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电力系统潮流计算的计算机程序设计一、本文概述随着电力系统的日益复杂化和智能化，对电力系统潮流计算的精度和效率提出了更高的要求。
潮流计算作为电力系统分析的基础，其准确性直接关系到电力系统的安全、稳定和经济运行。
本文旨在探讨电力系统潮流计算的计算机程序设计，以提高计算效率，优化计算结果，为电力系统的规划、设计、运行和管理提供有力支持。
本文首先介绍了电力系统潮流计算的基本原理和方法，包括节点导纳矩阵的形成、功率方程的求解等。
在此基础上，详细阐述了潮流计算的计算机程序设计，包括程序设计的总体思路、主要模块的功能和实现方法。
同时，结合具体的算例和仿真实验，对程序设计的有效性进行了验证和分析。
本文还讨论了潮流计算程序设计中的关键技术和难点，如数值稳定性、收敛性等问题，并提出了相应的解决策略。
还对潮流计算程序设计的未来发展趋势进行了展望，包括考虑更多约束条件、引入智能优化算法、实现并行计算等方面的研究和应用。
本文旨在通过计算机程序设计的角度，深入探讨电力系统潮流计算的理论和实践，为电力系统的安全运行和可持续发展提供有益的技术支持和指导。
二、电力系统基础知识电力系统是指由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它不仅是保证电能生产、输送、分配和使用的系统，也是一个庞大而复杂的工程系统。
在电力系统中，潮流计算是一项至关重要的任务，它决定了电网的运行状态，为电力系统的稳定、经济、安全运行提供了重要依据。
电力系统的基本构成主要包括发电厂、输电线路、变压器、配电线路和用户。
发电厂负责将一次能源转化为电能，输电线路负责将电能从发电厂输送到各个变电站，变压器则负责调整电压等级以满足不同用户的需求，配电线路则将电能从变电站输送到各个用户，而用户则是电能的最终消费者。
在电力系统中，电压和电流是描述电能状态的两个基本物理量。
电压是指电场中单位正电荷移动的势能差，通常用字母U或V表示。
电流则是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，通常用字母I表示。
电力系统分析潮流计算实验报告姓名：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、实验准备根据课程内容，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，在实验课时内，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==1n=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];elsen=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=');endTimes=1; %迭代次数%创建节点导纳矩阵Y=zeros(n);for i=1:n1if 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);endendfor i=1:n1Y(i,i)=Y(i,i)+X(i,2); %计及补偿电容电纳enddisp('导纳矩阵为：');disp(Y); %显示导纳矩阵%初始化OrgS、DetaSOrgS=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)));endendendfor i=1:n %对PV节点的处理，注意这时不可再将h初始化为0if 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)));endendend%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:nif B2(i,6)==3t=t+1;PVU(t,1)=B2(i,3);endend%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)==2h=h+1;DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2))-OrgS(2*h-1,1); %delPiDetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2))-OrgS(2*h,1); %delQiendendt=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0if i~=isb&B2(i,6)==3h=h+1;t=t+1;DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,1))-OrgS(2*h-1,1); %delPiDetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1))^2+imag(PVU(t,1))^2-real(B2(i,3))^2-imag(B2(i,3))^2; %delUi endend% DetaS%创建I，用于存储节点电流参数i=zeros(n-1,1);h=0;for i=1:nif i~=isbh=h+1;I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1))/conj(B2(i,3));%conj求共轭endend%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)==2h=h+1;for j=1:nif j~=isbk=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);endif