电力系统潮流计算课程设计

信息工程学院课程设计报告书题目: 电力系统潮流计算专业：电气工程及其自动化班级：0310406学号：031040635学生姓名：陈代才指导教师：钟建伟2013年 4 月15 日信息工程学院课程设计任务书2013年4月15日目录1 任务提出与方案论证 (2)2 总体设计 (3)2.1潮流计算等值电路 (3)2.2建立电力系统模型 (3)2.3模型的调试与运行 (3)3 详细设计 (4)3.1 计算前提 (4)3.2手工计算 (7)4设计图及源程序 (11)4.1MA TLAB仿真 (11)4.2潮流计算源程序 (11)5 总结 (19)参考文献 (20)1 任务提出与方案论证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。

可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。

常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路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）、网络中的功率分布以及功率损耗等。

潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。

在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。

同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。

因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。

在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。

是电力系统研究人员长期研究的一个课题。

它既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据，又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。

潮流计算经历了一个由手工到应用数字电子计算机的发展过程，现在的潮流算法都以计算机的应用为前提用计算机进行潮流计算主要步骤在于编制计算机程序，这是一项非常复杂的工作。

课程设计说明书题目电力系统分析系 ( 部)专业( 班级 )姓名学号指导教师起止日期电力系统分析课程设计任务书系(部): 专业：指导教师：目录一、潮流计算基本原理1.1 潮流方程的基本模型1.2 潮流方程的讨论和节点类型的划分1.3、潮流计算的意义二、牛顿一拉夫逊法2.1 牛顿-拉夫逊法基本原理2.2节点功率方程2.3修正方程2.4 牛顿法潮流计算主要流程三、收敛性分析四、算例分析总结参考文献电力系统分析潮流计算一、潮流计算基本原理1.1潮流方程的基本模型电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。

因此潮流计算所用的电力网络系由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。

结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，普通采用的是节点法，节点电压与节点电流之间的关系I=YV (1—1)其展开式为(i=1,2,3, …,n) (1—2)在工程实际中，已经的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率，为此必须应用联系节点电流和节点功率的关系式 (i=1,2,3, …,n) (1—3)将 式 ( 1 - 3 ) 代 入 式 ( 1 - 2 ) 得 到 (i=1,2,3, …,n) (1-4)交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示V =Vei8. (1-5)或 V=e+jf (1-6)而复数导纳为Y=G+jB (1-7)将式(1-6)、式(1- 7)代入以导纳矩阵为基础的式(1-4),并将实部与虚部分开，可以得到以下两种形式的潮流方程。

潮流方程的直角坐标形式为潮流方程的极坐标形式为(1—10)(1-11)以上各式中，j∈i表示乙号后的标号j的节点必须直接和节点i相联，并包括j=i的情况。

这两种形式的潮流方程通常称为节点功率方程，实牛顿一拉夫逊等潮流算法所采用的主要数学模型。

一、问题重述课程设计要求1、在读懂程序的基础上画出潮流计算根本流程图2、经过输入数据，进行潮流计算输出结果3、对不同样的负荷变化，解析潮流分布，写出解析说明。

4、对不同样的负荷变化，进行潮流的调治控制，并说明调治控制的方法，并列表表示调治控制的参数变化。

5、打印利用 DDRTS 进行潮流解析绘制的系统图，以及潮流分布图。

课程设计题目1、系统图：两个发电厂分别经过变压器和输电线路与四个变电所相连。

变电所 1变电所 2变电所 3变电所 435kV 母线10kV 母线35kV 母线10kV 母线一次侧电压 220kV一次侧电压 220kV线路长为 60km线路长为 80km线路长为 100km线路长为 80km线路长为 80km线路长为 100km母线 1母线 2。

母线 32*QFQ-50 -22*QFS-50-22*TQN-100 -22*TQN-100 -2电厂一电厂二2、发电厂资料：母线 1 和 2 为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为〔400MW〕，母线 3 为机压母线，机压母线上装机容量为〔100MW〕，最大负荷和最小负荷分别为 50MW和 30MW；发电厂二总装机容量为〔 200MW〕。

