电力系统分析潮流计算实验报告
：XXXXXX 学号：XXXXXXXXXX 班级：XXXXXXXX
一、实验目的
掌握潮流计算计算机算法的方法，熟悉MATLAB的程序调试方法。
二、实验准备
根据课程容，熟悉MATLAB软件的使用方法，自行学习MATLAB程序的基础语法，并根据所学知识编写潮流计算牛顿拉夫逊法(或PQ分解法) 的计算程序，用相应的算例在MATLAB上进行计算、调试和验证。
三、实验要求
每人一组，在实验课时，调试和修改运行程序，用算例计算输出潮流结果。
四、程序流程
五、实验程序
%本程序的功能是用牛拉法进行潮流计算%原理介绍详见鞠平著《电气工程》
%默认数据为鞠平著《电气工程》例8.4所示数据
%B1是支路参数矩阵
%第一列和第二列是节点编号。节点编号由小到大编写
%对于含有变压器的支路，第一列为低压侧节点编号，第二列为高压侧节点编号
%第三列为支路的串列阻抗参数，含变压器支路此值为变压器短路电抗
%第四列为支路的对地导纳参数，含变压器支路此值不代入计算
%第五烈为含变压器支路的变压器的变比，变压器非标准电压比
%第六列为变压器是否是否含有变压器的参数，其中“1”为含有变压器，“0”为不含有变压器
%B2为节点参数矩阵
%第一列为节点注入发电功率参数
%第二列为节点负荷功率参数
%第三列为节点电压参数
%第四列
%第五列
%第六列为节点类型参数，“1”为平衡节点，“2”为PQ节点，“3”为PV节点参数
%X为节点号和对地参数矩阵
%第一列为节点编号
%第二列为节点对地参数
%默认算例
% n=4;
% n1=4;
% isb=4;
% pr=0.00001;
% B1=[1 2 0.1667i 0 0.8864 1;1 3 0.1302+0.2479i 0.0258i 1 0;1 4 0.1736+0.3306i 0.0344i 1 0;3 4 0.2603+0.4959i 0.0518i 1 0];
% B2=[0 0 1 0 0 2;0 -0.5-0.3i 1 0 0 2;0.2 0 1.05 0 0 3;0 -0.15-0.1i 1.05 0 0 1];
% X=[1 0;2 0.05i;3 0;4 0];
clear;
clc;
num=input('是否采用默认数据？(1-默认数据;2-手动输入)');
if num==1
n=4;
n1=4;
isb=4;
pr=0.00001;
B1=[1 2 0.1667i 0 0.8864 1;1 3 0.1302+0.2479i 0.0258i 1 0;1 4 0.1736+0.3306i 0.0344i 1 0;3 4 0.2603+0.4959i 0.0518i 1 0];
B2=[0 0 1 0 0 2;0 -0.5-0.3i 1 0 0 2;0.2 0 1.05 0 0 3;0 -0.15-0.1i 1.05 0 0 1];
X=[1 0;2 0.05i;3 0;4 0];
else
n=input('请输入节点数:n=');
n1=input('请输入支路数:n1=');
isb=input('请输入平衡节点号:isb=');
pr=input('请输入误差精度:pr=');
B1=input('请输入支路参数:B1=');
B2=input('请输入节点参数:B2=');
X=input('节点号和对地参数:X=');
end
Times=1; %迭代次数
%创建节点导纳矩阵
Y=zeros(n);
for i=1:n1
if B1(i,6)==0 %不含变压器的支路
p=B1(i,1);
q=B1(i,2);
Y(p,q)=Y(p,q)-1/B1(i,3);
Y(q,p)=Y(p,q);
Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4);
Y(q,q)=Y(q,q)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4);
else %含有变压器的支路
p=B1(i,1);
q=B1(i,2);
Y(p,q)=Y(p,q)-B1(i,5)/B1(i,3);
Y(q,p)=Y(p,q);
Y(p,p)=Y(p,p)+B1(i,5)/B1(i,3)+(1-B1(i,5))/B1(i,3);
Y(q,q)=Y(q,q)+B1(i,5)/B1(i,3)+(B1(i,5)*(B1(i,5)-1))/B1(i,3);
end
end
for i=1:n1
Y(i,i)=Y(i,i)+X(i,2); %计及补偿电容电纳
end
disp('导纳矩阵为：');
disp(Y); %显示导纳矩阵
%初始化OrgS、DetaS
OrgS=zeros(2*n-2,1);
DetaS=zeros(2*n-2,1);
%创建OrgS，用于存储初始功率参数
h=0;
j=0;
for i=1:n %对PQ节点的处理
if i~=isb&B2(i,6)==2 %不是平衡点&是PQ点
h=h+1;
for j=1:n
%公式8-74
%Pi=ei*(Gij*ej-Bij*fj)+fi*(Gij*fj+Bij*ej)
%Qi=fi*(Gij*ej-Bij*fj)-ei*(Gij*fj+Bij*ej)
OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))+imag(B2( i,3))*(real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));
OrgS(2*h,1)
=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))*(real(Y(i,j) )*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));
end
end
end
for i=1:n %对PV节点的处理，注意这时不可再将h初始化为0
if i~=isb&B2(i,6)==3 %不是平衡点&是PV点
h=h+1;
for j=1:n
%公式8-75-a
%Pi=ei*(Gij*ej-Bij*fj)+fi*(Gij*fj+Bij*ej)
%Qi=fi*(Gij*ej-Bij*fj)-ei*(Gij*fj+Bij*ej)
OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))+imag(B2( i,3))*(real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));
OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))-real(B2(i,3)) *(real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));
end
end
end
%创建PVU 用于存储PV节点的初始电压
PVU=zeros(n-h-1,1);
t=0;
for i=1:n
if B2(i,6)==3
t=t+1;
PVU(t,1)=B2(i,3);
end
end
