电流计算结果显示disp('短路电流幅值:')Ifdisp('短路电流相角(单位为°)')i_angf%短路时各节点电压计算U_k=U;for x1=1:size(Node_p,1)U_k(x1)=U(x1)*(cos(e_ang(x1)*pi/180)+1j*sin(e_ang(x1)*pi/180))-Z(x1,f)*If*(cos(i_angf*pi/180)+ 1j*sin(i_angf*pi/180));end;%Uk为短路时各节点电压幅值Uk=abs(U_k);%uk_ang为短路时各节点电压相角（单位为°）uk_ang=angle(U_k)*180/pi;%输出短路时各节点电压disp('短路时1-9节点电压：')disp('幅值：')Ukdisp('相角：(单位为°)')uk_ang%计算短路时各支路电流%输出矩阵初始化%第一列为首节点i%第二列为末节点j%第三列为Ii幅值%第四列为Ii相角(单位为°)%第五列为Ij幅值%第六列为Ij相角（单位为°）Ik=[1 4 1 0 1 0;2 7 1 0 1 0;3 9 1 0 1 0;4 5 1 0 1 0;4 6 1 0 1 0;5 7 1 0 1 0;6 9 1 0 1 0;7 8 1 0 1 0;8 9 1 0 1 0];load data Branch_p k_t;%其中变压器变比为k_tNI=size(Branch_p,1);for m1=1:NI;I=Branch_p(m1,1);J=Branch_p(m1,2);R=Branch_p(m1,3);X=Branch_p(m1,4);b=Branch_p(m1,5);Style=Branch_p(m1,6);if Style~=1 %判断为非变压器支路Ik(m1,3)=(U_k(I)-U_k(J))/(R+1j*X)+U_k(I)*1j*b;Ik(m1,4)=angle(Ik(m1,3))*180/pi;Ik(m1,3)=abs(Ik(m1,3));Ik(m1,5)=(U_k(J)-U_k(I))/(R+1j*X)+U_k(J)*1j*b;Ik(m1,6)=angle(Ik(m1,5))*180/pi;Ik(m1,5)=abs(Ik(m1,5));else %否则为变压器支路Ik(m1,3)=(U_k(I)-U_k(J))/(R+1j*X)/k_t;Ik(m1,4)=angle(Ik(m1,3))*180/pi;Ik(m1,3)=abs(Ik(m1,3));Ik(m1,5)=(U_k(J)-U_k(I))/(R+1j*X)/k_t;Ik(m1,6)=angle(Ik(m1,5))*180/pi;Ik(m1,5)=abs(Ik(m1,5));endend%输出短路时各节点电流disp('第一列为首节点i')disp('第二列为末节点j')disp('第三列为Ii幅值')disp('第四列为Ii相角(单位为°)')disp('第五列为Ij幅值')disp('第六列为Ij相角（单位为°）')format shortIksave result_k%形成包括发电机内阻抗、负荷阻抗的节点导纳矩阵format long %规定数据显示精度load data P Q Y Node_p ;load result U;rY=Y;for n1=1:size(Node_p,1)Xd=Node_p(n1,6);Ed=Node_p(n1,7);style=Node_p(n1,8);if style~=0 %判断是否为发电机节点rY(n1,n1)=rY(n1,n1)+1/(1j*Xd);%YN中与发电机节点对应的对角线元素增加发电机导纳else %其他节点(包含负荷节点）rY(n1,n1)=rY(n1,n1)+(-P(n1)+1j*Q(n1))/(U(n1)*U(n1));%与负荷节点对应的对角线元素增加负荷导纳%对于非负荷节点Y矩阵元素不做修改但仍满足上式end;end;rY;。
基于牛顿拉夫逊法潮流计算的matlab实验报告(含源程序和结果)
基于牛顿拉夫逊法潮流计算的matlab实验报告一、实验目的和要求1.学习掌握matlab的基本用法2.应用MATLAB语言编写具有一定通用性的牛顿-拉夫逊法潮流计算程序。
要求：（1）潮流计算方法为牛顿-拉夫逊法。
（2）编程语言为MATLAB。
（3）程序具有较强通用性。
二、程序流程图1.程序流程图开始形成节点导纳矩阵输入原始数据，节点重新编号设节点电压初值(0)(0)i ie f，i=1,2…,n,i≠s置迭代次数P=0置节点号i=1计算雅克比矩阵元素按公式计算PQ节点的()k i P∆，()kiQ∆，PV节点的()kiP∆，()2kiU∆求解修正方程式，得()kie∆，()kif∆雅克比矩阵是否已全部形成？求()max||ke∆，()max||kf∆迭代次数P=P+1i=i+1计算各节点电压的新值：(1)()()k k kie e e+=+∆(1)()()k k kif f f+=+∆三、求解问题及其结果1.求解问题：IEEE-美国新英格兰10机39节点测试系统1）系统单线图2）系统参数1）系统容量基准值为100MV A。
2) 负荷数据见表D-1表D-1 负荷数据3）发电机数据见表D-24）线路参数见表D-3LN35: BUS-4接有并联电容器，B 4＝1.0000 LN36: BUS-5接有并联电容器，B 4＝2.00005)变压器参数见表D-4%IEEE-美国新英格兰10机39节点测试系统% 1 2 3 4 5 6% bus volt angle p q typebus=[ 1 1.0000 0.00 0.00 0.00 12 1.0000 0.00 0.00 0.00 13 1.0000 0.00 -3.22 -0.024 14 1.0000 0.00 -5.00 -1.84 15 1.0000 0.00 0.00 0.00 16 1.0000 0.00 0.00 0.00 17 1.0000 0.00 -2.338 -0.84 18 1.0000 0.00 -5.22 -1.76 19 1.0000 0.00 0.00 0.00 110 1.0000 0.00 0.00 0.00 111 1.0000 0.00 0.00 0.00 112 1.0000 0.00 -0.085 -0.88 113 1.0000 0.00 0.00 0.00 114 1.0000 0.00 0.00 0.00 115 1.0000 0.00 -3.20 -1.53 116 1.0000 0.00 -3.29 -0.323 117 1.0000 0.00 0.00 0.00 118 1.0000 0.00 -1.58 -0.30 119 1.0000 0.00 0.00 0.00 120 1.0000 0.00 -6.80 -1.03 121 1.0000 0.00 -2.74 -1.15 122 1.0000 0.00 0.00 0.00 123 1.0000 0.00 -2.475 -1.15 124 1.0000 0.00 -3.08 -0.922 125 1.0000 0.00 -2.24 -0.472 126 1.0000 0.00 -1.39 -0.17 127 1.0000 0.00 -2.81 -0.755 128 1.0000 0.00 -2.06 -0.276 129 1.0000 0.00 -2.835 -0.269 130 1.0475 0.00 2.50 0.00 231 1.0000 0.00 0.00 0.00 332 1.0000 0.00 6.50 1.759 133 1.0000 0.00 6.32 1.0335 134 1.0123 0.00 5.08 0.00 235 1.0493 0.00 6.50 0.00 236 1.0000 0.00 5.60 0.9688 137 1.0278 0.00 5.40 0.00 238 1.0265 0.00 8.30 0.00 239 1.0300 0.00 -1.04 0.00 2];% 1 2 3 4 5 6 7 % line: from bus to bus R, X, G, B/2 Kline=[ 2 1 0.00350 0.04110 0 0.34935 0;39 1 0.00100 0.02500 0 0.37500 0;3 2 0.00130 0.01510 0 0.12860 0;25 2 0.00700 0.00860 0 0.07300 0;4 3 0.00130 0.02130 0 0.11070 0;18 3 0.00110 0.01330 0 0.10690 0;5 4 0.00080 0.01280 0 0.06710 0;14 4 0.00080 0.01290 0 0.06910 0;6 5 0.00020 0.00260 0 0.02170 0;8 5 0.00080 0.01120 0 0.07380 0;7 6 0.00060 0.00920 0 0.05650 0;11 6 0.00070 0.00820 0 0.06945 0;8 7 0.00040 0.00460 0 0.03900 0;9 8 0.00230 0.03630 0 0.19020 0;39 9 0.00100 0.02500 0 0.60000 0;11 10 0.00040 0.00430 0 0.03645 0;13 10 0.00040 0.00430 0 0.03645 0;14 13 0.00090 0.01010 0 0.08615 0;15 14 0.00180 0.02170 0 0.18300 0;16 15 0.00090 0.00940 0 0.08550 0;17 16 0.00070 0.00890 0 0.06710 0;19 16 0.00160 0.01950 0 0.15200 0;21 16 0.00080 0.01350 0 0.12740 0;24 16 0.00030 0.00590 0 0.03400 0;18 17 0.00070 