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电网潮流课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电网潮流的基本概念，掌握电网潮流的计算方法和应用场景。
2. 学生能够运用电网潮流知识分析简单电网的运行状态，判断电网的稳定性。
3. 学生了解电网潮流与电力系统安全、经济运行的关系，认识到电网潮流分析的重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，使用专业软件进行电网潮流计算，并分析计算结果。
2. 学生能够通过实际案例分析，提出改进电网运行的合理建议，提高电网运行效率。
3. 学生能够独立完成电网潮流相关实验，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电网潮流知识，增强对电力行业的认同感，激发学习兴趣。
2. 学生能够关注电网潮流在节能减排、环境保护等方面的意义，培养社会责任感和节能意识。
3. 学生在小组合作学习过程中，培养团队协作精神和沟通能力，提高自身综合素质。
本课程针对高中年级学生，结合电网潮流的学科特点，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
课程目标既关注学生对电网潮流知识的掌握，又注重提高学生的技能和情感态度价值观，为学生的全面发展奠定基础。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，有针对性地进行教学设计和指导，确保课程目标的实现。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 电网潮流基本概念- 介绍电网潮流的定义、组成及作用。
- 分析电网潮流的计算方法，如牛顿-拉夫逊法、高斯-赛德尔法等。
2. 电网潮流计算与应用- 结合教材相关章节，讲解电网潮流计算的具体步骤和操作方法。
- 通过实例分析，使学生掌握电网潮流计算在实际工程中的应用。
3. 电网潮流与电力系统运行分析- 讲解电网潮流与电力系统安全、经济运行的关系。
- 分析电网潮流异常现象，如过负荷、电压越限等，并提出相应的改进措施。
教学安排与进度：1. 课时分配：共6课时，其中基本概念2课时，计算与应用2课时，运行分析2课时。
2. 教学内容与教材章节对应：- 基本概念：教材第3章第1节。
电力系统潮流上机课程设计教学指导书（适用于Vc）一、基础知识的要求1．掌握VC环境的建立，建立一个空的或者“hello world”的DOS工作平台。
2．掌握函数的定义，头文件的使用，函数调用方法。
了解类的概念，建立类对象，学会调用类成员函数。
3．掌握数据文件的打开和关闭，学会自己根据系统数据建立数据文件，并读取数据。
学会将计算结果写到文件中。
4．对VC环境的掌握：i.打开工作平台：file->open workspace（file->recent workspace）ii.打开工作平台中的文件：选择fileview页，在source file中双击想打开的.cpp文件，或者在header file中双击想打开的.h文件。
iii.保存文件：ctrl+siv.将已有文件加入当前工作平台中：如果是cpp文件，则选中source file，单击右键，选择add file to folder，加入希望加入的cpp文件。
如果是.h文件，则选中header file，单击右键，选择add file to folder，加入希望加入的头文件。
v.编译：所有的程序写完之后需要进行编译。
编译可以选择Build按钮，也可以用快捷键F7进行编译。
如果有语法错误，则会在output的build页显示出来，逐个双击定位，处理错误，解决问题。
vi.调试：设置断点（F9），进入调试状态或者执行至下一个断点（F5，或者点击界面上的“Go”按钮），单步执行（F10），进入子函数（F11），执行到鼠标所在位置（ctrl+F10），结束调试（shift+F5）。
vii.运行：运行可以点击界面上的“叹号”按钮，也可以使用快捷键ctrl+F5，使用这个命令时，所设置的断点是不起作用的。
5．《电力系统稳态分析》教材中第四章涉及到的基本知识。
二、设计注意事项1．变量和数组的定义要写在函数的开头。
2．语句的结尾需要用分号（；）3．注意英文字符和中文字符4．C++中大小写敏感。
电力系统潮流上机计算报告
系别：电力工程系
班级：
姓名：
学号：
课号课序号：0110361-2
选课顺序号：22
程序说明
包括：程序设计思想、程序流程图、程序使用说明。
给定题目的手算过程（迭代两次）
包括：原题目、节点导纳矩阵、雅克比矩阵、第一次和第二次迭代结果。
给定题目的程序计算结果
包括：原题目、节点导纳矩阵、雅克比矩阵、程序输入和输出文件（误差0.0001）。
编程特色与创新
包括：程序能够完成的基本功能；程序能够完成的高级功能（如：是否包括平行支路、接地支路、非标准变比变压器支路，是否采用了稀疏矩阵技术，是否增加了人机对话界面，程序的通用性和实用性如何）。
五、总结
包括：手算结果与程序计算结果的分析比较；本次上机体会，如：独立编程体会、跟踪调试技能的掌握情况，C语言中结构体、指针、文件输入输出的掌握情况等。
报告要求：
报告必须手写（最好使用黑色水笔）。
报告统一采用A4打印纸书写（留出页边距: 1.5~2厘米）。
不使用实验报告纸。
封面按上述格式书写。
装订统一在左侧1厘米，三个钉。
上述五部分内容必须齐全，各部分内容可以扩充。
报告书写要求字迹清楚，不得潦草。
报告必须与本人提交程序吻合，否则取消成绩。
报告不得有雷同，否则全部取消成绩。
电力系统潮流上机计算实验报告１1．手算过程已知：节点1：PQ 节点，节点， s(1)= s(1)= -0.5000-j0.3500 节点2：PV 节点，节点， p(2)=0.4000 v(2)=1.0500 p(2)=0.4000 v(2)=1.0500 节点3：平衡节点，：平衡节点，U(3)=1.0000U(3)=1.0000U(3)=1.0000∠∠0.0000 网络的连接图：0.0500+j0.2000 1 0.0500+j0.2000231）计算节点导纳矩阵由2000.00500.012j Z +=Þ71.418.112j y -=; 2000.00500.013j Z +=Þ71.418.113j y -=;\导纳矩阵中的各元素：42.936.271.418.171.418.1131211j j j y y Y -=-+-=+=;71.418.11212jy Y +-=-=; 71.418.11313j y Y +-=-=; =21Y71.418.11212j y Y +-=-=; 71.418.12122j y Y -==; 002323j y Y +=-=;=31Y 71.418.11313j y Y +-=-=; =32Y 002323j y Y +=-=; 71.418.13133j y Y -==;\形成导纳矩阵B Y ：úúúûùêêêëé-++-+-+-+-+--=71.418.10071.418.10071.418.171.418.171.418.171.418.142.936.2j j j j j j j j j Y B 2）计算各PQ PQ、、PV 节点功率的不平衡量，及PV 节点电压的不平衡量：取:000.0000.1)0(1)0(1)0(1j jf e U +=+=000.0000.1)0(2)0(2)0(2j jf e U +=+=节点3是平衡节点，保持000.0000.1333j jf e U +=+=为定值。