k==(n-1) %将用于内循环的指针置于初始值，以确保雅可比矩阵换行k=0;endendendendendk=0;for i=1:n %对PV节点的处理if B2(i,6)==3h=h+1;for j=1:nif j~=isbk=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;endif k==(n-1) %将用于内循环的指针置于初始值，以确保雅可比矩阵换行k=0;endendendendenddisp('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)==2j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endendfor i=1:n %对PV节点的处理if B2(i,6)==3j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endend% B2%开始循环**********************************************************************while abs(max(DetaU))>prOrgS=zeros(2*n-2,1);h=0;j=0;for i=1:nif i~=isb&B2(i,6)==2h=h+1;for j=1:nOrgS(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)));endendendfor i=1:nif i~=isb&B2(i,6)==3h=h+1;for j=1:nOrgS(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)));endendend% OrgS%创建DetaSh=0;for i=1:nif i~=isb&B2(i,6)==2h=h+1;DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2))-OrgS(2*h-1,1);DetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2))-OrgS(2*h,1);endendt=0;for i=1:nif i~=isb&B2(i,6)==3h=h+1;t=t+1;% DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,2))-OrgS(2*h-1,1);DetaS(2*h-1,1)=real(B2(i,1))-OrgS(2*h-1,1);DetaS(2*h,1)=real(PVU(t,1))^2+imag(PVU(t,1))^2-real(B2(i,3))^2-imag(B2(i,3))^2;endend% DetaS%创建Ii=zeros(n-1,1);h=0;for i=1:nif i~=isbh=h+1;I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1))/conj(B2(i,3));endend% I%创建JacbiJacbi=zeros(2*n-2);h=0;k=0;for i=1:nif B2(i,6)==2h=h+1;for j=1:nif j~=isbk=k+1;if i==jJacbi(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));elseJacbi(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);endif k==(n-1)k=0;endendendendendk=0;for i=1:nif B2(i,6)==3h=h+1;for j=1:nif j~=isbk=k+1;if i==jJacbi(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));elseJacbi(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;endif k==(n-1)k=0;endendendend% JacbiDetaU=zeros(2*n-2,1);DetaU=inv(Jacbi)*DetaS;% DetaU%修正节点电压j=0;for i=1:nif B2(i,6)==2j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endendfor i=1:nif B2(i,6)==3j=j+1;B2(i,3)=B2(i,3)+DetaU(2*j,1)+DetaU(2*j-1,1)*sqrt(-1);endend% B2Times=Times+1; %迭代次数加1enddisp('迭代次数为：');disp(Times);disp('收敛时电压修正量为：：');disp(DetaU);for k=1:nE(k)=B2(k,3);e(k)=real(E(k));f(k)=imag(E(k));V(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);sida(k)=atan(f(k)./e(k))*180./pi;end%=============== 计算各输出量=========================== disp('各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列)：'); disp(E); %显示各节点的实际电压标幺值E用复数表示disp('-----------------------------------------------------')disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：');disp(V); %显示各节点的电压大小V的模值disp('-----------------------------------------------------');disp('各节点的电压相角sida为(节点号从小到大排列)：');disp(sida); %显示各节点的电压相for