%创建DetaS，用于存储有功功率、无功功率和电压幅值的不平衡量
h=0;
for i=1:n %对PQ节点的处理
if i~=isb&B2(i,6)==2
h=h+1;
DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2))-OrgS(2*h-1,1); %delPi
DetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2))-OrgS(2*h,1); %delQi
end
end
t=0;
for i=1:n %对PV节点的处理，注意这时不可再将h初始化为0
if i~=isb&B2(i,6)==3
h=h+1;
t=t+1;
DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,1))-OrgS(2*h-1,1); %delPi
DetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1))^2+imag(PVU(t,1))^2-real(B2(i,3))^2-imag(B2(i,3))^2; %delUi end
end
% DetaS
%创建I，用于存储节点电流参数
i=zeros(n-1,1);
h=0;
for i=1:n
if i~=isb
h=h+1;
I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1))/conj(B2(i,3));%conj求共轭
end
end
%创建Jacbi(雅可比矩阵)
Jacbi=zeros(2*n-2);
h=0;
k=0;
for i=1:n %对PQ节点的处理
if B2(i,6)==2
h=h+1;
for j=1:n
if j~=isb
k=k+1;
if i==j %对角元素的处理
Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+imag(I(h,1));
Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+real(I(h,1));
Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k)+2*real(I(h,1));
Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1)-2*imag(I(h,1));
else %非对角元素的处理
Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3));
Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3));
Jacbi(2*h,2*k-1)=-Jacbi(2*h-1,2*k);
Jacbi(2*h,2*k)=Jacbi(2*h-1,2*k-1);
end
if k==(n-1) %将用于循环的指针置于初始值，以确保雅可比矩阵换行
k=0;
end
end
end
end
end
k=0;
for i=1:n %对PV节点的处理
if B2(i,6)==3
h=h+1;
for j=1:n
if j~=isb
k=k+1;
if i==j %对角元素的处理
Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+imag(I(h,1));
Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3))+real(I(h,1));
Jacbi(2*h,2*k-1)=2*imag(B2(i,3));
Jacbi(2*h,2*k)=2*real(B2(i,3));
else %非对角元素的处理
Jacbi(2*h-1,2*k-1)=-imag(Y(i,j))*real(B2(i,3))+real(Y(i,j))*imag(B2(i,3));
Jacbi(2*h-1,2*k)=real(Y(i,j))*real(B2(i,3))+imag(Y(i,j))*imag(B2(i,3));
Jacbi(2*h,2*k-1)=0;
Jacbi(2*h,2*k)=0;
end
if k==(n-1) %将用于循环的指针置于初始值，以确保雅可比矩阵换行
k=0;
end
end
end
end
end
disp('初始雅可比矩阵为：');
disp(Jacbi);
%求解修正方程，获取节点电压的不平衡量
DetaU=zeros(2*n-2,1);
DetaU=inv(Jacbi)*DetaS; %inv矩阵求逆
% DetaU
%修正节点电压
j=0;
for i=1:n %对PQ节点处理
if B2(i,6)==2
j=j+1;
B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);
end
end
for i=1:n %对PV节点的处理
if B2(i,6)==3
j=j+1;
B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);
end
end
% B2
%开始循环**********************************************************************
while abs(max(DetaU))>pr
OrgS=zeros(2*n-2,1);
h=0;
j=0;
for i=1:n
if i~=isb&B2(i,6)==2
h=h+1;
for j=1:n
OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))+imag(B2( i,3))*(real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));
OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))-real(B2(i,3)) *(real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));
end
end
end
for i=1:n
if i~=isb&B2(i,6)==3
h=h+1;
for j=1:n
OrgS(2*h-1,1)=OrgS(2*h-1,1)+real(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))+imag(B2( i,3))*(real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));
OrgS(2*h,1)=OrgS(2*h,1)+imag(B2(i,3))*(real(Y(i,j))*real(B2(j,3))-imag(Y(i,j))*imag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))