课程设计报告( 2014—2015年度第一学期) 名称：电力系统潮流上机院系：电气与电子工程学院班级：电气1215 学号：学生姓名：指导教师：王莉丽设计周数：两周成绩：日期： 2015年1月4日一、课程设计的目的与要求培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识二、设计正文（详细内容见附录）1．手算2．计算机计算3．思考题三、课程设计总结或结论四、参考文献1.《电力系统分析基础》，李庚银，机械工业出版社，2011年，第一版；2.《电力系统稳态分析》，陈珩，中国电力出版社，2007年，第三版；附录（包括：1.手算过程及结果；2.计算机计算流程图、表格、数据；3.思考题答案）附录1.手算过程及结果2.计算机计算流程图3.完整的潮流程序头文件（定义变量）：#define Bus_Num 9#define Line_Num 9#define Precision 1e-5struct Bus{int No ;float Voltage,Phase,GenP,GenQ,LoadP,LoadQ;int Type;}gBus[Bus_Num];struct Line{int No,No_I,No_J;float R,X,B,k;}gLine[Line_Num];float gY_G[Bus_Num][Bus_Num],gY_B[Bus_Num][Bus_Num];float gDelta_P[Bus_Num-1],gDelta_Q[Bus_Num-1],gDelta_PQ[2*(Bus_Num-1)]; float gJaccobi[2*(Bus_Num-1)][2*(Bus_Num-1)];float gDelta_f[Bus_Num-1],gDelta_e[Bus_Num-1],gDelta_fe[2*(Bus_Num-1)]; float gf[Bus_Num],ge[Bus_Num];主程序：// flow.cpp: 主项目文件#include"stdafx.h"#include"NEquation.h"#include"math.h"#include"stdio.h"#include"config.h"using namespace System;void test(){NEquation ob1;ob1.SetSize(2);ob1.Data(0,0)=1;ob1.Data(0,1)=2;ob1.Data(1,0)=2;ob1.Data(1,1)=1;ob1.Value(0)=4;ob1.Value(1)=6;ob1.Run();printf("x1=%f\n",ob1.Value(0));printf("x2=%f\n",ob1.Value(1));}void GetData()//Read the data{FILE *fp;int i;fp=fopen("E:\\1121960726\\flow\\data\\data.txt","r");if(fp==NULL){printf("Can not open the file named 'data.txt' \n");return;}for(i=0;i<=Bus_Num-1;i++){fscanf(fp,"%d,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%d",&gBus[i].No,&gBus[i].Voltage,&gBus[i].Phase, &gBus[i].GenP,&gBus[i].GenQ,&gBus[i].LoadP,&gBus[i].LoadQ,&gBus[i].Type);}for(i=0;i<=Line_Num-1;i++){fscanf(fp,"%d,%d,%d,%f,%f,%f,%f",&gLine[i].No,&gLine[i].No_I,&gLine[i].No_J, &gLine[i].R,&gLine[i].X,&gLine[i].B,&gLine[i].k);}fclose(fp);}void GetYMatrix(){int i,j,bus1,bus2;float r,x,d,g,b,g1,b1,g2,b2,g3,b3;FILE *fp;for(i=0;i<=Bus_Num-1;i++){for(j=0;j<=Bus_Num-1;j++){gY_G[i][j]=0;gY_B[i][j]=0;}}for(i=0; i<=Line_Num-1; i++){if(gLine[i].k==0){bus1=gLine[i].No_I-1;bus2=gLine[i].No_J-1;r=gLine[i].R;x=gLine[i].X;d=r*r+x*x;g=r/d;b=-x/d;gY_G[bus1][bus1]=gY_G[bus1][bus1]+g;gY_G[bus2][bus2]=gY_G[bus2][bus2]+g;gY_G[bus1][bus2]=gY_G[bus1][bus2]-g;gY_G[bus2][bus1]=gY_G[bus2][bus1]-g;gY_B[bus1][bus1]=gY_B[bus1][bus1]+b+gLine[i].B;gY_B[bus2][bus2]=gY_B[bus2][bus2]+b+gLine[i].B;gY_B[bus1][bus2]=gY_B[bus1][bus2]-b;gY_B[bus2][bus1]=gY_B[bus2][bus1]-b; }else{bus1=gLine[i].No_I-1;bus2=gLine[i].No_J-1;x=gLine[i].X;d=r*r+x*x;g=r/d;b=-x/d;g1=g/gLine[i].k;b1=b/gLine[i].k;g2=g*(1-gLine[i].k)/(gLine[i].k*gLine[i].k);b2=b*(1-gLine[i].k)/(gLine[i].k*gLine[i].k);g3=g*(gLine[i].k-1)/gLine[i].k;b3=b*(gLine[i].k-1)/gLine[i].k;gY_G[bus1][bus1]=gY_G[bus1][bus1]+g1+g2;gY_G[bus2][bus2]=gY_G[bus2][bus2]+g1+g3;gY_G[bus1][bus2]=gY_G[bus1][bus2]-g1;gY_G[bus2][bus1]=gY_G[bus2][bus1]-g1;gY_B[bus1][bus1]=gY_B[bus1][bus1]+b1+b2;gY_B[bus2][bus2]=gY_B[bus2][bus2]+b1+b3;gY_B[bus1][bus2]=gY_B[bus1][bus2]-b1;gY_B[bus2][bus1]=gY_B[bus2][bus1]-b1;}}// output the Y matrixfp=fopen("E:\\1121960726\\flow\\data\\ymatrix.txt","w");if(fp==NULL){printf("Can not open the file named 'ymatrix.txt' \n");return ;}fprintf(fp,"---Y Matrix---\n");for(i=0;i<=Bus_Num-1;i++){for(j=0;j<=Bus_Num-1;j++){fprintf(fp,"Y(%d,%d)=(%10.5f,%10.5f)\n",i+1,j+1,gY_G[i][j],gY_B[i][j]);}}fclose(fp);}void SetInitial(){int i;for(i=0;i<=Bus_Num-1;i++){if(gBus[i].Type==3){gf[i]=gBus[i].Voltage*sin(gBus[i].Phase);ge[i]=gBus[i].Voltage*cos(gBus[i].Phase);}else{gf[i]=0;ge[i]=1;}}}void GetUnbalance(){int i,j;FILE *fp;for(i=0;i<=Bus_Num-2;i++){gDelta_P[i]=gBus[i+1].GenP-gBus[i+1].LoadP;if(gBus[i+1].Type==2) //PV节¨2点ì?gDelta_Q[i]=gBus[i+1].Voltage*gBus[i+1].Voltage-(ge[i+1]*ge[i+1]+gf[i+1]*gf[i+1]);elsegDelta_Q[i]=gBus[i+1].GenQ-gBus[i+1].LoadQ;for(j=0;j<=Bus_Num-1;j++){gDelta_P[i]=gDelta_P[i]-ge[i+1]*(gY_G[i+1][j]*ge[j]-gY_B[i+1][j]*gf[j])-gf[i+1]*(gY_G[i+1][j]*gf[j]+gY_B[i+1][j]*ge[j]);if(gBus[i+1].Type==1) //PQ节¨2点ì?gDelta_Q[i]=gDelta_Q[i]-gf[i+1]*(gY_G[i+1][j]*ge[j]-gY_B[i+1][j]*gf[j])+ge[i+1]*(gY_G[i+1][j]*gf[j]+gY_B[i+1][j]*ge[j]);}}for(i=0;i<=Bus_Num-2;i++) //合?并?é{gDelta_PQ[2*i]=gDelta_P[i];gDelta_PQ[2*i+1]=gDelta_Q[i];}fp=fopen("E:\\1121960726\\flow\\data\\unbalance.txt","w");if(fp==NULL){printf("无法打开文件：”'unbalance.txt' \n");return ;}fprintf(fp,"---Unbalance---\n");for(i=0;i<=2*Bus_Num-3;i++){fprintf(fp,"Unbalance[%d]=%10.5f\n",i+1,gDelta_PQ[i]);}fclose(fp);}void GetJaccobi(){int i,j;float ga[Bus_Num-1],gb[Bus_Num-1];FILE *fp;for(i=0;i<=Bus_Num-2;i++) //计算注入电流{ga[i]=0;gb[i]=0;for(j=0;j<=Bus_Num-1;j++){ga[i]=ga[i]+gY_G[i+1][j]*ge[j]-gY_B[i+1][j]*gf[j];gb[i]=gb[i]+gY_G[i+1][j]*gf[j]+gY_B[i+1][j]*ge[j];}}for(i=0;i<=Bus_Num-2;i++){for(j=0;j<=Bus_Num-2;j++){if(i!=j){gJaccobi[2*i][2*j]=-gY_B[i+1][j+1]*ge[i+1]+gY_G[i+1][j+1]*gf[i+1];gJaccobi[2*i][2*j+1]=gY_G[i+1][j+1]*ge[i+1]+gY_B[i+1][j+1]*gf[i+1];if(gBus[i+1].Type==2) //PV节¨2点ì?{gJaccobi[2*i+1][2*j]=0;gJaccobi[2*i+1][2*j+1]=0;}else//PQ{gJaccobi[2*i+1][2*j]=-gJaccobi[2*i][2*j+1];gJaccobi[2*i+1][2*j+1]=gJaccobi[2*i][2*j];}}else{gJaccobi[2*i][2*j]=-gY_B[i+1][j+1]*ge[i+1]+gY_G[i+1][j+1]*gf[i+1]+gb[i];gJaccobi[2*i][2*j+1]=gY_G[i+1][j+1]*ge[i+1]+gY_B[i+1][j+1]*gf[i+1]+ga[i];if(gBus[i+1].Type==2) //PV节¨2点ì?{gJaccobi[2*i+1][2*j]=2*gf[i+1];gJaccobi[2*i+1][2*j+1]=2*ge[i+1];}else//PQ节点{gJaccobi[2*i+1][2*j]=-gY_G[i+1][j+1]*ge[i+1]-gY_B[i+1][j+1]*gf[i+1]+ga[i];gJaccobi[2*i+1][2*j+1]=-gY_B[i+1][j+1]*ge[i+1]+gY_G[i+1][j+1]*gf[i+1]-gb[i];}}}}fp=fopen(,"w");if(fp==NULL){printf("无法打开文件：” 'jaccobi.txt' \n");return ;}fprintf(fp,"---Jaccobi Matrix---\n");for(i=0;i<=2*Bus_Num-3;i++){for(j=0;j<=2*Bus_Num-3;j++){fprintf(fp,"jaccobi(%d,%d)=%10.5f\n",i+1,j+1,gJaccobi[i][j]);}}fclose(fp);}void GetRevised(){int i,j;FILE *fp;NEquation ob1; //解矩阵方程ob1.SetSize(2*(Bus_Num-1));for(i=0;i<=2*Bus_Num-3;i++)for(j=0;j<=2*Bus_Num-3;j++)ob1.Data(i,j)=gJaccobi[i][j];for(i=0;i<=2*Bus_Num-3;i++)ob1.Value(i)=gDelta_PQ[i];ob1.Run();for(i=0;i<=Bus_Num-2;i++){gDelta_f[i]=ob1.Value(2*i);gDelta_e[i]=ob1.Value(2*i+1);gDelta_fe[2*i]=gDelta_f[i];gDelta_fe[2*i+1]=gDelta_e[i];}fp=fopen("E:\\1121960726\\flow\\data\\revised.txt","w");if(fp==NULL){printf("无法打开文件：” 'revised.txt' \n");return ;}fprintf(fp,"---Revised---\n");for(i=0;i<=2*Bus_Num-3;i++){fprintf(fp,"revised[%d]=%10.5f\n",i+1,gDelta_fe[i]);}fclose(fp);}void GetNewValue(){int i;FILE *fp;for(i=0;i<=Bus_Num-2;i++){gf[i+1]=gf[i+1]+gDelta_f[i];ge[i+1]=ge[i+1]+gDelta_e[i];}fp=fopen("E:\\1121960726\\flow\\data\\newvalue.txt","w");if(fp==NULL){printf("无法打开文件：”'newvalue.txt' \n");return ;}fprintf(fp,"---New Value---\n");for(i=0;i<=Bus_Num-2;i++){fprintf(fp,"f(%d)=%10.5f,e(%d)=%10.5f\n",i+1,gf[i+1],i+1,ge[i+1]); }fclose(fp);}int main(array<System::String ^> ^args){int i,Count_Num;float maxValue;//test();GetData();GetYMatrix();SetInitial();for(Count_Num=0;Count_Num<=100;Count_Num++) {GetUnbalance();GetJaccobi();GetRevised();GetNewValue();maxValue=fabs(gDelta_fe[0]);for(i=1;i<=2*(Bus_Num-1)-1;i++){if(maxValue<fabs(gDelta_fe[i])){maxValue=fabs(gDelta_fe[i]);}}if(maxValue<Precision){break;}}printf("%d\n",Count_Num);for(i=0;i<=Bus_Num-1;i++){printf("%10.5f\n",sqrt(ge[i]*ge[i]+gf[i]*gf[i]));}while(true){}return 0;}计算结果：（1）原始数据：（2）节点导纳矩阵：(3)Jacobi矩阵：（4）NewVoltageValue:(5)不平衡量：（6）修正量：（6）结果：3.回答思考题1.潮流计算的方法有哪些？各有何特点？2. 如果交给你一个任务，请你用已有的潮流计算软件计算北京城市电网的潮流，你应该做哪些工作？（收集哪些数据，如何整理，计算结果如何分析）3. 设计中遇到的问题和解决的办法。
电力零售仿真实验教学指导书一、综合实验的概述1．目的：培养学生对电力销售环节的分析能力，把握电力零售的相关知识。
2．使用的工具：零售市场仿真实验软件3．全然要求：把握电力销售环节的交易模型；销售电价的分类；电费计算；分析不同负荷特性的电力用户执行不同电价类不的差异。
4．考核方法：总成绩=出勤情况+设计报告+面试成绩5．参考教材：区域电力市场电价机制张粒子、郑华北京：中国电力出版社,2004二、综合实验的要求1．依据各类用户负荷数据，把握用户负荷特性分析方法。
2．把握销售电价中的电价结构。
3．把握各类电价制度的电费结算模型。
4．把握各类电价制度的特点、适用的用户范围。
5．对EXCEL的把握：翻开文件、维持文件、另存文件；读取计算数据；制作分析表格；依据分析数据制作展示图。
三、综合实验的内容实验一：电力用户负荷特性分析〔一〕根底理论知识预备：电力用户负荷特性1)电力用户用电负荷曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折线：将电力用户的有功负荷，按时刻序列绘制成的图形，称为负荷曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折线。
（1） 日负荷曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折线：标示出一天内每小时〔每半小时、每15分钟〕的负荷值，反映一天内负荷动态。
（2） 年负荷曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折线：标示出一年内每月的最高负荷值，反映一年内各月负荷动态。
2)要紧的负荷特性指标及计算（1） 最高负荷：报告期〔日、月、季、年〕内记录的负荷中，数值最大的一个。
（2） 最低负荷：报告期〔日、月、季、年〕内记录的负荷中，数值最小的一个。
（3） 平均负荷：报告期内瞬间负荷的平均值，即负荷时刻数列时序平均数。
（4） 负荷率：平均负荷与最高负荷的比率。
负荷率〔％〕＝⨯)k k W W 报告期最高负荷（）报告期平均负荷（100％ （5） 最小负荷率：报告期最低负荷与最高负荷的比率。
最小负荷率〔％〕＝⨯）报告期最高负荷（）报告期最低负荷（W W k k 100％（6） 峰谷差：最高负荷与最低负荷之差。
电力系统潮流上机课程设计教学指导书（适用于VC）一、基础知识的要求1．掌握VC环境的建立，建立一个空的或者“hello world”的DOS工作平台。
2．掌握函数的定义，头文件的使用，函数调用方法。
了解类的概念，建立类对象，学会调用类成员函数。
3．掌握数据文件的打开和关闭，学会自己根据系统数据建立数据文件，并读取数据。
学会将计算结果写到文件中。
4．对VC环境的掌握：i.打开工作平台：file->open workspace（file->recent workspace）ii.打开工作平台中的文件：选择fileview页，在source file中双击想打开的.cpp文件，或者在header file中双击想打开的.h文件。
iii.保存文件：ctrl+siv.将已有文件加入当前工作平台中：如果是cpp文件，则选中source file，单击右键，选择add file to folder，加入希望加入的cpp文件。
如果是.h文件，则选中header file，单击右键，选择add file to folder，加入希望加入的头文件。
v.编译：所有的程序写完之后需要进行编译。
编译可以选择Build按钮，也可以用快捷键F7进行编译。
如果有语法错误，则会在output的build页显示出来，逐个双击定位，处理错误，解决问题。
vi.调试：设置断点（F9），进入调试状态或者执行至下一个断点（F5，或者点击界面上的“Go”按钮），单步执行（F10），进入子函数（F11），执行到鼠标所在位置（ctrl+F10），结束调试（shift+F5）。
vii.运行：运行可以点击界面上的“叹号”按钮，也可以使用快捷键ctrl+F5，使用这个命令时，所设置的断点是不起作用的。
5．《电力系统稳态分析》教材中第四章涉及到的基本知识。
二、设计注意事项1．变量的定义要写在变量被使用之前，变量不能被重复定义。
2．VC是区分大小写的。
关于潮流计算的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解潮流计算的基本概念，掌握电力系统潮流的基本方程和算法；2. 学习并掌握使用相关软件工具进行潮流计算的方法；3. 了解潮流计算在电力系统运行中的应用及其重要性。
技能目标：1. 能够运用所学的潮流计算方法，解决实际的电力系统平衡问题；2. 培养学生运用计算机软件进行电力系统分析的能力；3. 通过团队协作，提高学生的问题分析、数据解读和报告撰写技巧。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统的兴趣，激发他们探索电力科学领域的热情；2. 强化学生的安全意识，认识到电力系统运行安全的重要性；3. 增强学生的环保意识，理解潮流计算在节能减排中的作用；4. 通过团队合作，培养学生的沟通能力和集体荣誉感。