3、变电所资料：〔1〕变电所 1、2、3、4 低压母线的电压等级分别为： 10KV 35KV 10KV35KV 〔2〕变电所的负荷分别为：50MW 40MW 50MW60MW〔3〕每个变电所的功率因数均为cosφ=0.85 ；〔4〕变电所 2 和变电所 4 分别配有两台容量为 75MVA的变压器，短路耗费414KW，短路电压〔 %〕=16.7 ；变电所 1 和变电所 3 分别配有两台容量为63MVA 的变压器，短路耗费为 245KW，短路电压〔 %〕=10.5 ；4、输电线路资料：发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为，单位长度的电抗为，单位长度的电纳为 2.78 * 10 -6 S 。

powergui潮流计算课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解潮流计算的基本概念、原理及在电力系统中的应用。

2. 掌握使用PowerGUI软件进行潮流计算的操作步骤。

3. 了解潮流计算结果的分析方法及其在电力系统运行中的应用。

技能目标：1. 学会使用PowerGUI软件进行电力系统的潮流计算。

2. 能够分析潮流计算结果，判断电力系统的运行状态。

3. 能够运用所学知识解决实际电力系统运行中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统运行管理的兴趣，激发学习热情。

2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通协调能力。

3. 使学生认识到电力系统安全、稳定运行的重要性，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为电力系统自动化专业课程，旨在帮助学生掌握潮流计算的基本方法，提高实际操作能力。

学生特点：学生已具备一定的电力系统基础知识，对实际操作有较高的兴趣。

教学要求：结合实际案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于电力系统运行管理中。

教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 潮流计算基本概念：介绍潮流计算的定义、作用及其在电力系统中的应用。

教材章节：第二章第一节2. 潮流计算原理：讲解潮流计算的基本原理，包括潮流方程的建立与求解方法。

教材章节：第二章第二节3. PowerGUI软件介绍：介绍PowerGUI软件的功能、特点及其在潮流计算中的应用。

教材章节：第三章第一节4. 潮流计算操作步骤：详细讲解使用PowerGUI软件进行潮流计算的操作流程。

教材章节：第三章第二节5. 潮流计算结果分析：分析潮流计算结果，包括电压、电流、功率等参数，判断电力系统运行状态。

教材章节：第三章第三节6. 实际案例分析：结合实际电力系统案例，分析潮流计算在电力系统运行中的应用。

教材章节：第四章7. 教学进度安排：共8学时，分配如下：- 潮流计算基本概念与原理（2学时）- PowerGUI软件介绍与操作步骤（3学时）- 潮流计算结果分析（2学时）- 实际案例分析及讨论（1学时）三、教学方法1. 讲授法：在讲解潮流计算基本概念、原理及PowerGUI软件操作步骤时，采用讲授法，结合多媒体课件，使抽象的理论知识形象化、具体化，便于学生理解和掌握。

潮流计算课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解潮流计算的基本概念，掌握潮流计算的基本原理和数学模型；2. 学会使用标准算例进行电力系统潮流计算，并能够分析计算结果；3. 掌握影响潮流计算精度的因素，了解提高计算精度的方法。

技能目标：1. 能够运用所学软件或工具进行电力系统潮流计算；2. 培养学生解决实际电力系统问题的能力，能够根据计算结果提出优化方案；3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力，通过小组讨论和报告形式展示学习成果。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电力系统分析和优化工作的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实际问题的解决；3. 增强学生的环保意识，使其认识到优化电力系统运行对环境保护的重要性。

课程性质：本课程为电力系统分析领域的专业课程，旨在帮助学生掌握潮流计算的基本理论和实践方法。

学生特点：学生具备一定的电力系统基础知识，具有一定的数学和编程能力。

教学要求：结合实际案例，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重培养学生的实际操作能力和问题分析解决能力。

通过分解课程目标，使学生在完成本课程学习后能够达到上述具体学习成果。

二、教学内容1. 潮流计算基本概念：介绍潮流计算的定义、作用和数学模型，包括功率方程、电压方程和相角方程。

教材章节：第一章 潮流计算概述2. 潮流计算方法：讲解常用的潮流计算方法，如牛顿-拉夫逊法、快速分解法和P-Q分解法。

教材章节：第二章 潮流计算方法3. 潮流计算软件及应用：介绍常用的潮流计算软件，如PSS/E、DIgSILENT PowerFactory等，并讲解软件的操作方法和应用案例。