p=1:nfor q=1:nC(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q)); %计算各节点的注入电流的共轭值endS(p)=E(p)*C(p); %计算各节点的功率S = 电压X 注入电流的共轭值enddisp('各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：');disp(S); %显示各节点的注入功率Sline=zeros(n1,5);disp('-----------------------------------------------------');disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:n1p=B1(i,1);q=B1(i,2);Sline(i,1)=B1(i,1);Sline(i,2)=B1(i,2);if B1(i,6)==0Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)*B1(i,5))-conj(E(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));Siz(i)=Si(p,q);elseSi(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*((1-B1(i,5))/B1(i,3))+(conj(E(p))-conj(E(q)))*(B1(i,5)/B1(i,3)));Siz(i)=Si(p,q);endSSi(p,q)=Si(p,q);Sline(i,3)=Siz(i);ZF=['S(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(SSi(p,q))];disp(ZF);enddisp('-----------------------------------------------------');disp('各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:n1p=B1(i,1);q=B1(i,2);if B1(i,6)==0Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)./B1(i,5))-conj(E(p)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));Sjy(i)=Sj(q,p);elseSj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*((B1(i,5)*(B1(i,5)-1))/B1(i,3))+(conj(E(q))-conj(E(p)))*(B1(i,5)/B1(i,3)));Sjy(i)=Sj(q,p);endSSj(q,p)=Sj(q,p);Sline(i,4)=Sjy(i);ZF=['S(',num2str(q),',',num2str(p),')=',num2str(SSj(q,p))];disp(ZF);enddisp('-----------------------------------------------------');disp('各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:n1p=B1(i,1);q=B1(i,2);DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);DDS(i)=DS(i);Sline(i,5)=DS(i);ZF=['DS(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(DDS(i))];disp(ZF);enddisp('-----------------------------------------------------');disp('各支路首端编号末端编号首端功率末端功率线路损耗');disp(Sline);六、运行结果及其分析是否采用默认数据？(1-默认数据;2-手动输入)1导纳矩阵为：2.9056 -11.5015i 0.0000 + 5.3173i -1.6606 +3.1617i -1.2450 + 2.3710i0.0000 + 5.3173i 0.0000 - 4.6633i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i-1.6606 + 3.1617i 0.0000 + 0.0000i 2.4904 - 4.7039i -0.8298 + 1.5809i-1.2450 + 2.3710i 0.0000 + 0.0000i -0.8298 + 1.5809i 2.0749 - 3.9089i初始雅可比矩阵为：11.1267 2.7603 -5.3173 0 -3.1617 -1.6606-3.0509 11.8762 0 -5.3173 1.6606 -3.1617-5.3173 0 5.3173 0 0 00 -5.3173 0 4.0092 0 0-3.3198 -1.7436 0 0 4.8217 2.69800 0 0 0 0 2.1000迭代次数为：4收敛时电压修正量为：：1.0e-05 *0.0349-0.2445-0.0101-0.5713-0.0931-0.0073各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列)：0.9673 - 0.0655i 1.0252 - 0.1666i 1.0495 - 0.0337i 1.0500 + 0.0000i -----------------------------------------------------各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：0.9695 1.0387 1.0500 1.0500-----------------------------------------------------各节点的电压相角sida为(节点号从小到大排列)：-3.8734 -9.2315 -1.8419 0各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：-0.0000 + 0.0000i -0.5000 - 0.3000i 0.2000 + 0.1969i 0.3277 + 0.0443i -----------------------------------------------------各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致)：S(1,2)=-0.5-0.30713iS(1,3)=-0.24266-0.197iS(1,4)=-0.25734-0.11013iS(3,4)=-0.055551+0.0017528i-----------------------------------------------------各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一致)：S(2,1)=0.5+0.24606iS(3,1)=0.25555+0.1952iS(4,1)=0.2712+0.1014iS(4,3)=0.056496-0.057061i-----------------------------------------------------各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一致)：DS(1,2)=0-0.06107iDS(1,3)=0.012892-0.0018014iDS(1,4)=0.013863-0.0087295iDS(3,4)=0.00094545-0.055308i-----------------------------------------------------各支路首端编号末端编号首端功率末端功率线路损耗1.0000 + 0.0000i2.0000 + 0.0000i -0.5000 - 0.3071i 0.5000 + 0.2461i 0.0000 - 0.0611i 1.0000 + 0.0000i3.0000 + 0.0000i -0.2427 - 0.1970i 0.2556 + 0.1952i 0.0129 - 0.0018i 1.0000 + 0.0000i4.0000 + 0.0000i -0.2573 - 0.1101i 0.2712 + 0.1014i 0.0139 - 0.0087i3.0000 + 0.0000i4.0000 + 0.0000i -0.0556 + 0.0018i 0.0565 - 0.0571i 0.0009 - 0.0553i七、实验体会及感悟通过这次实验，首先让我对matlab软件有了初步的了解，对它强大的矩阵运算能力有了更深的体会，同时掌握了设置断点和断点调试的一般方法，结合课本上的程序流程图和参考资料上的例子单步跟踪调试，再一次的熟悉了牛顿拉夫逊法潮流计算的一般方法和步骤，对计算机计算潮流计算有了更进一步的认识，在学习潮流计算时，虽然依次学习了节点导纳矩阵，功率方程、雅可比矩阵，但不能将它们联系起来，更不知道其中的原委，通过程序的编写，知道了其中的联系，也知道了每个方程、矩阵在计算中的作用。
电力系统潮流计算完整程序及详细理论说明——秦羽风在我刚开始学习潮流程序时,总是找不到一个正确的程序开始模仿学习。
后来经过多方努力，终于自己写出了一个结构清晰、完整的潮流程序。
此程序是一个通用的程序，只需要修改输入数据的子函数（PowerFlowsData_K)里面的母线、支路、发电机、负荷，就能算任意一个网络结构的交流系统潮流。
很适合初学者学习.为了帮助电力系统的同学一起学习,我将我编写的潮流计算程序分享下来给大家；此程序是在基于牛顿拉夫逊算法的基础上，编写的快速解耦算法。
每一个子程序我都有备注说明。
如果有不对的地方，希望大家指正！下文中呈现的顺序为：网络结构、子程序、主程序、运算结果、程序设计理论说明。
一、网络结构：5节点网络如下图。
二、子程序（共有9个子程序）子程序1：（其他系统，只需要修改Bus、Branch、Generator、Load,这四个矩阵就行了）function [Bus,Branch，Generator,Load］=PowerFlowsData_K％％节点数据% 类型:1-平衡节点；2-发电机PV节点；3—负荷PQ节点；4-发电机PQ节点;Bus=［% 类型电压相角1 1。
06 0；2 1 0；3 1 0;3 1 0；3 1 0]；％% 线路数据Branch=[% 发送接收电阻电感(电导电容)并联1 2 0.02 0.06 0 0.06；1 3 0。
08 0。
24 0 0。
05；2 3 0.06 0.18 0 0。
04;2 4 0。
06 0。
18 0 0.04;2 5 0.04 0.12 0 0。
03；3 4 0.01 0.03 0 0。
02;4 5 0.08 0.24 0 0.05］;%% 发电机数据Generator=［％节点定有功定无功(上限下限）无功1 0 0 5 —5;2 0。
4 03 —3];％％负载数据Load=［% 节点定有功定无功2 0.2 0.1；3 0。