0.00820 0 0.06595 0;27 17 0.00130 0.01730 0 0.16080 0;22 21 0.00080 0.01400 0 0.12825 0;23 22 0.00060 0.00960 0 0.09230 0;24 23 0.00220 0.03500 0 0.18050 0;26 25 0.00320 0.03230 0 0.25650 0;27 26 0.00140 0.01470 0 0.11980 0;28 26 0.00430 0.04740 0 0.39010 0;29 26 0.00570 0.06250 0 0.51450 0;29 28 0.00140 0.01510 0 0.12450 0;4 0 0 0 0 1.0000 0;5 0 0 0 0 2.0000 0;11 12 0.00160 0.04350 0 0 100.60000/100;13 12 0.00160 0.04350 0 0 100.60000/100;30 2 0.00000 0.01810 0 0 102.50000/100 ;31 6 0.00000 0.02500 0 0 107.00000/100 ;32 10 0.00000 0.02000 0 0 107.00000/100 ;34 20 0.00090 0.01800 0 0 100.90000/100 ;33 19 0.00070 0.01420 0 0 107.00000/100 ;35 22 0.00000 0.01430 0 0 102.50000/100 ;36 23 0.00050 0.02720 0 0 100.00000/100 ;37 25 0.00060 0.02320 0 0 102.50000/100 ;38 29 0.00080 0.01560 0 0 102.50000/100 ;20 19 0.00070 0.01380 0 0 106.00000/100] ;计算结果牛顿－拉夫逊法潮流计算结果节点计算结果：n节点节点电压节点相角（角度）节点注入功率1 1.049185 -8.874991 0.000000 + j 0.0000002 1.053167 -6.367180 0.000000 + j 0.0000003 1.041493 -9.207297 -3.220000 + j -0.0240004 1.036574 -10.042585 -5.000000 + j -1.8400005 1.044652 -8.959237 0.000000 + j 0.0000006 1.043883 -8.293104 0.000000 + j 0.0000007 1.032645 -10.342431 -2.338000 + j -0.8400008 1.031177 -10.811816 -5.220000 + j -1.7600009 1.042715 -10.595648 0.000000 + j 0.00000010 1.046426 -6.010476 0.000000 + j 0.00000011 1.044322 -6.792462 0.000000 + j 0.00000012 1.030736 -6.795388 -0.085000 + j -0.88000013 1.042351 -6.675491 0.000000 + j 0.00000014 1.036310 -8.232337 0.000000 + j 0.00000015 1.018517 -8.519794 -3.200000 + j -1.53000016 1.025492 -7.051856 -3.290000 + j -0.32300017 1.032750 -8.077118 0.000000 + j 0.00000018 1.034779 -8.936485 -1.580000 + j -0.30000019 1.044862 -2.382169 0.000000 + j 0.00000020 0.988148 -3.811032 -6.800000 + j -1.03000021 1.024926 -4.596980 -2.740000 + j -1.15000022 1.042650 -0.070512 0.000000 + j 0.00000023 1.032952 -0.245457 -2.475000 + j -1.15000024 1.021125 -6.906503 -3.080000 + j -0.92200025 1.060163 -4.952002 -2.240000 + j -0.47200026 1.052697 -6.205207 -1.390000 + j -0.17000027 1.037683 -8.217337 -2.810000 + j -0.75500028 1.050444 -2.695196 -2.060000 + j -0.27600029 1.050163 0.063077 -2.835000 + j -0.26900030 1.004392 1.594781 6.500000 + j 1.75900031 0.991632 2.892572 6.320000 + j 1.03350032 1.050539 7.797786 5.600000 + j 0.96880033 1.047500 -3.957598 2.500000 + j 1.21117434 1.012300 1.385774 5.080000 + j 1.82635935 1.049300 4.925324 6.500000 + j 2.63756636 1.027800 1.819476 5.400000 + j -0.10822437 1.026500 7.125579 8.300000 + j 0.21422538 1.030000 -10.390696 -1.040000 + j -2.29163939 1.000000 0.000000 5.628660 + j 1.384403线路计算结果：n节点I 节点J 线路功率S(I,J) 线路功率S(J,I) 线路损耗dS(I,J)2 1 1.178698 + j -0.360055 -1.174311 + j -0.360481 0.004386 + j -0.720536 39 1 6.405845 + j -2.096152 -6.361848 + j 2.408287 0.043997 + j 0.3121353 2 -3.633961 + j -0.542613 3.649983 + j 0.446577 0.016021 + j -0.096036 25 2 2.370242 + j -1.109311 -2.328681 + j 0.997356 0.041562 + j -0.1119554 3 -0.750370 + j -0.307172 0.751094 + j 0.080014 0.000724 + j -0.227159 18 3 0.337560 + j -0.663855 -0.337133 + j 0.438599 0.000427 + j -0.225256 5 4 1.635254 + j 0.499000 -1.633054 + j -0.609119 0.002200 + j -0.110119 14 4 2.621711 + j -0.216428 -2.616576 + j 0.150777 0.005135 + j -0.065651 6 5 4.826035 + j -0.675350 -4.821682 + j 0.684607 0.004353 + j 0.0092578 5 -3.178130 + j -1.041836 3.186428 + j 0.998989 0.008297 + j -0.042847 7 6 -4.249274 + j -0.969559 4.259899 + j 1.010657 0.010625 + j 0.04109811 6 3.465003 + j -0.270003 -3.457273 + j 0.209136 0.007730 + j -0.0608668 7 -1.909893 + j -0.196732 1.911274 + j 0.129559 0.001381 + j -0.0671739 8 0.132235 + j 0.116464 -0.131977 + j -0.521432 0.000258 + j -0.404968 39 9 7.617154 + j -1.902126 -7.557438 + j 2.142687 0.059717 + j 0.24056111 10 -3.483660 + j -0.203064 3.488121 + j 0.171352 0.004461 + j -0.03171213 10 -3.008372 + j -0.730489 3.011879 + j 0.688680 0.003508 + j -0.04180914 13 -2.934129 + j -0.411463 2.941429 + j 0.307264 0.007300 + j -0.10419915 14 -0.311115 + j -0.998556 0.312417 + j 0.627891 0.001303 + j -0.37066516 15 2.896296 + j 0.430232 -2.888885 + j -0.531444 0.007411 + j -0.10121217 16 -2.048841 + j 0.950740 2.052282 + j -1.049122 0.003441 + j -0.098383 19 16 4.542969 + j 0.681545 -4.511670 + j -0.625873 0.031300 + j 0.05567221 16 3.324778 + j -0.302389 -3.316338 + j 0.177006 0.008440 + j -0.125383 24 16 0.410793 + j -0.811601 -0.410571 + j 0.744757 0.000222 + j -0.066844 18 17 -1.917560 + j 0.363855 1.920087 + j -0.475208 0.002527 + j -0.111353 27 17 -0.128621 + j 0.132648 0.128754 + j -0.475531 0.000133 + j -0.342884 22 21 6.093176 + j 1.070437 -6.064778 + j -0.847611 0.028398 + j 0.22282623 22 -0.406149 + j -1.116063 0.406824 + j 0.928040 0.000675 + j -0.18802424 23 -3.490793 + j -0.110399 3.516516 + j 0.138837 0.025723 + j 0.02843826 25 -0.771398 + j -0.442881 0.773189 + j -0.111580 0.001791 + j -0.55446027 26 -2.681379 + j -0.887648 2.691475 + j 0.731900 0.010096 + j -0.15574828 26 1.416063 + j -0.565082 -1.408178 + j -0.210747 0.007885 + j -0.77583029 26 1.921038 + j -0.679443 -1.901899 + j -0.248272 0.019138 + j -0.927715 29 28 3.491624 + j -0.395924 -3.476063 + j 0.289082 0.015561 + j -0.106842 4 0 0.000000 + j -1.074485 0.000000 + j 0.000000 0.000000 + j -1.0744855 0 0.000000 + j -2.182596 0.000000 + j 0.000000 0.000000 + j -2.18259611 12 0.018656 + j 0.473066 -0.018327 + j -0.464126 0.000329 + j 0.00894013 12 0.066943 + j 0.423225 -0.066673 + j -0.415874 0.000270 + j 0.00735130 2 7.897633 + j -0.731582 -7.897633 + j 1.860277 0.000000 + j 1.12869531 6 7.506817 + j 1.371343 -7.506817 + j 0.109153 0.000000 + j 1.48049632 10 12.260592 + j 5.296517 -12.260592 + j -2.064007 0.000000 + j 3.23250934 20 5.080000 + j 1.826359 -5.054406 + j -1.314473 0.025594 + j 0.51188633 19 -1.716763 + j 5.348910 1.736896 + j -4.940504 0.020133 + j 0.40840535 22 6.500000 + j 2.637566 -6.500000 + j -1.998477 0.000000 + j 0.63908936 23 1.402814 + j -0.195113 -1.401865 + j 0.246763 0.000949 + j 0.05165037 25 9.586236 + j 0.419689 -9.533808 + j 1.607517 0.052428 + j 2.02720638 29 -12.165903 + j 2.106593 12.280860 + j 0.135062 0.114957 + j 2.24165520 19 -1.745594 + j 0.284473 1.747837 + j -0.240265 0.002242 + j 0.044208结果分析：此程序的运行结果和试验程序给出的结果是一致的。
直角坐标牛顿-拉夫逊法潮流计算matlab程序(仅供参考)
%该程序仅针对《电力系统分析下》何仰赞P61的4节点算例。
%节点电压用直角坐标表示时的牛顿-拉夫逊法潮流计算（matlab程序，可能有小错误，仅供学习之用，如果想要通用的程序，可自己动手改或再到pudn、csdn等网站搜索更好的）%南昌大学电力061李圣涛2009年5月编写，2012年5月上传clc%清空command windowsclear all%清空workspace%为了提高可移植性、可读性、通用性，设置以下变量N=4;%独立节点数NPQ=2;%PQ节点数NPV=1;%PV节点数K=0;%迭代次数%请输入最大迭代次数Kmax。
可从0开始，以观察第Kmax次迭代的结果Kmax=input('\n\n请输入最大迭代次数后回车(可从零开始) Kmax=\n');small=10^(-5);%ε不能太小%i为节点标号，其中1号……NPQ号为PQ节点，（NPQ+1）%号……（N-1）号为PV节点，N号节点为平衡节点%节点导纳矩阵Y的实部G=[1.042093-0.5882350-0.453858;-0.5882351.0690050-0.480769;0000;-0.453858-0.48076900.934627 ];%节点导纳矩阵Y的虚部B=[ -8.2428762.3529413.6666671.891074;2.352941-4.72737702.403846;3.6666670-3.33333330;1.8910742.4038460-4.261590 ];%Y矩阵Y=complex(G,B);%给定PQ节点的Pnode、Qnode，PV节点的Pnode、Vnode。
（Vnode为节点电压的幅值）Pnode=[ -0.3-0.550.5];%PQ、PV节点的初值PQnode=[-0.18-0.130];%PQ节点的初值QVnode=[ 001.10];%PV节点的初值V%迭代初值e=[ 1.01.01.11.05];f=[ 0000];%利用for循环来实现多次迭代。
稳态分析课程设计：直角坐标表示的牛顿拉夫逊法潮流计算程序设计
稳态分析课设目录1.任务书 (2)2.模型简介及等值电路 (3)3.修正方程的建立 (4)4程序流程图 (9)5. MATLAB程序编写 (10)6.结果分析 (16)7.设计总结 (18)8.参考文献 (19)1.任务书课程设计任务书2.、模型简介及等值电路电力网络接线如下图所示，各支路阻抗标幺值参数如下：Z 12=0.02+j0.06，Z 13=0.08+j0.24， Z 23=0.06+j0.18， Z 24=0.06+j0.12， Z 25=0.04+j0.12， Z 34=0.01+j0.03， Z 45=0.08+j0.24， k=1.1。
该系统中，节点1为平衡节点，保持1 1.060V 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 =。
各节点电压（初值）标幺值参数如下：节点12345U i （0）=e i （0）+j f i （0）1.06+j0.0 1.0+j0.0 1.0+j0.0 1.0+j0.0 1.1+j0.0 计算该系统的潮流分布。
计算精度要求各节点电压修正量不大于10-5。
3.修正方程的建立当采用直角坐标时，潮流问题的待求量为各节点电压的实部和虚部两个分量1212,,,...,nnf f fe e e 由于平衡节点的电压向量是给定的，因此待求两共2(1)n 需要2(n-1)个方程式。
事实上，除了平衡节点的功率方程式在迭代过程中没有约束作用以外，其余每个节点都可以列出两个方程式。
对PQ 节点来说，is isQ P 和是给定的，因而可以写出()()0()()0i ijij i ijjijj isjj jj ij iijij ijjj ijj iisi jjj ij ip ff fe G e G e P B B Q Qf f fG e e G e B B ∈∈∈∈⎫∆=---+=⎪⎬∆=--++=⎪⎭∑∑∑∑ （3-2-1）对PV 节点来说，给定量是is is V P 和，因此可以列出2222()()0()0i is ijij i ij j ijj ji jj i j ii is i iff fe G e G e P P B B fV V e ∈∈⎫∆=---+=⎪⎬⎪∆=-+=⎭∑∑ （3-2-2）以直角坐标系形式表示3.1迭代推算式采用直角坐标时,节点电压相量及复数导纳可表示为:i i i ij ij ijV e jf Y G jB =+=+ (3-2-3)将以上二关系式代入上式中,展开并分开实部和虚部;假定系统中的第1,2,,m 号为P —Q 节点,第m+1,m+2,,n-1为P —V 节点,根据节点性质的不同,得到如下迭代推算式:⑴对于PQ 节点1111()()()()nni i i ij j ij j i ij j ij j j j n ni i i ij j ij j i ij j ij j j j P P e G e B f f G f B e Q Q f G e B f e G f B e ====⎫∆=---+⎪⎪⎬⎪∆=--++⎪⎭∑∑∑∑ (3-2-4) 1,2,,i m =⑵对于PV 节点112222()()()n ni i i ij j ij j i ij j ij j j j I i i i P P e G e B f f G f B e V V e f ==⎫∆=---+⎪⎬⎪∆=-+⎭∑∑ (3-2-5)1,2,,1i m m n =++-⑶对于平衡节点平衡节点只设一个,电压为已知,不参见迭代,其电压为:n n n V e jf =+ (3-2-6)3.2修正方程式(2-3-5)和(2-3-6)两组迭代式工包括2(n-1)个方程.