毕业设计论文电力系统潮流计算

电力系统潮流计算-工程大学机电学院毕业设计摘要潮流计算是电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护整定，安全分析的必要工具。

是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。

电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。

潮流计算是电力系统的各种计算的基础，同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案和现有电力系统运行方式的合理性，可靠性和经济性。

实际电力系统的潮流技术那主要采用牛顿-拉夫逊法。

传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直观，难于与其他分析功能集成。

网络原始数据输入工作量大且易于出错。

随着计算机技术的飞速发展，MICROSOFT WINDOWS操作系统早已被大家所熟悉，其友好的图形用户界面已成为PC机的标准，而DOS操作系统下的应用程序因其界面不够友好，开发具有WINDOWS风格界面的电力系统分析软件已成为当前的主流趋势。

另外，传统的程序设计方法是结构化程序设计方法，该方法基于功能分解，把整个软件工程看作是一个个对象的组合，由于对某个特定问题域来说，该对象组成基本不变，因此，这种基于对象分解方法设计的软件结构上比较稳定，易于维护和扩充。

本文介绍了图形化潮流计算软件的开发设计思想和总体结构，阐述了该软件所具备的功能和特点。

结合电力系统的特点，软件采用MATLAB语言运行于WINDOWS操作系统的图形化潮流计算软件。

本系统的主要特点是操作简单，图形界面直观，运行稳定。

计算准确。

计算中，算法做了一些改进，提高了计算速度，各个类的有效封装又使程序具有很好的模块性。

可维护性和可重用性。

关键词：电力系统潮流计算；牛顿—拉夫逊法潮流计算；MATLABAbstractPower flow calculation is an important function of the electric power system is analyzed, fault calculation, relay protection, safety analysis tools necessary. Is the calculation of the steady state operation of normal and fault conditions of complex power system under the. The results of power flow calculation is the basis of computation and fault analysis of power system stability. Power flow calculation is the basis of all kinds of power system calculation, and it is also an important function of power system analysis, the research on the operating mode of power system planning and design of the existing power system, need to use power flow calculation to quantitative comparison of the rationality of power supply scheme and operation mode of the existing power system, reliability and economy. The actual power flow technology that mainly uses the Newton-Raphson method.The traditional flow calculation program lacks a graphical user interface, the display is not intuitive, it is difficult to integrate with other analysis function. The network input data and heavy workload and error prone. With the rapid development of computer technology, Microsoft windows operating system has long been familiar, its friendly graphical user interface has become PC standard, and the application of the DOS operating system because of its interface is not friendly enough, the power system analysis software development with windows style interface has become the main trend. In addition, the traditional design method is a structured program design method, this method is based on the function decomposition, the software engineering as a combination of objects, due to a particular problem domain, the composition of the object is essentially the same, therefore, based on the software structure of the object decomposition method on the design of stable, easy to maintain and expansion.The development of design idea and overall structure of this paper introduces the graphical power flow calculation software, expounds the function and features of the software. According to the characteristics of the power system, the graphical trend MATLAB language operating system running on a windows calculation software. The main feature of this system is simple, intuitive graphical interface, accurate calculation of stable operation. In the calculation, the algorithm made some improvements, improve the calculation speed, and the effective encapsulation of class program module has good maintainability and reusability.Keywords: power flow calculation; Newton Raphson power flow calculation; MATLAB目录引言 (1)第1章电力系统潮流计算概述 (2)1.1电力系统叙述 (2)1.2潮流计算简介 (2)1.3潮流计算的意义及其发展 (3)第2章潮流计算的数学模型 (4)2.1导纳矩阵的原理及计算方法 (4)2.2潮流计算的基本方程 (8)2.3电力系统节点分类 (10)2.4潮流计算的约束条件 (11)第3章牛顿－拉夫逊法概述 (12)3.1牛顿－拉夫逊法基本原理 (12)3.2牛顿--拉夫逊法潮流求解过程 (13)3.3牛顿—拉夫逊法的程序框图 (18)第4章MATLAB概述 (20)4.1MATLAB简介 (20)4.2MATLAB应用在潮流计算中的优势 (20)4.3矩阵的运算 (21)第5章潮流计算主界面设计实现 (23)5.1主界面介绍 (23)5.2数据初始化 (23)5.3潮流计算 (24)5.4数据处理 (25)5.5数据传递的问题 (25)5.6例：某电网接线图及给定的参数 (26)5.7运算结果 (26)第6章系统潮流计算的前沿算法及发展前景 (33)6.1保留非线性算法 (33)6.2最优潮流分析法 (33)6.3OPF分析法 (34)结论与展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录A:基于MATLAB的牛顿拉夫逊法潮流计算程序清单 (38)附录B:外文文献及译文 (41)附录C:参考文献的题录摘要 (48)插图清单图2-1双绕组变压器原理图 (6)图2-2变压器等值电路 (7)图2-3潮流计算用的电网结构图 (8)图2-4潮流计算等值网络 (8)图3-1牛顿—拉夫逊法的程序框图 (17)图5-1某电网接线图 (24)引言潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法，是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。