课程性质分析：本课程旨在帮助学生建立电力系统潮流计算的基本理论框架，并通过实践操作，使学生掌握相关技能，为后续专业课程打下坚实基础。
学生特点分析：考虑到学生所在年级的知识深度，课程设计将结合学生的理论基础和实际应用能力，以引导式教学为主，鼓励学生主动探索和思考。
教学要求：1. 教学内容与课本紧密相关，注重理论与实践相结合；2. 采用案例教学，提高课程的实用性和针对性；3. 教学过程中注重培养学生的创新能力和实际操作能力。
二、教学内容1. 潮流计算基本概念：介绍潮流计算的定义、作用以及在电力系统运行中的重要性；教材章节：第一章第三节。
2. 潮流计算基本方程：讲解电力系统的基本潮流方程，包括功率方程、电压方程和相角方程；教材章节：第二章第一节。
3. 潮流计算算法：介绍常用的潮流计算算法，如牛顿-拉夫逊法、快速分解法和PQ分解法；教材章节：第二章第二节。
4. 潮流计算软件应用：指导学生使用相关软件（如PSS/E、DIgSILENT PowerFactory等）进行潮流计算；教材章节：第三章。
5. 潮流计算案例分析：分析实际电力系统潮流计算案例，使学生了解潮流计算在实际工程中的应用；教材章节：第四章。
华址电力*孑《电力系统潮流上机》课程设计报告院系班级：学号：学生姓名: 指导教师: 设计周数成绩：日期：年月日q 「十•-课程课程设计报告、课程设计的目的与要求培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识、设计正文（详细内容见附录）1.手算：要求应用牛顿-拉夫逊法或P-Q分解法手算求解，要求精度为0.001MW节点1为平衡节点，电压U, 1.0 0，节点2为PQ节点，负荷功率S20.8 j0.6，节点3 是PV 节点，P3 04U3 1.1，两条支路分别为Z13 0.01 j0.04，Z12 0.05 j0.2，对地支路y30j 0.33。
» 十•-课程课程设计报告2•计算机计算：编写潮流计算程序，要求如下：2.1据给定的潮流计算任务书整理潮流计算的基础数据：节点的分类，线路模型，等值变压器 模型，电压等级的归算，标幺值的计算；2.2基础数据的计算机存储：节点数据，支路数据（包括变压器） ；2.3用牛顿-拉夫逊法计算；2.4根据所选潮流计算方法画流程图，划分出功能模块，有数据输入模块，导纳阵形成模块， 解线性方程组模块，计算不平衡功率模块，形成雅可比矩阵模块，解修正方程模块，计算 线路潮流，网损，PV 节点无功功率和平衡节点功率，数据输出模块；2.5据上述模块编制程序并上机调试程序，得出潮流计算结果； 2.6源程序及其程序中的符号说明集、程序流图简单系统如下图所示，支路数据如下： 乙2 0.1 j0.41，乙3j0.3， z 140.12 j0.5， z 24 0.08 j0.40y io,2 y 20,1 j 0.01528， y 10,4y 40,1j 0.0192， y 20,4y 40,2 j 0.01413k 1.1节点数据如下：S 1 0.30 j0.18，S 2 0.55 j0.13， S 30.5，U 31.10，U 41.05 0oZ 13Z 13y40,1y20,41) 节点导纳阵#in elude <stdio.h> #in elude <math.h> #in elude <fstream.h> #i nclude "LF.h"y10,4Z14k(k丄 y 20,1Z 12Z13S 4Z 24S 2y40,2//form node conductance matrixintMakeY( intnB, intnL, Line* sL, double** YG, double** YB ) {in ti,j,l;double r,x,d1,g,b,t;for(i=0;i< nB;i++)for(j=0;j< nB;j++){ YG[i][j]=0.0;YB[i][j]=O.O;}for(i=0;i <n L;i++){r=sL[i].R;x=sL[i].X; g=r/(r*r+x*x); b=-x/(r*r+x*x); switch(sL[i].Type){case 1://L inebreak;case 2://Tra nsformerg*=1/sL[i].K;b*=1/sL[i].K; break;} YG[sL[i].Numl][sL[i].Numl]+=g;YG[sL[i].NumJ][sL[i].NumJ]+=g; YG[sL[i].Numl][sL[i].NumJ]-=g;YG[sL[i].NumJ][sL[i].Numl]-=g; YB[sL[i].Numl][sL[i].Numl]+=b+sL[i].B; YB[sL[i].NumJ][sL[i].NumJ]+=b+sL[i].B;YB[sL[i].Numl][sL[i].NumJ]-=b;YB[sL[i].NumJ][sL[i].Numl]-=b; }prin tf("实部：\n");for(i=0;i< nB;i++){for(j=0;j< nB;j++)prin tf("%lf\t",YG[i][j]);prin tf("\n");}printf("虚部：\n”);for(i=0;i< nB;i++){for(j=0;j< nB;j++)prin tf("%lf\t",YB[i][j]);prin tf("\n");}/* Check the Y matrix */ofstreamfout("out.txt");fout<< " ------------- Y Matrix ------------------- " <<e ndl;for(i=0;i< nB;i++){for(j=0;j< nB;j++)fout<< YG[i][j] << "+j" << YB[i][j] << "\t";fout<<en dl;}fout.close();return 0;}2) 计算功率不平衡量#in elude <stdio.h>#in clude <math.h>#in clude <fstream.h>#i nclude "LF.h"//form delta p and delta qintCalDeltaPQ( intnpv, intnpq. Bus* bus, double** YG, double** YB, int* p_Jtobus, double* deltaf ) {in tk,i,j;for(k=0;k< npv+ npq*2;k++){ i=p_Jtobus[k];if(k <n pv){ deltaf[k]=bus[i].Ge nP-bus[i].LoadP;for(j=0;j< npv+ npq+1;j++){deltaf[k]-=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i] .P hase-bus[j].Phase)+YB[i][j]*si n(bus[i].Phase-bus[j].Phase));}printf("PV 节点％d的有功功率是%lf\n",i,deltaf[k]);}if(k<n pq+npv&&k>=n pv){ deltaf[k]=bus[i].Ge nP-bus[i].LoadP;for(j=0;j <n pv+ npq+1;j++){deltaf[k]-=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i] .P