潮流计算 文献翻译

南昌工程学院

07 级毕业（设计）论文开题报告

机械与电气工程系（院）电气工程及其自动化专业

题目基于Matlab的电力系统潮流仿真计算（直角坐标）学生姓名孙进

班级07电气工程及其自动化1班

学号2007100014

指导教师章顺华

日期2011 年 1 月 3 日

南昌工程学院教务处订制

题目：基于Matlab的电力系统潮流仿真计算（直角坐标）

一．选题的依据和课题的意义

选题的依据

在保证电力系统供电可靠性和电能质量的前提下，尽可能提高潮流计算的效率，降低人力资源消耗。从确定电网运行方式的基本出发点；在规划领域，需要进行潮流计算分析验证规划方案的合理性；在实时运行环境，调度员潮流提供了电网在预想操作情况下电网的潮流分布以校验运行可靠性。从而提高电力系统运行的经济性。

课题的意义

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行的一项基本运算，它根据给定系统的网络结构及运行条件来确定整个系统的运行状态:主要是各节点电压(幅值和相角)，网络中功率分布和功率损耗等状态。它既是对电力系统规划和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据又是电力系统稳态和暂态稳定计算的基础，是电力系统一种非常重要和基本的计算。

当电力系统及其运行方式都比较简单时，计算时用手工进行的。随着电力事业的发展，系统及其运行方式日益复杂，对计算的要求也日益提高，手算就不能满足潮流计算的要求，需要借助计算工具。

早起应用的计算工具有只留计算台和交流计算台。直流计算台应用直流电源和电阻元件，只能用于交流电力系统潮流的近似计算，或用于可忽略电力系统各元件电阻的计算如短路电流的计算。交流计算台计算精确度受到限制，求解的电力系统规模也不能太大，因而他们的应用受到一定限制。

电子数字计算机的出现，尤其时其内存和计算速度的发展，时期完全适应了电力系统潮流计算的需要。一些新的数学方法的引入，也使它的应用日益完善。因此，电子数字计算机已成为当前电力系统潮流计算的主要。

二、研究概况及发展趋势综述

从20世纪50年代开始发展了潮流计算的计算机求解方法。50年代中期，在用数字计算机求解电力潮流问题的开始阶段，主要采用以节点导纳矩阵为基础的潮流计算高斯一赛德尔迭代法(简称导纳矩阵迭代法).该方法原理简单，占用计算机内存少.适合当时计算机软、硬件和电力系统计算理论的水平。但导纳矩阵迭代法收敛性差，当系统规模变大时，迭代次数急剧上升，且常有不收敛的情况。60年代初期，数字计算机已发展到第二代，计算机的内存和速度都有不少增加和提高，这为占用内存多，但收敛性较导纳矩阵迭代法好的以节点阻抗矩阵为基础的高斯一赛德尔迭代法(简称阻抗矩阵迭代法)的应用创造了条件。阻抗矩阵迭代法改善了收敛性，但因占用内存多，使解题规则受到一定限制。60年代初期即开始研究潮流计算牛顿一拉夫逊法 (简称牛顿法)。研究表明，牛顿法具有很好的收敛性。直到60年代末期，优化节点编号和稀疏矩阵程序技巧的高斯消去法的实际应用，才使牛顿法潮流计算在收敛性、内存需求、计算速度等方面都超过其他方法，成为广泛采用的优秀方法。

此外，作为方法的研究和探讨，还提出了非线性快速潮流计算法、最优乘子法、非线性规划法、网流法等。为适应电力网调度自动化的需要，在潮流计算方法及其应用也得到重视和发展。70年代后期至80年代以来，大型商用电力系统分析软件包得到广泛应用，其中不少潮流计算程序包，同时备有几种算法供用户选择，其中有牛顿—拉夫逊法潮流计算（直角坐标）等，以便有助于解决各类潮流计算的收敛性问题。

三、研究内容及实验方案

1、熟悉电力系统潮流计算的相关理论。

2、在综合分析各种电力系统特点的基础上，运用所学专业知识，结合牛顿—拉夫逊法潮流计算（直角坐标）。

3、熟练运用程序设计语言，利用Matlab语言和C语言编写程序。

4、通过软件编程实现所提出的算法，并通过典型系统进行验证。

5、已知线路数据，变压器变比和节点功率数据。

6、根据所给模型计算全部线路功率及全部网损并进行验证。

四.目标、主要特色及工作进度

目标、主要特色

牛顿—拉夫逊法潮流计算（直角坐标）是以导纳矩阵为基础的，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—拉夫逊法潮流计算（直角坐标）在收敛性，占用内存，计算速度方面的优点都比以往的算法更好，同时广泛应用于非线性规划法，直流法，交流法等不同的潮流计算。

工作进度

设计内容及工作进度： 2011年3月21日—2011年6月20日

1、3月29日至4月11日：复习牛顿—拉夫逊法潮流计算，查阅相关文献；

2、4月12日至5月2日：选择程序设计语言并形成程序设计框图，计算导纳矩阵模

型的搭建；

3、5月3日至6月6日：计算雅克比矩阵，计算全部功率和网损；

4、6月7日至6月20日：完成设计文档的处理，撰写、修改毕业论文及答辩准备。

五、主要参考文献

1.何仰赞.温增银《电力系统分析》.华中科技大学出版社

2.吴天明《Matlab电力系统设计与分析》国防工业出版社

3.韩帧祥.吴国炎《电力系统分析》浙江大学出版社

4.Nagrath I J，Kothari D R. Modern Power System Analysis.New Delhi：TataMcGraw-Hill Publishing Company.

5.Elgred O I.Electric Energy System Theory-An Introduction.McGraw-Hill Book Co.

指导教师

年月日

系意见：

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