选定电压初值及变量修正量符号之后代入式(2-3-5)和(2-3-6),并将其按泰勒级数展开,略去,i i e f ∆∆二次方程及以后各项,得到修正方程如下:x J f ∆=∆ (3-2-7)(3-2-8)3.3雅可比矩阵各元素的算式式(3-2-8)中, 雅可比矩阵中的各元素可通过对式(3-2-4)和(3-2-5)进行偏导而求得.当j i ≠时, 雅可比矩阵中非对角元素为22()0i iij i ij i j j i i ij i ij i j jj j P Q G e B f e f P Q B e G f f e U U e f ⎫∂∆∂∆=-=-+⎪∂∆∂∆⎪⎪∂∆∂∆⎪==-⎬∂∆∂∆⎪⎪∂∆∂∆⎪==∂∂⎪⎭(3-2-9)当j i =时,雅可比矩阵中对角元素为:111122()()()()22ni ij j ij j ii i ii i j i n iij j ij j ii i ii i j j n iij j ij j ii i ii i j i niij j ij j ii i ii i j j i iji i i P G e B f G e B f e P G f B e G f B e f Q G f B e G f B e e Q G e B f G e B f f U e e U f f ====∂∆⎫=----⎪∂⎪⎪∂∆=-+-+⎪∂⎪⎪∂∆⎪=+-+∂⎪⎪⎬∂∆⎪=-∆-++⎪∂⎪∂∆⎪=-⎪∂⎪∂∆=-∂⎭∑∑∑∑⎪⎪⎪ (3-2-10)雅可比矩阵各元素的表示如下:()()()()ij i ij i i ij ij j ij j ii i ii i j j iG e B f j i P H G e B f G e B f j i e ∈-+⎧≠∂∆⎪==⎨----=∂⎪⎩∑)()()()ij i ij i i ij ij j ij j ii i ii i j j iB e G f j i P N G f B e B e G f j i f ∈-⎧≠∂∆⎪==⎨-++-=∂⎪⎩∑)()()()ij i ij i i ij ij j ij j ii i ii i j j i B e G f j i Q M G f B e B e G f j i e ∈-⎧≠∂∆⎪==⎨++-=∂⎪⎩∑)()()()ij i ij i i ij ij j ij j ii i ii i j j i G e B f j i Q L G e B f G e B f j i f ∈+⎧≠∂∆⎪==⎨--++=∂⎪⎩∑20()2()i ij ij j i U R e j i e ≠⎧∂∆==⎨-=∂⎩4.程序流程图启动输入数据形成节点导纳矩阵设定节点起始计算电压迭代次数k=0应用式(7-16)和(7-17)计算置节点号i=1雅克比矩阵J 是否已经全部形成，i>n?按式(7-21)和(7-22)计算雅克比矩阵元素J 增大节点号i=i+1解修正方程式,由计算电压修正量求出迭代是否收敛 ,计算平衡节点功率 和线路功率结束S s S ijV i (k)maxi(k)max3?<V i (k)V i (k)V i (k)V i (0)V i(k)V i (k+1)i(k)i(0)i(k)i(k)i(k)i(k+1),和P i (k)(k)(k)i iQ J 和(k)iP i(k)(k)iQ ,=+=+k=k+1否是是否5.MATLAB程序编写程序编写如下：clc;clear;g(4,1)=2.7500;b(4,1)=-8.2500;g(4,3)=1.2500;b(4,3)=-3.7500;g(1,4)=2.7500;b(1,4)=-8.2500;g(1,2)=1.6667;b(1,2)=-5.0000;g(1,3)=3.3334;b(1,3)=-6.6667;g(1,5)=5.0000;b(1,5)=-15.0000;g(2,1)=1.6667;b(2,1)=-5.0000;g(2,3)=10.0000;b(2,3)=-30.0000;g(2,5)=1.2500;b(2,5)=-3.7500;g(3,4)=1.2500;b(3,4)=-3.7500;g(3,1)=3.3334;b(3,1)=-6.6667;g(3,2)=10.0000;b(3,2)=-30.0000;g(5,1)=5.0000;b(5,1)=-15.0000;g(5,2)=1.2500;b(5,2)=-3.7500;b(1,1)=-0.8250;b(4,4)=0.7500;g(1,1)=0.275;g(4,4)=-0.25;N1=4;for m=1:N1+1;for n=1:N1+1;if m==nG(m,m)=g(m,1)+g(m,2)+g(m,3)+g(m,4)+g(m,5);B(m,m)=b(m,1)+b(m,2)+b(m,3)+b(m,4)+b(m,5);elseG(m,n)=-g(m,n);B(m,n)=-b(m,n);endendendY=G+j*B;e(1)=1.0;e(2)=1.0;e(3)=1.0;e(4)=1.10;f(1)=0;f(2)=0;f(3)=0;f(4)=0;u(1)=1.0;u(2)=1.0;u(3)=1.0;u(4)=1.1;uu(1)=0;uu(2)=0;uu(3)=0;uu(4)=0;P(1)=0.20;Q(1)=0.20;P(2)=-0.45;Q(2)=-0.15;P(3)=-0.40;Q(3)=-0.05;P(4)=-0.50;Q(4)=0.00;k=0;disp('迭代前的参数：')e,f,uuN1=4;precision=1;%除平衡节点外节点数while precision>0.00001;e(5)=1.06;f(5)=0.00;for m=1:N1for n=1:N1+1pt(n)=e(m)*(G(m,n)*e(n)-B(m,n)*f(n))+f(m)*(G(m,n)*f(n)+B(m,n)*e(n));endpp(m)=P(m)-sum(pt);endfor m=1:N1-1for n=1:N1+1qt(n)=f(m)*(G(m,n)*e(n)-B(m,n)*f(n))-e(m)*(G(m,n)*f(n)+B(m,n)*e(n));endqq(m)=Q(m)-sum(qt);endfor m=N1uu2(m)=u(m)*u(m)-(e(m)*e(m)+f(m)*f(m))enda=1;for m=1:4dW(a)=pp(m);a=a+2;enda=2;for m=1:3dW(a)=qq(m);a=a+2;enda=3*2+2;for m=4,dW(a)=uu2(m);a=a+2;if max(dW)< precisionfprintf('\n 迭代是收敛的。
基于MATLAB的牛顿拉夫逊法电力潮流计算与实现
作者简介 罗杰（１９７８—），男，硕士，华东交通大学讲师，从事电力
自动化系统的研究和教学工作。
184
力
潮
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
流
Ｊｉａｎｇｘｉ Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３））
计
算
与
摘 要：牛顿 － 拉夫逊法是电力系统潮流计算最常用的算法之一，它收敛性好，迭代次数较少。本文基于牛顿 － 拉夫逊
ｓｙｓｔｅｍ． Ｉｔ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｄ ｌｅｓｓ ｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｎｕｍｂｅｒ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｎｅｗ－
ｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ｄｅｓｉｇｎｓ ａ ｖｉｓｕａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＴＬＡＢ．Ｔｈｅ ｖｉｓｕａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ
1 电力潮流计算方法的发展 最初，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。这样，就为日趋复杂的大规模电力系 统提供了极其有力的计算手段。经过几十年的发展，电力系 统潮流计算已经十分成熟。电力系统潮流计算形式分为离线 计算和在线计算两种。前者主要用于电力系统规划设计、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 实时控制。在计算原理上离线和在线潮流计算是相同的，都 要求满足以下几点：
表二 迭代过程中雅可比矩阵的各对角元素
牛顿拉夫逊潮流计算 [基于malab的牛顿拉夫逊法潮流计算毕业论文]
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牛顿拉夫逊潮流计算 [基于malab的牛顿拉夫逊法潮流计算毕业论文]基于malab的牛顿拉夫逊法潮流计算摘要本文，首先简单介绍了基于在MALAB中行潮流计算的原理、意义，然后用具体的实例，简单介绍了如何利用MALAB去进行电力系统中的潮流计算。
众所周知，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，在进行电力系统静态及暂态稳定计算时，要利用潮流计算的结果作为其计算的基础；一些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算作配合；潮流计算往往成为上述计算程序的一个重要组成部分。