教材章节：第三章 潮流计算软件及其应用4. 影响潮流计算精度的因素：分析影响潮流计算精度的各种因素，如测量误差、模型误差等，并提出相应的解决方法。

教材章节：第四章 影响潮流计算精度的因素5. 提高潮流计算精度的方法：讲解提高潮流计算精度的方法，如参数优化、模型修正等。

电力系统潮流计算课程设计总结
电力系统潮流计算课程设计是电力系统相关专业的一门重要课程。

通过本次课程设计，我深入学习了电力系统潮流计算的原理、方法和技术，在实践中提高了自己的动手能力和问题解决能力。

首先，本次课程设计中我学习了电力系统潮流计算的基本原理。

潮流计算是电力系统运行和规划的基础，通过对系统中每个节点的功率和电压进行计算，可以判断系统的运行状态和潜在问题。

我了解了功率平衡方程的推导过程，掌握了优化潮流计算的目标和方法。

这些基本原理为后续的潮流计算提供了理论支持。

其次，本次课程设计中我学习了潮流计算的具体方法和技术。

我学会了使用潮流方程和节点电流方程进行潮流计算，掌握了潮流计算中的迭代算法和收敛准则。

我还学习了如何利用潮流计算结果进行系统状态估计和故障分析。

通过实践操作，我熟练掌握了潮流计算软件的使用，能够进行系统数据的输入和结果的分析。

最后，本次课程设计中我还学习了潮流计算在电力系统规划和运行中的应用。

潮流计算可以用于电力系统的负荷分配、可靠性评估、输电能力计算等方面。

我了解了潮流计算在电力系统规划和运行中的重要性，以及其与其他工程的关联和协作。

通过实际案例的分析，我感受到了潮流计算在电力系统实际工程中的应用和意义。

总的来说，本次课程设计让我对电力系统潮流计算有了深入的了解，并提高了我的实践能力。

我通过理论学习和实验操作，掌握了潮流计算的原理、方法和技术，并对其在电力系统规划和运行中的应用有了清晰的认识。

我相信这些知识和能力将对我今后的专业发展产生积极的影响。

《电力系统分析》前言电力工业在社会主义现代化建设中占有十分重要的地位，而且电力的应用已经在人们的日常生活中已经成为了不可缺少的一部分，而在建设大型电力系统时，合理的主接线是十分重要的，它对于电网的可靠性、经济性和安全性都有重要的作用。

电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。

电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一,因此，建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。

电力系统潮流计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, 人们普遍采用以节点导纳矩阵为基础的N—L法。

这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机的内存量也比较小，适应电子数字计算机制作水平和电力系统理论水平，于是电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为主的逐次代入法N—L法是数学中求解非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。

解决电力系统潮流计算问题是以导纳矩阵为基础的，因此，只要在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿潮流程序的计算效率。

自从20世纪60年代中期采用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性、内存要求、计算速度方面都超过了阻抗法，成为直到目前仍被广泛采用的方法。

近年来，潮流算法的研究仍然非常活跃，但是大多数研究都是围绕改进N—L法和P-Q分解法进行的。

此外，随着人工智能理论的发展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐被引入潮流计算。

但是，到目前为止这些新的模型和算法还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。

由于电力系统规模的不断扩大，对计算速度的要求不断提高，计算机的并行计算技术也将在潮流计算中得到广泛的应用，成为重要的研究领域。

潮流计算的课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握潮流计算的基本理论、方法和应用，培养学生运用电力系统潮流计算解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握电力系统的基本概念、结构和参数。

（2）理解潮流计算的基本原理和方法。

（3）熟悉电力系统中常用的潮流计算算法及其特点。

（4）了解潮流计算在电力系统规划、设计和运行中的应用。

2.技能目标：（1）能够运用潮流计算软件进行电力系统潮流计算。

（2）具备分析电力系统潮流计算结果的能力。

（3）能够针对实际问题，运用所学知识进行潮流计算方法的选取和应用。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电力系统的兴趣，激发学生学习电力系统潮流计算的积极性。

（2）培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电力系统基本概念、结构和参数。

2.潮流计算基本原理和方法。

3.电力系统中常用的潮流计算算法及其特点。

4.潮流计算在电力系统规划、设计和运行中的应用。

5.潮流计算软件的使用和结果分析。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：用于传授电力系统基本知识和潮流计算原理。

