配电网的潮流计算

毕业设计（论文）题，目配电网潮流计算与程序设计

学生姓名石昊晨学号**********

专业发电厂及电力系统班级20109091

指导教师刘会家

评阅教师

完成日期年月日

目录

摘要

一．配电网潮流概述 (5)

1.1配电网潮流计算的目的与意义 (5)

1.2潮流计算方法概述 (5)

1.2.1 牛顿——拉夫逊法 (6)

1.2.2 快速解耦法 (6)

1.2.3 回路阻抗法 (9)

1.2.4 前推回代法 (11)

1.3 本文工作 (11)

二．配电网网络模型 (11)

2.1元件模型 (11)

2.1.1 电力线路的数学模型 (11)

2.1.2 变压器的等值电路 (13)

2.2网络模型 (15)

三：基于matlab的配电网潮流计算算法 (16)

3.1配电网潮流计算算法原理 (16)

3.2 matlab的概述 (19)

3.3程序设计 (21)

3.3.1 牛顿--拉夫逊法潮流求解过程 (21)

3.3.2牛顿—拉夫逊法的程序框图 (25)

四：算例 (27)

参考文献 (28)

致谢 (29)

配电网潮流计算与程序设计

学生：石昊晨

指导教师：刘会家

（三峡大学国际文化交流学院）

摘要：本文首先分析了配电网的特点及对算法的要求，然后建立配电网潮流计算模型。针对配电网潮流计算的现状进行了全面分析，深入讨论了目前各方法的特点，并从收敛性及其他性能指标进行了比较分析；详细研究用的比较广泛的牛顿——拉夫逊法，并以广度优先顺序搜索策略作为理论基础。针对某地区配电网的具体情况，选取IOKV的配电网子系统进行潮流计算。利用MATLAB 2009a 进行了基于牛顿——拉夫逊法的配电网的潮流计算程序。由计算结果可知，该算法具有一定的优越性，软件的开发具有一定的实用性。

关键词：电力系统，配电网潮流，牛顿——拉夫逊法，MATLAB程序设计

Abstract：In this paper, ungrounded system, the characteristics of non-zero sequence path, a three-phase decoupled power flow calculation method. This method ignores the influence of zero sequence components, making the three-phase asymmetrical load caused by phase coupling decoupling to be achieved by the phase flow calculation. The algorithm flow algorithm to the existing distribution network in the three-phase node voltage equation 3n-order decomposition of the node voltage equation of three n-order, so no matter what kind of algorithm can greatly save memory and computation for the distribution network to achieve by phase analysis provides a good way. In this paper, a system of 36 nodes to verify the results show that the method can fully into account the impact of unbalanced three-phase loads, a better computational speed and accuracy.

Keywords:power systems, phase decoupling, power flow, back/forward sweep algorithm

一． 电力系统潮流概述

1.1配电网潮流计算的目的与意义

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。可以说，潮流计算是电力系统分析中最基本、最重要的计算，是电力系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。即潮流计算是对电力系统的功率分布和电压分布的计算, 其具体任务就是编制系统的调度计划和电气设备检修计划, 确定电力系统中变压器分接头位置和系统中枢点与电压控制点的电压曲线， 进行事故运行方式的分析, 为电力系统短路和稳定计算提供数据, 为继电保护及自动装置整定与电力系统设计和规划提供依据等。潮流计算的目的是对现有电力系统的正常运行状态进行分析, 以提示必要的改进措施, 同时为新建系统或扩建系统的有关分析、计算打下基础。

配电网潮流计算是配电网经济运行、系统分析等的重要基础，但由于配电网与输电网有着明显的差异:配电网具有环形结构, 而通常以开环方式运行。通常呈辐射状，支路比值较大，分支线较多；配电线路中的R/X 比值偏大使输电网中常用的潮流计算算法如传统的牛顿法和快速分解法在应用于配电网潮流计算时容易形成病态而无法收敛，因此，研究适合于配电网的潮流算法也是至关重要的。

目前，输电系统潮流计算方法已较为成熟，而且获得了广泛的实际应用。但随着电力系统规模的不断扩大，潮流方程的阶数越来越高，对这种规模的方程并不是采用任何数学方法都能保证给出正确答案的，因此，这也成为促使电力系统研究人员不断寻求新的、更可靠的潮流计算方法的动力。

随着现代电力系统大系统、强非线性与多元件的特点日益突出, 其计算量与计算复杂度急剧增加。旧的计算机软件在处理潮流计算时, 其速度已无法满足大电网模拟和实时控制的仿真要求, 而高效的潮流问题的相关软件的研究已成为大规模电力系统仿真计算的关键。

1.2潮流计算方法概述

与输电网相比，配电网的网络结构有着明显的差异：配电网的网络呈现辐射状，在正常运行是开环的，只有在倒换负荷或发生故障时才有可能出现短时环网运行或多电源运行的情况；配电线路的总长度较输电网络要长且分支较多，配电线的线径比输电线细，导致配电网的 R/ X 较大，无法满足ij G << ij B 的 PQ 解耦条件，所以在输电网中常用的快速解耦算法在配电网中难以收敛；由于配电网