电力系统分析潮流计算最终完整版电力系统潮流计算是电力系统运行的基础，它对电力系统的稳定运行和安全运行具有重要意义。
本文将介绍电力系统潮流计算的主要内容和步骤，并阐述其在电力系统运行中的应用。
电力系统潮流计算是指对电力系统中各节点的电压和功率进行计算和分析的过程。
它主要用于确定电力系统中各个节点的电压和相应的功率，以评估电力系统的稳定性和安全性。
潮流计算的结果可以用于电力系统的规划、调度和运行等各个环节。
潮流计算的主要步骤主要包括：建立电力系统潮流模型、制定潮流计算方程、选择潮流计算方法和求解潮流计算方程。
建立电力系统潮流模型是潮流计算的第一步，它主要包括确定电力系统的拓扑结构、电气参数和发电机和负荷模型等。
通过建立电力系统的拓扑结构和电气参数，可以确定电力系统中各个节点之间的连接关系和传输条件。
发电机和负荷模型则用于描述电力系统中的发电机和负荷之间的相互作用。
制定潮流计算方程是潮流计算的第二步，它主要是根据电力系统的拓扑结构和电气参数，建立潮流计算的数学模型。
潮流计算方程主要包括功率方程、节点电压方程和变压器方程等。
功率方程用于描述发电机和负荷之间的功率平衡关系，节点电压方程用于描述电力系统中各个节点的电压平衡关系，变压器方程用于描述变压器的运行状况。
选择潮流计算方法是潮流计算的第三步，它主要是选择合适的方法来求解潮流计算方程。
常见的方法包括直接迭代法、高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法和快速迭代法等。
不同的方法在精度和收敛速度上有所差异，根据实际情况选择合适的方法。
求解潮流计算方程是潮流计算的最后一步，它主要是通过迭代计算，求解潮流计算方程得到电力系统各个节点的电压和功率值。
在求解过程中，需要根据实际情况设置迭代的初始值和收敛条件，以保证计算结果的准确性和稳定性。
电力系统潮流计算在电力系统运行中具有广泛的应用。
它可以用于电力系统规划，通过计算电力系统中各个节点的电压和功率，评估电力系统的输电能力和供电质量，为电力系统的扩容和优化提供指导。
实验目的根据所给的电力系统,编制潮流计算程序,通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。
通过自己设计电力系统计算程序使同学对电力系统分析有进一步理解,同时加强计算机实际应用能力的训练。
程序计算原理1、概述应用计算机进行电力系统计算,首先要掌握电力系统相应计算的数学模型;其次是运用合理的计算方法;第三则是选择合适的计算机语言编制计算程序。
建立电力系统计算的相关数学模型,就是建立用于描述电力系统相应计算的有关参数间的相互关系的数学方程式。
该数学模型的建立往往要突出问题的主要方面，即考虑影响问题的主要因素,而忽略一些次要因素，使数学模型既能正确地反映实际问题，又使计算不过于复杂。
运用合理的计算方法,就是要求所选用的计算方法能快速准确地得出正确结果,同时还应要求在解算过程中占用内存少,以利提高计算机的解题规模。
选择合适的语言编写程序,就是首先确定用什么计算机语言来编制程序;其次是作出计算的流程图；第三根据流程图用选择的语言编写计算程序。
然后上机调试，直到语法上无错误。
本程序采用C 语言进行编程。
所编制的程序难免存在逻辑错误,因此先用一个已知结果的系统作为例题进行计算。
用程序计算的结果和已知结果相比较，如果结果相差甚远就要逐步分析程序的计算步骤，查出问题的出处；如果结果比较接近，则逐步分析误差来源;直到结果正确为止。
2、电力系统潮流计算的程序算法潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态,如母线上的电压(幅值及相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。
目前计算机潮流计算的方法主要有牛顿-拉夫逊算法和ＰＱ分解法。
牛顿-拉夫逊算法是数学上求解非线形方程组的有效方法,具有较好的收敛性,曾经是潮流计算中应用比较普遍的方法。
P Ｑ快速分解法是从牛顿-拉夫逊算法演变而来的，是将纯数学的牛顿-拉夫逊算法与电力系统具体特点相结合并进行简化与改进而得出的。
PQ 快速分解法比牛顿-拉夫逊算法大大提高了计算速度和节省了内存，故而本程序以PQ 快速分解法进行潮流计算。
电力系统分析潮流计算程序设计报告题目：13节点配电网潮流计算学院电气工程学院专业班级学生姓名学号班内序号指导教师房大中提交日期2015年05月04日目录一、程序设计目的 (2)二、程序设计要求 (4)三、13节点配网潮流计算 (5)3.1主要流程 ...................................................... 错误!未定义书签。
3.1.1第一步的前推公式如下（1-1）-（1-5）：....... 错误!未定义书签。
3.1.2第二步的回代公式如下（1-6）—（1-9）：..... 错误!未定义书签。
3.2配网前推后代潮流计算的原理 (9)3.3配网前推后代潮流计算迭代过程 (10)3.3计算原理 (11)四、计算框图流程 (12)五、确定前推回代支路次序................................... 错误!未定义书签。
六、前推回代计算输入文件 (13)主程序： (13)输入文件清单： (16)计算结果： (18)数据分析： (19)七、配电网潮流计算的要点 (19)八、自我总结 (20)九、参考文献 (21)附录一MATLAB的简介 (21)一、程序设计目的开式网络潮流计算：配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，本程序利用前推回代法的基本原理、收敛性。
(1)在电网规划阶段，通过潮流计算，合理规划电源容量及接入点，合理规划网架，选择无功补偿方案，满足规划水平年的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。
(2)在编制年运行方式时，在预计负荷增长及新设备投运基础上，选择典型方式进行潮流计算，发现电网中薄弱环节，供调度员日常调度控制参考，并对规划、基建部门提出改进网架结构，加快基建进度的建议。
