电力系统潮流计算毕业论文

电力系统潮流计算毕业论文

目录

一、............. 电力系统潮流计算概述 (1)

二、..................... 节点导纳矩阵 (1)

1.节点导纳矩阵及其各元素的物理意义 (1)

2.节点导纳矩阵的特点 (1)

3.算法推导 (2)

3.1 励磁支路 (2)

3.2 线路支路 (2)

3.3 变压器支路 (3)

4.程序实现方法和技巧 (3)

4.1 变量说明 (3)

4.2 支路参数设置技巧 (4)

5.程序框图 (5)

6.矩阵输出格式控制 (6)

三、......... 潮流计算的原理及实现方法 (6)

1.牛顿—拉夫逊法（直角、极坐标） (6)

1.1 牛顿—拉夫逊法简介 (6)

1.2 算法推导 (8)

a. 直角坐标 (8)

b. 极坐标 (11)

1.3 程序实现方法和技巧 (12)

1.4 直角坐标和极坐标的比较 (13)

1.5 程序框图 (14)

2.高斯—塞得尔法 (15)

2.1 高斯—塞得尔法简介 (15)

2.2 算法推导 (15)

2.3 程序框图 (17)

3.P-Q分解法 (18)

3.1 P-Q分解法简介 (18)

3.2 算法推导 (18)

3.3 程序框图 (21)

4.节点功率、功率分布及网损计算 (22)

4.1 节点功率 (22)

4.2 支路功率 (22)

a. 变压器支路 (23)

b. 线路支路 (24)

c. 励磁支路 (24)

4.3 网络损耗 (24)

四、..................... 主程序结构图 .. (25)

五、.........................程序清单 .. (26)

六、..................... 程序计算实例 .. (47)

1.实例容 (47)

2.程序初值 (48)

3.运行结果 (48)

3.1 节点导纳矩阵 (48)

3.2 牛顿极坐标 (49)

3.3 牛顿直角坐标 (50)

3.4 高斯塞得尔 (51)

3.5 P-Q分解法 (51)

4.运行界面 (52)

七、....... 毕业设计的成果、经验和不足 .. (56)

1.程序设计的优点 (56)

2.程序中的不足 (56)

3.毕业设计成果 (57)

4.毕业设计体会 (57)

参考书目 (58)

电力系统潮流计算

一、 电力系统潮流计算概述

潮流计算是电力系统中最基本的计算，它在给定电网结构、参数及决定电力系统运行状态的边界条件的情况下，通过计算来确定电力系统的运行状态。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。潮流计算是电力系统运行、规划、以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁瞬时过程和机电瞬时过程分析的基础和出发点。潮流计算一般分为在线计算和离线计算。在这里主要是进行离线潮流计算的问题。

潮流计算的方法通常有阻抗法和导纳法。随着计算机的应用发展，采用稀疏矩阵技术和节点优化编号技术使牛顿－拉夫逊法得到了非常广泛的应用，成为潮流计算中广泛采用的优秀算法。导纳法也就因其稀疏性的特点逐步取代了阻抗法。70 年代中期，Stott 在大量实践的基础上提出了快速分解潮流计算方法（P_Q 分解法），使潮流计算在存容量和计算速度上得到了大大的提高，可用于在线计算，是目前最常用的一种方法。

二、 节点导纳矩阵

1. 节点导纳矩阵及其各元素的物理意义

由欧姆定律可知：I Z V *=，也即V Y I *=，其中系数矩阵Y 即称为节点导纳矩阵。对于n 个节点的电力网络来说，方程组的系数矩阵：

⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=nn n n n n Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

21222

2111211（2- 1） 显然可知其中各元素的物理意义：

a. 导纳矩阵中第i 列对角元素Y ii ，即节点i 的自导纳，在数值上等于节点i

加单位电压，其它节点都接地时，节点i 向电力网络注入的电流。

b. 导纳矩阵中第i 列非对角元素Y ij ，即节点i 与节点j 间的互导纳，在数值

上等于节点i 加单位电压，其它节点都接地时，节点j 向电力网络注入的电

流。

2. 节点导纳矩阵的特点

（1） 导纳矩阵是稀疏矩阵，矩阵的阶数等于电力网的节点数。

（2）

各行非对角元素的个数等于对应节点所连的不接地支路数。 （3）

导纳矩阵是一个对称的方阵，非对角元素Y ij =Y ji 。 （4）

对角线元素即自导纳等于i 节点所有支路导纳值的总和，即 Y ii =∑y ii 。 （5） 非对角线元素即互导纳等于i 、j 节点间支路导纳的负值，即 Y ij =-y ij 。

3. 算法推导

电力网中常见的有三种类型的支路：励磁支路、线路支路、变压器支路。在节点导纳矩阵程序中，采用逐条支路追加法。而对于各种支路处理方法略有不同，下面就分别作以推导。

3.1 励磁支路

如图1所示，励磁支路的另一节点是接地点0，因此当追加励磁支路时，只需要

修正节点i 的自导纳。

()()()jx r Y Y k ii k ii -+=+1（2- 2）

3.2 线路支路

如图2所示，当追加线路支路时，节点i 、节点j 的自导纳以及它们之间的互导纳

都需要修改。

ij ji ij y Y Y -==（2- 3）

()()21b j

y Y Y ij k ii k ii -+=+（2- 4） ()()2

1b j y Y Y ij k jj k jj -+=+（2- 5）

图 1 励磁支路 图 2 线路支路