hase-bus[j].Phase)+YB[i][j]*si n(bus[i].Phase-bus[j].Phase));}printf("PQ 节点％d的有功功率是%lf\n",i,deltaf[k]);}if(k<n pq*2+npv&&k>=n pv+ npq){deltaf[k]=bus[i].Ge nQ-bus[i].LoadQ;for(j=0;j< npv+ npq+1;j++){deltaf[k]-=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*si n(bus[i] .P hase-bus[j].Phase)-YB[i][j ]*cos(bus[i]. Phase-bus[j]. Phase));}printf("PQ 节点％d的无功功率是%lf\n",i,deltaf[k]);}}return 0;}3) 雅各比矩阵的计算/*Purpose: for un dergraduate courseTask: Load Flow(++r L +d u v 「o H D 」04z E 」ozl/二m _o A *±±o >三s n q*±±o >曰s n q *cxl +曰 b *±±0>曰s n q H E =±Q 3 ①s oHl w o d //se*±±o >m s n q d E =±Q 3(d u v E g(■llUD七①s oN lu 」o 丄注(oselldssnq —① selld-二snq)u一 s s =m A +a?s e l l ds s n q -e s e l l d -E;s n q )s 8s =o A )*±±o >-=s n q *±±o >2s n q H E =±Q 3① s oHlu」o丄注(oselldssnq —①selld-二snq)s o o s u m A -o s e l l ds s n q -①selld.三snq)u一 s s =o A )*±±o >s s n q *±±o>三旦 N o e (■iri D七X E一(++E Z *b d u +>d u v E o H E )」04二① selld.nq-① selld.三snq)u一s *==8A +o s e l l ds s n q -e s e l l d m s nq )s 8s =o A )*±±o >-=s n q ¥r((① set|dnq-① selld.曰s n q )s 8s =m A -o s e l l d s s n q -e s e l l d」=s n q )u _s s =o A )*±±o >-=s n q ¥(■ir i D七(++r L+d u v「o HD」04NH /、(d u v &一o "=bo "=e-兰snqo苇I d上(++X CXI * bd u +>d u V M O艾)」04于匸b T L roQqnopo n -of e-lu._Mrbdu+>duH d£u一 )I 03**2qnop-snqo 苇d*lu一m A **2qnopO A **2qnop-snq *sn8-bduc一>d £u一 )UQq8e「lu 」0tu_x u ro E UQqooerE 」ow=LTZn=① p n Q u算AlTEe①」1S4V①p n Q u算A l r l l ro EV ① p n Qq l ；十•-课程课程设计报告if(j!=i){j +=bus[j].Volt*(YG[i][j]*si n(bus[i]. Phase-bus[j].Phase)-YB[i][j]*cos(bus[i].P hase-bu j].Phase));i +=bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i]. Phase-bus[j]. Phase)+YB[i][j]*si n(bus[i].P hase-bu j].Phase));}for(m=0;m< npv+ npq*2;m++) {j=p_Jtobus[m]; if(j!=i){if(m<np)Jac[k][m]=-bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i] .P hase-bus[j].Phase)+YB[i][j]*si n (bus[i]. Phase-bus[j].Phase)); //Form J elseJac[k][m]=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*si n(bus[i]. Phase-bus[j].Phase)-YB[i][j] *cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase)); //Form L }else if(j==i){ if(m<np)Jac[k][m]=bus[i].Volt*q[i];elseJac[k][m]=bus[i].Volt*a[i]-2*bus[i].Volt*bus[i].Volt*YB[i][j];}}} }for(i=0;i <np+n pq;i++) {for(i nt j=0;j< np+n pq;j++){pri ntf("%d %d %f ",i,j,Jac[i][j]);} prin tf("\n");}//Output the matrix to check the Jacobia n matrix ofstreamfout("out.txt",ios::app); fout<< " ------------- J acobia n Matrix ------------------ " <<e ndl; for(i=0; i<np+n pq;i++ ) {for(j=0; j< np+n pq; j++ )fout<<Jac[i][j] << "\t"; fout<<e ndl;} fout.close(); return 0; }4) 线路损耗〃8.calculate the power flowdouble* p_Pij, *p_Qij, *p_Pji, *p_Qji; p_Pij = new double[ nL];p_Qij = newdouble[ nL]; p_Pji = newdouble[ nL]; p_Qji = new double[ nL];int x1,x2;for( i=0; i<nL; i++ ) {x1=lin e[i].Numl; x2=li ne[i].NumJ;a s q sq 十•-课程课程设计报告if(li ne[i].Type==1){ p_Pij[i]=bus[x1].Volt*bus[x1].Volt*(-YG[x1][x2])-bus[x1].Volt*bus[x2].Volt*((-YG[x1][x2 ])*cos(bus[x1] .P hase-bus[x2].Phase)+(-YB[x1][x2])*si n(bus[x1].Phase-bus[x2].Phase));P_Qij[i]=-bus[x1].Volt*bus[x1].Volt*(li ne[i].B+(-YB[x1][x2]))-bus[x1].Volt*bus[x2].Volt*((-YG[x1][x2])*si