以上这些，主要是在系统规划设计及运行方式安排中的应用，属于离线计算范畴。
牛顿－拉夫逊法在电力系统潮流计算的常用算法之一，它收敛性好，迭代次数少。
本文介绍了电力系统潮流计算机辅助分析的基本知识及潮流计算牛顿－拉夫逊法，最后介绍了利用MTALAB程序运行的结果。
电力系统潮流计算，牛顿－拉夫逊法，MATLAB ABSTRACT This article first introduces the flowcalculation based on the principle of MALAB Bank ofChina, meaning, and then use specific examples, abrief introduction, how to use MALAB to the flowcalculation in power systems. As we all know, isthe study of power flow calculation of power systemsteady-state operation of a calculation, whichaccording to the given operating conditions and systemwiring the entire power system to determine theoperational status of each part: the bus voltageflowing through the components power, system powerloss and so on. In power system planning power systemdesign and operation mode of the current study, arerequired to quantitatively calculated using the trendanalysis and comparison of the program or run modepower supply reasonable, reliability and economy.In addition, during the power system static and transient stability calculation, the results of calculation to take advantage of the trend as its basis of calculation; number of fault analysis and optimization also requires a corresponding flow calculation for cooperation; power flow calculation program often become the an important part. These, mainly in the way of system design and operation arrangements in the application areas are off-line calculation. Newton - Raphson power flow calculation in power system is one commonly used method, it is good convergence of the iteration number of small, introduce the trend of computer-aided power system analysis of the basic knowledge and power flow Newton - Raphson method, introduced by the last matlab run results. Keywords：power system flow calculation, Newton – Raphson method, matlab 目录 1 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 电力系统潮流计算的意义 2 1.3 电力系统潮流计算的发展 2 1.4 潮流计算的发展趋势 4 2 潮流计算的数学模型 5 2.1 电力线路的数学模型及其应用 5 2.2 等值双绕组变压器模型及其应用 6 2.3 电力网络的数学模型 8 2.4 节点导纳矩阵 9 2.4.1 节点导纳矩阵的形成 9 2.4.2 节点导纳矩阵的修改 10 2.5 潮流计算节点的类型 11 2.6 节点功率方程12 2·7 潮流计算的约束条件 13 3 牛顿－拉夫逊法潮流计算基本原理 14 3.1 牛顿-拉夫逊法的基本原理 14 3.2 牛顿-拉夫逊法潮流计算的修正方程 17 3.3 潮流计算的基本特点 20 3.4 节点功率方程 21 4牛顿－拉夫逊法分解潮流程序22 4·1 牛顿－拉夫逊法分解潮流程序原理总框图 22 4.2 形成节点导纳矩阵程序框图及代码 23 4.2。
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的潮流计算
目录1．摘要 (3)2．题目原始资料 (4)3．题目分析 (6)4.题目求解 (7)1）根据题意要求画出等值电路 (7)2）读程序画出拉夫逊法的流程图 (8)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.轮流断开支路双回线中的一条的潮流计算 (19)5.仿真并比较 (28)6.设计心得 (30)7.参考文献 (31)摘要本文运用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—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—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 潮流计算一、 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为发电厂发高压母线，发电厂一总装机容量为（300MW ），母线3为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 ）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：35KV 10KV 35KV 10KV （二）变电所的负荷分别为： 50MW 50MW 40MW 70MW变电所1 变电所2母线电厂一 电厂二（三）每个变电所的功率因数均为cos φ=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Ω17.0，单位长度的电抗为Ω0.402，单位长度的电纳为S -610*2.78。
(完整版)基于MATLAB牛顿拉夫逊法进行潮流计算
>> %本程序的功能是用牛顿拉夫逊法进行潮流计算n=input('请输入节点数:n=');nl=input('请输入支路数:nl=');isb=input('请输入平衡母线节点号:isb=');pr=input('请输入误差精度:pr=');B1=input('请输入由各支路参数形成的矩阵:B1='); B2=input('请输入各节点参数形成的矩阵:B2=');Y=zeros(n); e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n); O=zeros(1,n);S1=zeros(nl);for i=1:nlif B1(i,6)==0p=B1(i,1);q=B1(i,2);else p=B1(i,2);q=B1(i,1);endY(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5));Y(q,p)=Y(p,q);Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2;Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;end%求导纳矩阵disp('导纳矩阵Y=');disp(Y);G=real(Y);B=imag(Y);for i=1:ne(i)=real(B2(i,3));f(i)=imag(B2(i,3));V(i)=B2(i,4);endfor i=1:nS(i)=B2(i,1)-B2(i,2);B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);endP=real(S);Q=imag(S);ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;while IT2~=0IT2=0;a=a+1;for i=1:nif i~=isbC(i)=0;D(i)=0;for j1=1:nC(i)= C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);D(i)= D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);endP1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);Q1=f(i)*C(i)-D(i)*e(i);V2=e(i)^2+f(i)^2;%117页malihong打if B2(i,6)~=3DP=P(i)-P1;DQ=Q(i)-Q1;for j1=1:nif