电力系统中潮流计算方法研究随着电力系统的迅速发展和电力需求的不断增长，电力系统的可靠性和稳定性成为了极为重要的问题。

在电力系统中，潮流计算是一项至关重要的技术，它可以帮助我们预测电力负荷和电力流向，有助于电力系统的稳定运行。

本文将探讨电力系统中的潮流计算方法及其研究。

一、潮流计算方法潮流计算是电力系统调度和运行的关键技术之一，其基本原理是根据电网拓扑、输电线路及变电站运行参数等，采用一系列算法求解电力系统中各节点的电压、电流和功率等物理量。

目前常用的潮流计算方法主要有两种：直接法和迭代法。

1.直接法直接法也叫解析法，它采用解析表达式计算电网各节点的电压、电流和功率等物理量。

其主要优点是计算速度较快，计算精度较高，适合用于小型电力系统和对计算精度要求较高的情况。

但是，直接法的缺点在于其计算复杂度极高，在大型电力系统中计算的时间和计算资源都会非常消耗。

2.迭代法迭代法也叫数值法，以牛顿—拉夫逊法（Newton-Raphson method）为代表，采用迭代过程计算电网各节点的电压、电流和功率等物理量。

迭代法主要优点在于其计算复杂度较低，在大型电力系统中计算速度相对较快。

但是，在特殊情况下，如系统存在多重解或松弛现象时，迭代法的收敛性也会受到一定的影响。

二、潮流计算的应用潮流计算在电力系统调度和运行中有着广泛的应用。

具体来讲，潮流计算可以用于下列几个方面：1.电网规划和设计电网规划与设计中潮流计算是必不可少的技术手段。

通过对不同区域、不同负荷的电力需求进行分析和计算，可以预测未来电力需求的变化，进而为电网规划与设计提供可靠的数据和参考。

2.电网运行状态分析潮流计算可以帮助运维人员及时监测电网运行状态，防范潜在安全隐患。

当电网发生故障或负荷变化时，运维人员可以通过潮流计算及时预警，采取有效措施避免电网故障的发生。

3.电网故障诊断与分析电力系统中常常发生各种故障，包括线路短路、设备故障等，这些故障严重影响电力系统的稳定运行。

关于潮流计算具体应用的研究毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1 引言 (1)1.1 潮流计算目的 (1)1.2 潮流计算意义 (1)1.3 潮流计算发展史 (1)1.4基于MATLAB 的电力系统潮流计算发展前景 (2)2简单电力系统潮流计算 (4)2.1简单辐射网络的潮流计算 (4)2.1.1简单支路的潮流分布和电压降落 (4)2.1.2 辐射型网络的手工潮流计算方法 (6)2.2 简单环网的潮流计算 (7)2.2.1两端电压相等 (7)2.2.2两端电压不相等 (8)3 复杂电力系统潮流计算的计算机算法 (10)3.1电力网络方程及等值电路 (10)3.2节点导纳矩阵形成及修改 (11)3.3节点的分类 (14)3.3.1 PQ节点 (14)3.3.2 PV节点 (14)3.3.3 平衡节点 (14)3.4潮流计算的约束条件 (15)3.5牛顿-拉夫逊法（直角坐标） (15)3.5.1牛顿-拉夫逊法的推导过程 (15)3.5.2潮流计算时的修正方程（直角坐标） (17)3.5.3雅可比矩阵的特点: (19)3.5.4牛顿-拉夫逊法计算步骤 (19)3.6 P-Q分解法潮流计算 (20)3.6.1 P-Q分解法潮流计算概述 (20)3.6.2 P-Q分解法的潮流计算步骤 (20)3.6.3 P-Q分解法的特点 (21)4 Matlab概述 (22)4.1Matlab简介 (22)4.2 Matlab中的变量 (22)4.3 Matlab编程 (23)4.3.1矩阵的输入 (23)4.3.2矩阵的运算 (24)4.3.3 MatLab的控制流 (24)5 牛顿法潮流计算程序设计及实例 (26)5.1手算 (26)5.2计算机算法的数据输入 (29)5.3潮流计算程序 (30)5.3 计算结果分析 (36)结论 (37)参考文献 (38)附录A 程序流程图 (39)附录B Matlab仿真 (40)致谢 (43)1 引言1.1 潮流计算目的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。