n(bus[x1].Phase-bus[x2].Phase)-(-YB[x1][x2])*cos(bus[x1].Phase-bu s[x2 ].P hase));p_Pji[i]=bus[x2].Volt*bus[x2].Volt*(-YG[x2][x1])-bus[x2].Volt*bus[x1].Volt*((-YG[x2][x1 ])*cos(bus[x2 ]. Phase-bus[x1].Phase)+(-YB[x2][x1])*si n(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase));p_Qji[i]=-bus[x2].Volt*bus[x2].Volt*(li ne[i].B+(-YB[x2][x1]))-bus[x2].Volt*bus[x1].Volt*((-YG[x2][x1])*si n(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase)-(-YB[x2][x1])*cos(bus[x2].Phase-bu s[x1].P hase));}elsep_Pij[i]=bus[x1].Volt*bus[x1].Volt*(-YG[x1][x2])/li ne[i].K-bus[x1].Volt*bus[x2].Vol t*((-YG[x1j[x2])*cos(bus[x1].Phase-bus[x2].Phase)+(-YB[x1][x2])*si n(bus[x1]. Phase-bus[x 2].Phase));p_Qij[i]=-bus[x1].Volt*bus[x1].Volt*((-YB[x1][x2])/li ne[i].K+l in e[i].B)-bus[x1].Volt*bus[x2].Volt*((-YG[x1][x2])*si n(bus[x1] .P hase-bus[x2].Phase)-(-YB[x1][x2])*cos(bus[x1] .Ph ase-bus[x2].Phase));p_Pji[i]=bus[x2].Volt*bus[x2].Volt*(-YG[x2][x1]*li ne[i].K)-bus[x2].Volt*bus[x1].Volt*(( -YG[x2][x1])*cos(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase)+(-YB[x2][x1])*si n(bus[x2].Phase-bus[x1].P hase));p_Qji[i]=-bus[x2].Volt*bus[x2].Volt*((-YB[x2][x1])*li ne[i].K+li ne[i].B)-bus[x2].Volt*bus[x1].Volt*((-YG[x2][x1])*si n(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase)-(-YB[x2][x1])*cos(bus[x2] .Ph ase-bus[x1] .P hase));}}//p and q of PH bus and PV busint s=0;double p[9],q[9],Ps[9],Qs[9],PS=0,QS=0;for( i=0; i<nB; i++ ){p[i]=0;q[i]=0;for(i nt j=0; j< nB; j++ ){p[i]+=(bus[j].Volt*(YG[i][j])*cos(bus[j].Phase)-bus[j].Volt*(YB[i][j])*si n(bus[j] .P has e));q[i]-=(bus[j].Volt*(YG[i][j])*si n(bus[j].Phase)+bus[j].Volt*(YB[i][j])*cos(bus[j].Phase ));}Ps[i]=bus[i].Volt*cos(bus[i].Phase)*p[i]-bus[i].Volt*si n(bus[i].Phase)*q[i];Qs[i]=bus[i].Volt*cos(bus[i].Phase)*q[i]+bus[i].Volt*si n(bus[i].Phase)*p[i];}for(i=0;i< nB;i++){ PS+=Ps[i];QS+=Qs[i];}prin tf("PS=%7.7f,QS=%7.7f\n",PS,QS);}//lossdoublePloss=0, Qloss=0;for( i=0; i<nB; i++ ){Ploss+=p_Pij[i]+p_Pji[i];Qloss+=p_Qij[i]+p_Qji[i];}5) 程序流图如下»』•-课程课程设计报告启动输入原始数据6)得到的数据(out.txt)q十•-课程课程设计报告--------- 丫 Matrix -----------------0+j-17.3611 O+jO 0+j0 0+j17.3611 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j00+j0 0+j-16 O+jO O+jO O+jO O+jO 0+j16 O+jO O+jOO+jO O+jO O+j-17.O648 O+jO O+jO O+jO O+jO O+jO O+j17.O648O+j17.3611 O+jO O+jO 3.3O738+j-39.3O89 -1.36519+j11.6O41 -1.94219+j1O.51O7 O+jO O+jO O+jO O+jO O+jO O+jO -1.36519+j11.6O41 2.55279+j-17.3382 O+jO -1.1876+j5.97513 O+jO O+jO O+jO O+jO O+jO -1.94219+j1O.51O7 O+jO 3.2242+j-15.84O9 O+jO O+jO -1.282O1+j5.58824 O+jO O+j16O+jO O+jO -1.1876+j5.97513 O+jO 2.8O473+j-35.4456 -1.61712+j13.698 O+jOO+jO O+jO O+jO O+jO O+jO O+jO -1.61712+j13.698 2.77221+j-23.3O32 -1.155O9+j9.78427 O+jO O+jO O+j17.O648 O+jO O+jO -1.282O1+j5.58824 O+jO -1.155O9+j9.78427 2.4371+j-32.1539 ------------- J acobia n Matrix ------------------16.4 0 0 0 0-16.4 0 0 0 0 0 0 0 00 17.4915 0 0 0 00 -17.4915 0 0 0 0 0 00 0 40.1703 -11.6041 -10.5107 0 0 0 3.30738 -1.36519 -1.94219 00 0-11.6041 17.5792 0 -5.97513 0 0 -1.36519 2.55279 0-1.1876 0 00 0 -10.5107 0 16.0989 0 0 -5.58824 -1.94219 0 3.22420 0-1.28201 -16.4 0 0-5.97513 036.0731 -13.698 0 0-1.1876 0 2.80473 -1.61712 0 0 0 0 00 -13.698 23.4822 -9.78427 0 0 0-1.61712 2.77221 -1.155090 -17.4915 0 0-5.58824 0 -9.78427 32.864 00 -1.28201-1.15509 2.43710 0 -3.30738 1.36519 1.94219 0 0 0 38.4474 -11.6041 -10.5107 0 0 00 0 1.36519 -2.55279 0 1.18760 0-11.6041 17.0972 0-5.97513 0 00 0 1.94219 0 -3.2242 0 0 1.28201 -10.5107 0 15.5829 0 0-5.58824 0 0 01.1876 0 -2.80473 1.61712 0 0 -5.97513 0 34.8181 -13.698 00 0 0 0 0 1.61712 -2.77221 1.15509 0 0 0-13.698 23.1242 -9.784270 0 1.28201 0 1.15509 -2.4371 0 0 -5.58824 0 -9.78427 31.4437Jacobian MatrixJacobian Matrix16.7457 0 0 0 0 -16.7457 0 0 0 01.63043 0 00 18.0388 0 0 0 0 0 -18.0388 0 0 00 00.85019641.3695 -11.8919 -10.9686 0 03.48069 -1.02775 -1.73712 00 016.9269 0-16.9269 0 1.6879318.1691 0-18.16910.88362741.9297 -12.1301 -11.1536 0 3.54272 -1.0628 -1.76646 0-12.0455 18.0609 -6.01539-1.78138 1.30819-2.10262-11.0484 016.8144 -5.76607 -2.33608 02.42598-1.97778 -16.9269-6.36224 037.9476 -14.6585-0.3575343.05959 -0.930027-14.4721 24.8873 -10.4152 -2.509 1.86088 -1.47389-18.1691 2.6627-6.05157 0-10.4721 34.6928-0.733327-0.9919731.68793 -3.52149 1.781382.33608 0 0.883627 0 1.0628 1.76646 0 -3.884 0-4.31386 0.357534 0 0 2.5092.102621.97778 42.0299 -12.0455 -11.0484 -2.97549 -3.98289 0.930027 0 1.47389 00 0.733327 0 0.991973 -2.60893 -12.1301 -11.1536 0 17.2037 016.2993 -6.36224 0 0-14.4721 0 -6.05157 -6.01539-5.7660738.3226 24.2355 -14.6585 0-10.4152-10.4721 34.8585q十•-课程课程设计报告0 -11.8057 17.6918 0 -5.8861 0 0-1.7602 1.28091 0-2.0217 0 00 0-10.8651 0 16.5476 0 0 -5.68251 -2.29737 0 2.40655 0 0 -1.91027 -16.7457 0 0 0 -6.21183 0 37.3041 -14.3465 0 0 -0.382862 0 2.95313 -0.9374850 0 0 0 0 -14.1704 24.4052 -10.2348 0 0 0 -2.42909 1.86079 -1.43353 0 -18.0388 0 0-5.94693 0 -10.2872 34.273-0.757656 0 -0.9892082.59847------------- Jacobia n Matrix ------------------16.7435 0 0 0 0-16.7435 00 01.63 00 18.0374 0 0 0 0 0-18.0374 0 0 0 0 00.850 41.3625 -11.8888 -10.9664 0 0 0 3.48016 -1.02713 -1.73662 00 00 0 -11.8026 17.6871 0 -5.8845 0 0 -1.76008 1.28053 0-2.02045 0 0-10.8628 016.5444 0-5.68158 -2.29703 0 2.40632 0-1.909290 0 -3.48089 1.02775 1.73712 0 0 041.3703 -11.8919 -10.9686 00 01.7602-3.78189 02.02170 0-11.8057 16.6941 0 -5.8861 0 0 0 0 2.29737 0 -4.20764 0 01.91027 -10.8651 0 15.9488 0 0 -5.68251 1.63043 0 0 0.382862 0 -2.95077 0.937485 0 0 -6.21183 0 37.3083 -14.3465 0 0 00 02.42909 -3.86262 1.43353 0 0-14.1704 23.7059 -10.23480 0.850196 0 0 0.757656 0 0.989208 -2.59706 0 0 -5.94693 0-16.7435 00 0 -6.20987 0 37.296 -14.3426 00 -0.383399 0 2.95114 -0.9377420 0 0-14.1667 24.3994 -10.2326 0 0 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----------- end1 4 1 -0.71641+j-0.239232 0.71641+j0.270462 7 2 -1.63+j0.0917816 1.63+j0.06653653 9 3 -0.85+j0.149553 0.85+j-0.1085974 7 8 0.763799+j-0.00797398 -0.759046+j-0.1070415 9 8 0.241834+j0.0311946 -0.240954+j-0.2429586 7 5 0.866201+j-0.0838079 -0.843202+j-0.1131287 9 6 0.608166+j-0.180748 -0.594627+j-0.1345668 5 4 -0.406798+j-0.386872 0.409373+j0.2289319 6 4 -0.305372+j-0.165433 0.307037+j0.0102993--Ploss and Qloss ----------Ploss = 0.0471901 Qloss = -0.9574833•思考题3.1潮流计算的方法有哪些？各有何特点？答：潮流计算分为手算和机算两大类，其中机算又有高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法、P-Q分解法等算法。