j1~=isb&j1~=iX1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);X3=X2;X4=-X1;p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,q)=X2;elseif j1==i&j1~=isbX1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);X3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);X4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,q)=X2;endendelseDP=P(i)-P1;DV=V(i)^2-V2;for j1=1:nif j1~=isb&j1~=iX1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);X5=0;X6=0;p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV; m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;J(m,q)=X2;elseif j1==i&j1~=isbX1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%118页孟打印X5=-2*e(i);X6=-2*f(i);p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;J(m,q)=X2;endendendendend%求雅可比矩阵for k=3:N0k1=k+1;N1=N;for k2=k1:N1J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);endJ(k,k)=1;if k~=3;k4=k-1;for k3=3:k4for k2=k1:N1J(k3,k2)= J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);endJ(k3,k)=0;endif k==N0,break;endfor k3=k1:N0for k2=k1:N1J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);endJ(k3,k)=0;endelsefor k3=k1:N0for k2=k1:N1J(k3,k2)= J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);endJ(k3,k)=0;endendend %119页zhengtong打%for k=3:2:N0-1L=(k+1)./2;e(L)=e(L)-J(k,N);k1=k+1;f(L)=f(L)-J(k1,N);endfor k=3:N0DET=abs(J(k,N));if DET>=prIT2=IT2+1;endendICT2(a)=IT2;ICT1=ICT1+1;end%用高斯消去法解“w=-J*V”disp('迭代次数');disp(ICT1);disp('没有达到精度要求的个数');disp(ICT2);for k=1:nV(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);shita(k)=atan(f(k)./e(k))*180/pi;E(k)=e(k)+f(k)*j;enddisp('各节点的实际电压标么值E为(节点号从小到大排列):');disp(E);disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列):');disp(V);disp('各节点的电压相角时shita为(节点号从小到大排列):');disp(shita);for p=1:nC(p)=0;for q=1:nC(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q));endS(p)=E(p)*C(p);end %120页打disp('各节点的功率S为(节点号从小到大排列):');disp(S);disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一样):');for i=1:nlif B1(i,6)==0p=B1(i,1);q=B1(i,2);else p=B1(i,2);q=B1(i,1);endSi(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))));disp(Si(p,q));enddisp ('各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一样):');for i=1:nlif B1(i,6)==0p=B1(i,1);q=B1(i,2);else p=B1(i,2);q=B1(i,1);endSj(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))));disp(Sj(q,p));enddisp('各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一样):' );for i=1:nlif B1(i,6)==0p=B1(i,1);q=B1(i,2);else p=B1(i,2);q=B1(i,1);endDS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);disp(DS(i));end。
MATLAB牛顿拉夫逊法算潮流分析
MATLAB牛顿拉夫逊法算潮流分析潮流分析是电力系统中的一项重要任务，主要用于计算电网中各个节点的电压和线路中的电流分布。
这些数据对于电力系统的运行和规划具有重要意义。
牛顿拉夫逊法（Newton-Raphson method）是一种常用的求解潮流分析问题的数值算法。
牛顿拉夫逊法基于非线性潮流方程，通过迭代计算来逼近电力系统中节点电压和线路电流的值。
它采用了泰勒级数展开和牛顿迭代的思想，通过不断更新估计值来找到方程的根。
在潮流分析中，我们需要求解的主要是节点电压和线路电流。
对于节点电压，我们可以通过潮流方程来描述。
假设电网中有N个节点，那么每个节点的电压都可以表示为V=，V，e^(jθ)，其中，V，表示幅值，θ表示相角。
根据潮流方程，节点电压之间的复数表示为：I=Y*V其中，I是节点电流，Y是节点导纳矩阵，V是节点电压。
将节点电压和电流的复数表示代入潮流方程中，我们可以得到以下非线性方程组：f(V)=Y*V-I=0这个方程组的求解就是潮流分析的目标。
由于方程组是非线性的，无法直接求解，因此我们需要借助数值方法，如牛顿拉夫逊法。
牛顿拉夫逊法的基本思想是通过迭代寻找方程组f(V)的根。
假设当前的电压估计值为V0，我们需要找到一个新的电压估计值V1，使得f(V1)=0。
牛顿拉夫逊法通过泰勒级数展开，将f(V1)在V0附近展开，然后求得方程的近似解。
具体来说，牛顿拉夫逊法的迭代步骤如下：1.初始化电压估计值V0为一个合理的初始值。
2.计算方程f(V)在V0处的雅可比矩阵J和残差向量r，其中雅可比矩阵J是方程f(V)对于未知数V的偏导数矩阵。
3.解线性方程组J*ΔV=-r，求得修正量ΔV。
4.更新电压估计值V1=V0+ΔV。
5.如果方程的近似解达到了要求的精度，终止迭代；否则，返回第2步。
牛顿拉夫逊法的关键是求解线性方程组J*ΔV=-r，其中J是雅可比矩阵，r是残差向量。
可以采用直接法或迭代法来求解线性方程组，具体方法可以根据实际情况选择。
牛顿拉夫逊法潮流计算matlab程序
牛顿拉夫逊法潮流计算matlab 程序%电力系统的潮流计算,以下程序参考文献《电力系统毕业设计》中国水利电力出版社%(该文献用极坐标下的牛顿——拉夫逊方法实现，在此为了与课本一致做了修改)%为了计算方便将原来的下标做以下修改: S2 S3 S4 S5 U2 U3 U4 U5 改为S1 S2 S3 S4 U1 U2 %U3 U4 ,即原题的平衡点1就变为现在的平衡点5%1.形成节点导纳矩阵,yb55=6.250-18.750j;yb51=-5.000+15.000j;yb52= -1.250+3.750j;yb53=0.000-0.000j;yb54=0.000-0.0 00j;yb15=-5.000+15.000j;yb11=10.834-32.500j;yb12 =-1.667+5.000j;yb13=-1.667+5.000j;yb14=-2.500 +7.500j;yb25=-1.250+3.750j;yb21=-1.667+5.000j;yb22=12.917-38.750j;yb23=-10.000+30.000j;yb24=0.000 -0.000j;yb35=0.000-0.000j;yb31=-1.667+5.000j;yb32=-1 0.000+30.000j;yb33=12.917-38.750j;yb34=-1.250 +3.750j;yb45=0.000-0.000j;yb41=-2.500+7.500j;yb42=0.0 00-0.000j;yb43=-1.250+3.750j;yb44=3.750-11.25 0j;YB=[yb11 yb12 yb13 yb14 yb15; yb21 yb22 yb23 yb24 yb25 ;yb31 yb32 yb33 yb34 yb35; yb41 yb42 yb43 yb44 yb45 ;yb51 yb52 yb53 yb54 yb55];%计算各节点功率的不平衡量设U=E+jF ；Y=G+Bj；E(1)=1.00;E(2)=1.00;E(3)=1.00;E(4)=1.00;F(1)=0;F(2)=0;F(3)=0;F(4)=0;G=real(YB);B=imag(YB);%设S=P+Bj；S(1)=0.20+0.20i;S(2)=-0.45-0.15i;S(3)=-0.40-0.05 i;S(4)=-0.60-0.10i;P=real(S);Q=imag(S);k=0;precision=1;N1=4;while precision > 0.00000001E(5)=1.06;F(5)=0;for m=1:N1for n=1:N1+1%计算Pi,Qi,设Pi=Pt;Qi=QtPt(n)=(E(m)*(G(m,n)*E(n)-B(m,n)*F(n))+F(m)* (G(m,n)*F(n)+B(m,n)*E(n)));Qt(n)=(F(m)*(G(m,n)*E(n)-B(m,n)*F(n))-E(m)* (G(m,n)*F(n)+B(m,n)*E(n)));end%设P,Q的改变量为dP,dQdP(m)=P(m)-sum(Pt);dQ(m)=Q(m)-sum(Qt);endfor m=1:N1for n=1:N1+1%计算Hij Nij Jij LijH(m,n)=-B(m,n)*E(m)+G(m,n)*F(m); N(m,n)=G(m,n)*E(m)+B(m,n)*F(m); J(m,n)=-B(m,n)*F(m)-G(m,n)*E(m);L(m,n)=G(m,n)*F(m)-B(m,n)*E(m);endendfor m=1:N1for n=1:N1+1Bi(n)=G(m,n)*F(n)+B(m,n)*E(n);Ai(n)=G(m,n)*E(n)-B(m,n)*F(n);end%计算Hii,Nii,Jii,Lii,由公式4-44b 左侧公式实现,sum(Ai)，sum(Bi)用于实现公式中的sigerma从j到n的求和;H(m,m)=sum(Bi)-(B(m,m)*E(m)+G(m,m)*F(m) )+2*G(m,m)*F(m);N(m,m)=sum(Ai)-(G(m,m)*E(m)-B(m,m)*F(m)) +2*G(m,m)*E(m);J(m,m)=-2*B(m,m)*F(m)+sum(Ai)-(G(m,m)*E( m)-B(m,m)*F(m));L(m,m)=-2*B(m,m)*E(m)-(sum(Bi)-(B(m,m)*E( m)+G(m,m)*F(m)));end%设雅可比矩阵为JJ，以下语句用来实现雅可比矩阵中对角线上元素H N J L 的排列for m=1:N1JJ(2*m-1,2*m-1)=H(m,m);JJ(2*m-1,2*m)=N(m,m);JJ(2*m,2*m-1)=J(m,m);JJ(2*m,2*m)=L(m,m);end%以下语句用于实现雅可比矩阵非对角线上元素的排列for m=1:N1for n=1:N1if m==nelseH(m,n)=-B(m,n)*E(m)+G(m,n)*F(m);N(m,n)=G(m,n)*E(m)+B(m,n)*F(m);J(m,n)=-B(m,n)*F(m)-G(m,n)*E(m);L(m,n)=G(m,n)*F(m)-B(m,n)*E(m);JJ(2*m-1,2*n-1)=H(m,n);JJ(2*m-1,2*n)=N(m,n);JJ(2*m,2*n-1)=J(m,n);JJ(2*m,2*n)=L(m,n);endendend%设由P,Q的改变量组成的8×1矩阵为PQ，由E,F的改变量组成的8×1矩阵为dU for m=1:N1PQ(2*m-1)=dP(m);PQ(2*m)=dQ(m);enddU=inv(JJ)*PQ';precision=max(abs(dU));for n=1:N1F(n)=F(n)+dU(2*n-1);E(n)=E(n)+dU(2*n);endfor n=1:N1+1U(n)=E(n)+(F(n))*j;endk=k+1;k-1, dU=dU',PQ,Uend%计算S(5),也就是题目中的S1，即平衡节点功率for m=1:N1+1I(m)=YB(5,m)*U(m);endS(5)=U(5)*sum(conj(I))%设网络总损耗为Ss,计算输电效率efficiency for m=1:N1+1S0(m)=S(m); P(m)=real(S(m));endSs=sum(S0)efficiency=(abs(P(3)+P(4)+P(2)))/(P(5)+(P(1)))*1 00%计算线功率S(m,n),与课本中各元素的相对位置有所不同for m=1:N1+1for n=1:N1+1S(m,n)=U(m)*(conj(U(m))-conj(U(n)))*conj(-YB (m,n));endendS。
基于MATLAB的直角坐标下牛顿拉夫逊法潮流计算
基于MATLAB的直角坐标下牛顿拉夫逊法潮流计算基于MATLAB的直角坐标下牛顿-拉夫逊法潮流计算摘要潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。
潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。
通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。
待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
它是基于配电网络特有的层次结构特性，论文提出了一种新颖的分层前推回代算法。
该算法将网络支路按层次进行分类，并分层并行计算各层次的支路功率损耗和电压损耗，因而可大幅度提高配电网潮流的计算速度。
论文在MATLAB环境下，利用其快速的复数矩阵运算功能，实现了文中所提的分层前推回代算法，并取得了非常明显的速度效益。
另外，论文还讨论发现，当变压器支路阻抗过小时，利用Π型模型会产生数值巨大的对地导纳，由此会导致潮流不收敛。
为此，论文根据理想变压器对功率和电压的变换原理，提出了一种有效的电压变换模型来处理变压器支路，从而改善了潮流算法的收敛特性。
关键词：电力系统；潮流分析；MATLABAbstractFlow calculation is an important analysis function of power system and is the necessary facility of fault analysis, relay protection setting and security analysis. In addition, the traditional design method is a structured program design method based on functional decomposition, the entire software engineering as a combination of objects, as the domain of a particular issue, the composition of the object will remain basically unchanged Therefore, this decomposition methodbased on object design software structure relatively stable, easy to maintain and expand. . Combine the characteristics of power systems, software running on the use of MATLAB language WINDOWS OS graphical flow calculation software. The main features of the system are simple and intuitive graphical interface and stable operation. Calculated accurately Calculations, the algorithm has done a number of improvements to enhance the computing speed, the various types of effective package makes the procedure has good modularity maintainability and reusability. The MATLAB language is used to calculate flow distribution of power system in this paper. The typical examples explain that the method has the characteristics of simple programming high calculation efficiency and matching people habit the calculation result can satisfy the engineering calculation needs and at the same time verify the usefulness of the method.Key words: Electric power system; flow calculation; MATLAB 第一章电力系统潮流计算概述1.1电力系统潮流概述潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是在给定的接线方式和运行条件下，确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值和相角）、网络中的功率分布及功率损耗等，是电力系统的稳态计算。
