基于matlab的电力系统潮流计算

昆明学院2014届毕业论文（设计）

论文（设计）题目基于MATLAB的电力系统潮流计算子课题题目

姓名白春涛

学号 ************

所属院系自动控制与机械工程

专业年级电气工程及其自动化2010级

指导教师王荔芳

2014 年 5 月

摘要

电力系统潮流计算是最基本、最常用的计算。根据系统给定的运行条件、网络及元件参数，通过电力系统潮流计算可以确定各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率发布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。因此潮流计算在电力系统的规划设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。

由于电力系统是一个具有高度非线性的复杂系统，在潮流计算时涉及到大量的矢量计算和矩阵运算，手工计算已经无法满足需要，因而需要一个具有高效处理矩阵运算的语言。本次设计的主要目的就是利用MATLAB最重要的组件之一Simlink中的电力元件库（SimPowerSystens）构建电力系统仿真模型。对电力系统进行仿真计算，利用MATLAB的强大计算功能，编写M语言，设置变量参数，得出计算结果并进行分析，并得出结论。结果表明运用MATLAB对复杂电力系统潮流进行分析与仿真，能够准确直观地考察电力系统稳态的静态特征，验证了MATLAB在电力系统仿真中的强大作用。

关键词：电力系统潮流计算；MATLAB；仿真

Abstract

Power system power flow calculation is the most basic, the most commonly used computing.According to the system of a given operation conditions, network and component parameters, through the power system flow calculation on each busbar voltage can be determined (amplitude and phase Angle), released in the network power and power loss, etc.The result of the power system flow calculation is the basis of the calculation and fault analysis of power system stability.So the power flow calculation in power system planning and design, production, scheduling management and has a wide application in scientific research.

Because of the power system is a highly nonlinear complex system, when the power flow calculation involves a lot of vector and matrix calculation, manual calculation has been unable to meet this need, and therefore need a language with efficient processing matrix operations.The main purpose of this design is to use one of the most important component of MATLAB in the Simlink power component library (SimPowerSystens) power system simulation model was constructed.For power system simulation, using the powerful calculation function of MATLAB, write M language, set a variable parameters, it is concluded that the calculation results and analysis, and conclusion.Results show that using the MATLAB to complex trend analysis and simulation, power system accurately visually inspect the static characteristics of electric power system steady state, the powerful functions of MATLAB in power system simulation is verified.

Key words: power system flow calculation;MATLAB;The simulation

目录

第一章绪论 (1)

1.1电力系统概述 (1)

1.1.1电力系统的定义及功能 (1)

1.1.2 电力系统的发展简况 (1)

1.1.3电力系统的模型 (2)

1.2任务的提出与方案论证 (2)

1.3主要关键技术、工艺参数和理论依据 (3)

1.4 基于MATLAB潮流计算的发展前景 (3)

1.5 设计（论文）的创新之处 (4)

第二章潮流计算基本原理 (5)

2.1电力网络的数学模型 (5)

2.1.1 电力网络的基本方程式 (5)

2.1.2自导纳和互导纳的确定方法 (5)

2.1.3 节点导纳矩阵的性质及意义 (7)

2.1.4非标准变比变压器等值电路 (8)

2.2潮流计算的数学模型 (10)

2.2.1节点类型的确定 (10)

2.2.2潮流计算的约束条件 (11)

2.3潮流计算的步骤 (12)

第三章潮流计算的方法 (13)

3.1高斯—赛德尔法潮流计算 (13)

3.1.1高斯—赛德尔法潮流计算原理 (13)

3.1.2高斯-塞德尔法计算潮流过程 (13)

3.2 牛顿——拉夫逊法潮流计算 (14)

3.2.1牛顿——拉夫逊法潮流计算原理 (14)

3.2.2 牛顿法在两种坐标系下的区别 (15)

3.2.3牛顿法的步骤 (16)

3.3 PQ分解法 (18)

3.3.1 PQ分解法潮流计算原理 (18)

3.3.2 PQ分解法的特点： (19)

第四章基于MATLAB的实例仿真与分析 (20)

4.1仿真实例 (20)

4.2用MATPOWER计算潮流 (20)

4.2.1运行程序及说明 (20)

4.2.2运行结果 (25)

4.3潮流计算仿真模型 (26)

4.3.1电力系统元件的模型选择 (26)

4.3.2参数计算及设置 (27)

4.3.3结果分析 (30)

参考文献 (32)

谢辞 (33)