2.案例分析法：通过实际案例，让学生掌握潮流计算的方法和应用。

3.实验法：引导学生运用潮流计算软件进行实际操作，提高学生的动手能力。

4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队合作精神和分析问题能力。

四、教学资源本课程所需教学资源包括：1.教材：《电力系统潮流计算》。

2.参考书：相关电力系统潮流计算的学术论文和专著。

3.多媒体资料：电力系统潮流计算的课件、视频等。

4.实验设备：潮流计算软件、计算机等。

教学资源应根据教学内容和教学方法的需求进行选择和准备，以支持教学的顺利进行，提高学生的学习效果。

五、教学评估本课程的教学评估采用多元化评价方式，全面客观地评价学生的学习成果。

评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、回答问题等方式，评价学生的学习态度和积极性。

东北电力大学电力系统潮流计算课程设计一、课程设计目的本课程设计旨在通过电力系统潮流计算的原理和方法，使学生掌握电力系统潮流计算的基本理论和方法，能够熟练地使用相应的软件进行电力系统潮流计算，解决实际电力系统运行中的电压稳定性、线路功率负载分配、网损分配等问题。

二、课程设计基本内容1. 电力系统潮流计算的基本原理和方法。

2. 电力系统潮流计算的数学模型和基本方程。

3. 电力系统潮流计算的常用算法和软件。

4. 电力系统潮流计算在电力系统运行中的应用。

5. 电力系统潮流计算中的实际问题。

三、课程设计要求1. 确定实验对象：根据实际情况，选择一座电力系统进行潮流计算。

2. 搜集资料：搜集电力系统的拓扑结构、参数数据等资料。

3. 撰写实验报告：根据实验结果，撰写实验报告，包括潮流计算结果分析、各种潮流计算算法的比较和评价等内容。

四、主要学习步骤1. 熟悉电力系统潮流计算的基本原理和方法。

2. 学习电力系统潮流计算的数学模型和基本方程。

3. 掌握电力系统潮流计算常用算法和软件。

4. 对电力系统进行拓扑分析，确定潮流计算的输入数据。

5. 进行电力系统潮流计算，分析计算结果。

6. 对潮流计算的不同算法进行比较和评价，选择最适合实际情况的算法。

7. 撰写实验报告，反映实验结果和分析。

五、课程设计评分要点1. 实验报告撰写质量。

2. 对电力系统潮流计算原理和方法的理解和掌握程度。

3. 对电力系统潮流计算常用算法和软件的掌握程度。

4. 对实际问题的分析和解决能力。

5. 对潮流计算结果的分析和解释能力。

6. 对不同潮流计算算法的比较和评价。

7. 学生的表现和实验思路。

电力系统潮流计算课设课程设计报告学生姓名:学号：学院:电气工程学院班级:电自1012题目:电力系统潮流计算指导教师：职称：副教授2022年1月9日1.题目分析1.1节点设置及分类根据系统图可知此系统为两端供电网路，将母线1，2设为节点1，2，将变电所1、2、3、4的高压侧分别设为节点3、4、5、6，低压侧为7、8、9、10。

并且，将节点1设为平衡节点，将节点2设为PV节点，其余节点设为PQ节点。

参数求取（1）运用下列公式计算变压器参数：采用变压器参数为折算至高压侧的数值，其变比K1，其中：2PkUNU%URT2某100S1000SN2KNTNZTRT某TZT计算变压器分接头变比变压器有5个抽头，电压调节范围为UN122.5%，UN对应的分接头开始时设为变压器高压侧接主接头。

（2）计算线路参数：ZRj某(rj某)LYjbLZZTB将参数整理，见下表：表1支路首端号1114223456支路末端号34555678910各支路阻抗即及对地电纳标幺值支路对地电纳标幺值（3）变电所负荷分别为：变电所1：变电所2：1.2求解方法利用牛顿-拉夫逊法进行求解，用MATLAB软件编程，可以求解系统潮流分S10.7j0.434S20.4j0.248变电所3：变电所4：S30.5j0.31S40.6j0.372布根据题目的不同要求对参数进行调整，通过调节变压器变比和发电厂的电压，求解出合理的潮流分布，最后用PSAT进行潮流分析，将两者进行比较。

2.题目求解对题目中所给定的电力系统接线图，画出如下等值电路图。

其中的数据参数已在问题分析中给出。

379524681012.2牛顿-拉夫逊法的流程图232.3根据题目所给变电所负荷数据求解2.3.1B1、B2矩阵的生成及约束条件根据所求参数，以及B1矩阵的含义，列写B1矩阵如下（以下数据均为标幺值）：1、支路首端号；2、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳5、支路的变比；6、支路首端处于K侧为1，1侧为0。