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Pi Pis Pi Pis ei n (Gije j Bij f j ) fi n (Gij f j Bije j ) 0
j 1
j 1
U 2
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（2-4）
i =（m+1、m+2、…、n-1） 形成雅可比矩阵。N-R 法的思想是 F (x) F `(x) x 0 ；本例 P jQ F(x) ；
基于 MATLAB 的直角坐标下牛顿-拉夫逊法潮流计算
摘要
潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功 功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、 负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条 件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态 参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。 它是基于配电网络特有的层次结构特性，论文提出了一种新颖的分层前推回代算法。该算法 将网络支路按层次进行分类，并分层并行计算各层次的支路功率损耗和电压损耗，因而可大 幅度提高配电网潮流的计算速度。论文在 MATLAB 环境下，利用其快速的复数矩阵运算功 能，实现了文中所提的分层前推回代算法，并取得了非常明显的速度效益。另外，论文还讨 论发现，当变压器支路阻抗过小时，利用 Π 型模型会产生数值巨大的对地导纳，由此会导 致潮流不收敛。为此，论文根据理想变压器对功率和电压的变换原理，提出了一种有效的电 压变换模型来处理变压器支路，从而改善了潮流算法的收敛特性。
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(Gij f j Bije j ) Biiei Gii fi
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第二章 牛顿—拉夫逊法潮流计算基本原理
2.1 牛顿—拉夫逊法潮流计算简介
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。
j 1
Bij f j ) Giiei
Bii fii
J
ii
U
2 i
ei
2ei
U
2 i
fi
2 fi
（2-5）
当 j i 时,矩阵非对角元素为：
Pi ei
Qi f j
(Gijei
Bij fi )
Nij
Jij
Pi f j
2.2 牛顿——拉夫逊法潮流计算计算公式
把牛顿法用于潮流计算，采用直角坐标形式表示的如式（2-2）所示的形式。
其中电压和支路导纳可表示为：
Ui ei jfi Yij Gij jBij
U j ej jf j
Y ij Gij jBij
（2-1）
将上述表示式（2-1）代入（1-1）式的右端，展开并分出实部和虚部，便
对 F(x)求偏导的式（2-6）、式（2-7），即式（1-4）、式（1-5）中的 Pi 0 、Qi 0 、
U 是多维变量的函数，对多维变量求偏导（ Pi 、Pi 、Pi 、Pi 、Qi 、
ei
ej
fi
f j
ei
Qi 、 Pi 、…），并以矩阵的形式表达称为雅可比矩阵。
e j
ei
当 j=i 时，对角元素为
j 1
j 1
n
n
Qi Qis Qi Qis fi (Gijej Bij f j ) ei (Gij f j Bije j ) 0
j 1
j 1
（2-3）
i =（1、2、…、m） PV 节点的有功功率和节点电压幅值是给定的。假定系统中的第 m+1、
m+2、…、n-1 节点为 PV 节点，则对其中每一 PV 节点可以列写方程：
Key words: Electric power system; flow calculation; MATLAB
第一章 电力系统潮流计算概述
1.1 电力系统潮流概述
潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是在给定的接线 方式和运行条件下，确定系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值和相角）、 网络中的功率分布及功率损耗等，是电力系统的稳态计算。潮流计算是对电力系 统正常运行状况的分析和计算，即电力系统中的电压、电流、功率的计算，即潮 流计算；潮流计算方法很多：高斯—塞德尔法、牛顿—拉夫逊法、P-Q 分解法、 直流潮流法，以及由高斯—塞德尔法、牛顿—拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。
潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，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安全，系统中所有母线的 电压是否在允许的范围以内，系统中各元件（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取哪些预防措施等。
设 r 是 f(x) = 0 的根，选取 x0 作为 r 初始近似值，过点（x0,f(x0)）做 曲线 y = f(x)的切线 L，L 的方程为 y = f(x0) f'(x0)(x-x0)，求出 L 与 x 轴交 点的横坐标 x1 = x0-f(x0)/f'(x0)，称 x1 为 r 的一次近似值。过点（x1,f(x1)） 作曲线 y = f(x)的切线，并求该切线与 x 轴的横坐标 x2 = x1-f(x1)/f'(x1)，称 x2 为 r 的二次近似值。重复以上过程，得 r 的近似值序列，其中 x(n+1)=x(n) －f(x(n))/f'(x(n))，称为 r 的 n+1 次近似值，上式称为牛顿迭代公式。
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，同时在数值分析、自动控制模拟、数字信号处理、 动态分析、绘图等方面也具有强大的功能。
MATLAB 程序设计语言结构完整，且具有优良的移植性，它的基本数据元 素是不需要定义的数组。它可以高效率地解决工业计算问题，特别是关于矩阵和 矢量的计算。MATLAB 与 C 语言和 FORTRAN 语言相比更容易被掌握。通过 M 语言，可以用类似数学公式的方式来编写算法，大大降低了程序所需的难度并节 省了时间，从而可把主要的精力集中在算法的构思而不是编程上。
关键词：电力系统；潮流分析；MATLAB
Abstract
Flow calculation is an important analysis function of power system and is the necessary facility of fault analysis, relay protection setting and security analysis. In addition, the traditional design method is a structured program design method based on functional decomposition, the entire software engineering as a combination of objects, as the domain of a particular issue, the composition of the object will remain basically unchanged Therefore, this decomposition method based on object design software structure relatively stable, easy to maintain and expand. . Combine the characteristics of power systems, software running on the use of MATLAB language WINDOWS OS graphical flow calculation software. The main features of the system are simple and intuitive graphical interface and stable operation. Calculated accurately Calculations, the algorithm has done a number of improvements to enhance the computing speed, the various types of effective package makes the procedure has good modularity maintainability and reusability. The MATLAB language is used to calculate flow distribution of power system in this paper. The typical examples explain that the method has the characteristics of simple programming high calculation efficiency and matching people habit the calculation result can satisfy the engineering calculation needs and at the same time verify the usefulness of the method.