毕业设计论文电力系统潮流计算电力系统潮流计算是电力系统规划、运行和控制的重要手段之一、通过潮流计算可以得到电力系统各节点的电压、功率以及潮流分布情况，为电力系统设计、调度和运行提供依据和指导。

本文综述了电力系统潮流计算的基本原理和方法，包括节点电流法、节点电压法和改进的细节模型法，并对其应用进行了分析和总结。

首先，本文介绍了电力系统潮流计算的基本原理。

电力系统潮流计算是对电力系统的网络拓扑、导纳参数和负荷进行建模，以求解电压、功率和电流的分布情况。

潮流计算的基本方程包括潮流方程和功率方程，其中潮流方程描述了节点电压和功率之间的关系，功率方程用于求解节点功率。

然后，本文详细介绍了电力系统潮流计算的三种主要方法。

节点电流法是最早的潮流计算方法之一，基于基尔霍夫电流定律和欧姆定律，通过对节点电压和导纳参数进行迭代求解，得到电力系统的潮流分布情况。

节点电压法是目前应用最广泛的潮流计算方法之一，基于基尔霍夫电压定律和潮流方程，通过对节点电压进行迭代求解，得到电力系统的潮流分布情况。

改进的细节模型法是近年来提出的一种新的潮流计算方法，考虑了电力系统的细节模型，通过对网络细节进行建模，提高了潮流计算的准确性和效率。

最后，本文对电力系统潮流计算的应用进行了总结和分析。

电力系统潮流计算在电力系统设计、规划和运行中扮演着重要的角色，可以用于电力系统的负荷预测、设备选型、线路配置和电压控制等方面。

同时，电力系统潮流计算也面临着一些挑战和问题，如大规模电力系统的计算复杂性、潮流计算的实时性和稳定性等。

因此，今后需要进一步研究和发展基于高性能计算、智能算法和优化方法的电力系统潮流计算技术，提高计算效率和准确性，为电力系统的规划和运行提供更好的支持。

综上所述，电力系统潮流计算是电力系统规划、运行和控制的重要手段之一，具有广泛的应用前景和研究价值。

本文对电力系统潮流计算的基本原理和方法进行了综述，分析了其应用和存在的问题，为电力系统潮流计算的进一步研究和应用提供了参考。

电力系统课程设计论文——潮流计算学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电自0000姓名：00学号：**********电力系统课程设计论文——潮流计算内容摘要：潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。

根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值和相角），各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。

潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。

因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。

潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。

运用电子计算机计算一般要完成以下几个步骤：建立数学模型，确定解算方法，制订计算流程，编制计算程序。

这次课程设计主要是给定网络地理接线图和各元件电气接线关系，以及各个变电所的负荷以及对个别节点的电压和功率的要求，需要我们画出等效电路图，在计算出各元件参数的基础上，运用牛顿---拉夫逊法, 运用MATLAB软件进行潮流计算，对给定题目进行分析计算，再应用DDRTS软件，构建系统图进行仿真，利用DDRTS软件绘制系统图，进行同样过程的潮流分析，并与MATLAB计算结果进行比较。

两种结果比较接近，符合要求，最终得到合理的系统潮流。

通过调节各变压器的非标准变比，求解出符合题中要求的各个节点电压，各元件流过的功率以及各条支路的功率损耗等参数。

本次课程设计用到的知识：1．电力系统潮流计算的基本概念,对电力系统、网络的构成，网络的已知参量以及网络需要求解的未知量等有基本的了解，了解电网各母线类型。

2. 方程和导纳矩阵的形成,掌握网络的基本方程式，非标准变比变压器的模拟实验方法及导纳矩阵的形成。

3．线性代数方程组的解算方法：高斯消去法.4．电力系统潮流求解算法：了解用于电力系统潮流计算的牛顿—拉夫逊法，及实现框图。

摘要电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种重要的分析计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态。

在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性，可靠性和经济性。

MATLAB使用方便，有着其他高级语言无法比拟的强大的矩阵处理功能。

这样使MATLAB成为电力系统潮流计算的首选计算机语言。

牛顿-拉夫逊法师电力系统潮流计算的常用算法之一，它收敛性好，迭代次数少。

介绍了电力系统潮流计算机辅分析的基本知识及潮流计算牛顿-拉普逊法，最后介绍了利用matlab GUI 制作潮流计算软件的过程。

关键词：电力系统潮流计算；牛顿-拉普逊法；matlab GUIAbstractPower Flow Calculation of Power System is an important analysis and calculation of power system steady-state operation, which according to the given operating conditions and system wiring to determine the various parts of the power system running state. In the study of power system design and the current operation mode are required Power Flow Calculation to quantitatively analyzed and compared to the program or run mode power supply reasonable, reliability and economy or not. MATLAB is easy to use, the powerful matrix processing is the other high-level language can not be compared with. This allows MATLAB to become the preferred computer language of power flow calculation.Newton Raphson power flow calculation is one of the most commonly used algorithms, which has good convergence and fewer iterations .This article describes the power flow computer assisted analysis of the basic knowledge and power flow Newton - Raphson method, Finally it describe how to use matlab GUI to make the power flow calculation software.Keywords: power flow calculation; Newton - Raphson method; matlab GUI目录第1章绪论 (1)课题背景 (1)选题意义 (1)潮流计算及其现状及其发展趋势 (2)本毕业设计主要工作 (3)第2章电力系统潮流计算基本原理 (4)电力网络的数学模型 (4)电力网络的基本方程式 (4)2.1.2 自导纳和互导纳的确定方法 (5)2.1.3 节点导纳矩阵的性质及意义 (7)2.1.4 非标准变比变压器等值电路 (8)潮流计算的数学模型 (10)2.2.1 潮流计算的节点类型 (10)2.2.2 潮流计算基本方程 (10)潮流计算的约束条件 (12)2.4潮流计算方法 (13)2.4.1 牛顿——拉夫逊法 (13)2.4.2 高斯——赛德尔法 (13)2.4.3 PQ分解法 (14)2.4.4 拟牛顿算法 (16)Matlab简介 (16)2.5.1 Matlab概述 (16)2.5.2 matlab GUI 简介 (16)2.5.3 GUI 设计模板及设计窗口 (17)2.5.4 GUI 设计的基本操作 (17)第3章牛顿拉夫逊潮流计算理论分析 (18)概述 (18)牛顿法基本原理 (18)牛顿法潮流计算方程 (22)节点功率方程 (22)3.3.2 修正方程 (23)牛顿法潮流计算主要流程 (26)第4章基于matlab潮流计算软件的实现 (28)登陆界面的设计实现 (28)潮流计算主界面设计实现 (28)4.2.1 主界面介绍 (28)4.2.2 数据初始化 (29)4.2.3 潮流计算 (30)4.2.4 数据处理 (32)数据的传递问题 (32)第5章实例仿真与分析 (33)实例仿真 (33)运行结果分析 (34)第6章小结 (35)第1章绪论1.1课题背景电力是衡量一个国家经济发展的主要指标，也是反映人民生活水平的重要标志，它已成为现代工农业生产、交通运输以及城乡生活等许多方面不可或缺的能源和动力。

电力系统中的电网潮流计算与优化近年来，电力系统的发展迅猛，不仅是为了满足日益增长的用电需求，也是为了实现可持续发展和环境保护的目标。

然而，电力系统中存在一系列的挑战和问题，如电力负荷不平衡、输电线路的阻塞、电压波动等。

为解决这些问题，电力系统中的电网潮流计算与优化成为了研究的热点。

本文将对电网潮流计算与优化进行探讨，旨在提供一种思路和解决方案，以推动电力系统的可持续发展和优化。

一、电网潮流计算的基本原理及方法电网潮流计算是电力系统的基本问题之一，旨在确定各个节点的电压和功率的分布情况。

在传统的电网潮流计算中，常采用的方法是基于潮流方程的牛顿-拉夫逊方法。

该方法通过迭代计算电网各节点的电压和功率，直到满足潮流方程为止。

然而，随着电力系统规模的不断扩大和复杂度的增加，传统的计算方法已经不再适用。

因此，研究人员提出了许多新的电网潮流计算方法，如改进的高斯-塞德尔方法、快速谱方法等。

除了传统的潮流计算方法外，还有一些基于人工智能和机器学习的方法被引入到电力系统中。

例如，基于人工神经网络的电网潮流计算方法可以通过学习电力系统的历史数据来推断未来的负荷和功率分布。

这些新的计算方法不仅具有较高的计算速度和准确度，还可以提供更好的预测和调度能力。

二、电网潮流计算的挑战和问题尽管电网潮流计算在电力系统中起着重要的作用，但仍面临着一些挑战和问题。

首先，电力系统的规模和复杂度不断增加，导致传统的潮流计算方法计算速度变慢，甚至无法满足实时计算的要求。

其次，电力系统的不确定性和变动性使得电网潮流计算变得更加困难。

例如，由于可再生能源的不稳定性，负荷和功率分布的预测变得更加复杂。

此外，电网潮流计算还涉及到大量的数据和信息，对于数据的采集和处理也提出了新的要求。

三、电网优化方法与技术为了解决电力系统中存在的问题和挑战，电网优化方法和技术成为研究的重点。

电网优化旨在通过优化电网的能源分配和调度，实现电力系统的高效、可靠和可持续发展。

基于MATLAB的电力系统潮流计算毕业论文1.1 本课题的目的和意义电力系统潮流运确实是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的运算。

其目的是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率分布和分配是否合理以及功率损耗等，是电力系统运算分析中的一种最差不多的运算[1]。

潮流运确实是电力系统的各种运算的基础，同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，是进行故障运算，继电爱护鉴定，安全分析的工具。

电力系统潮流运确实是运算系统动态稳固和静态稳固的基础。

在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流运算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性[1]。

关于正在规划的电力系统，通过潮流运算，能够为选择电网供电方案和电气设备提供依据。

潮流运算还能够为继电爱护和自动装置整定运算、电力系统故障运算和稳固运算等提供原始数据。

潮流运算的目的在于:确定是电力系统的运行方式；检查系统中的各元件是否过压或过载；为电力系统继电爱护的整定提供依据；为电力系统的稳固运算提供初值，为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。

因此，电力系统潮流运确实是电力系统中一项最差不多的运算，既具有一定的独立性，又是研究其他问题的基础[1]。

1.2 国内外进展现状利用电子运算机进行潮流运算从20世纪50年代中期就差不多开始。

此后，潮流运算曾采纳了各种不同的方法，这些方法的进展要紧是围绕着对潮流运算的一些差不多要求进行的。

对潮流运算的要求能够归纳为下面几点：〔1〕算法的可靠性或收敛性〔2〕运算速度和内存占用量〔3〕运算的方便性和灵活性电力系统潮流运算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的动态特性和过渡过程。

因此其数学模型不包含微分方程，是一组高阶非线性方程。

非线性代数方程组的解法离不开迭代，因此，潮流运算方法第一要求它是能可靠的收敛，并给出正确答案。

随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目前已达到几千阶甚至上万阶，对如此规模的方程式并不是采纳任何数学方法都能保证给出正确答案的。

毕业设计（论文）题，目配电网潮流计算与程序设计目录摘要一．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。