(3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算，用于日运行方式的编制，指导发电厂开机方式，有功、无功调整方案及负荷调整方案，满足线路、变压器热稳定要求。
东南大学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：学号：学生姓名：指导教师：2011年 6 月 10 日信息工程学院课程设计任务书2011年6月12日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。
本文主要运用的事潮流计算，潮流计算是电力网络设计与运行中最基本的运算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中的各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。
本位就是运用潮流计算具体分析，并有MATLAB仿真。
关键词：电力系统潮流计算 MATLAB仿真AbstractElectric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of the power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation.Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation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)4.1MATLAB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。
对系统进行潮流分析，本文利用 MATLAB中的SimpowerSystems工具箱设计电力系统，在simulink 环境下，不仅可以仿真系统的动态过程，还可以对系统进行稳态潮流分析。
SimpowerSystems 使用Simulink 环境，可以将该系统中的发电机、变压器，线路等模型联结起来，形成电力系统仿真模拟图。
在加人测量模块，并对各元件的参数进行设置后，用measurement 和sink 中的仪器可以观察各元件的电压、电流、功率的大小。
2.1潮流计算等值电路MW 154⨯⎪⎩⎪⎨⎧====8.0cos 073.016.0136.002"N d x x x ϕ⎪⎩⎪⎨⎧====8.0cos 075.0161.0136.002"N dx x x ϕMW123⨯⎪⎩⎪⎨⎧====85.0cos 054.0154.0128.002"N d x x x ϕ⎪⎩⎪⎨⎧====8.0cos 0591.0157.0128.002"N d x x x ϕkVkVkVMWVA d 1011,⨯d YN 11,YN 2,⨯2.2建立电力系统模型在Simulink 中按照电力系统原型选择元件进行建模。
所建立的模型和建立的方法在详细设计中详述。
在电力系统模型的建立工程中主要涉及到的是：元器件的选择及其参数的设置；发电机选型；变压器选择；线路的选择；负荷模型的选择；母线选择。
2.3模型的调试与运行建立系统模型，并设置好参数以后，就可以在Simulink 环境下进行仿真运行。
运行的具体结果和分析也在详细设计中详述。
3.1 计算前提首先是发电机的参数计算，先对5个发电厂简化为5台发电机来计算。
发电机G1：MVarQ MWP 45)8.0tan(arccos 606015411=⨯==⨯=发电机G2：MVarQ MWP 156)85.0tan(arccos 25225263422=⨯==⨯=发电机G3：333123636tan(arccos0.8)27P MWQ MVar=⨯==⨯=发电机G4：441505050tan(arccos0.85)31P MWQ MVar=⨯==⨯=发电机G5：552255050tan(arccos0.8)37.5P MWQ MVar=⨯==⨯=其次是变电站的参数计算，我们还是对7个变电站简化为7台变压器来计算。
变压器T1：MVA j S I jp S S V V X S V p R N N N s T N N s T )0800.00157.0(100%406.791010161105.1010%450.310)1016(11073100001322132323221+=⨯+∆=∆Ω=⨯⨯⨯=⨯⨯=Ω=⨯⨯⨯=⨯⨯∆= 变压器T2：（双并联）MVA j S I jp S S V V X S V p R N N N s T N N s T )2000.00372.0()100%(27625.311010201105.102110%21346.110)1020(110892110210002322232323222+=⨯+∆⨯=∆Ω=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=Ω=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯∆⨯= 变压器T3：（四并联）22330030%1110.51101010 5.042446310%4()(0.17600.8820)100N s N T N N V V X S I S p jS j MVA ⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯=Ω⨯∆=⨯∆+⨯=+ 变压器T4：（双并联）MVA j S S X X R R T T T T )1600.00314.0(27030.39217250.12101041414+=∆=∆Ω==Ω==变压器T5：MVA j S S X X R R T T T T )2205.00440.0(41168.2043680.0403053535+=∆=∆Ω==Ω==变压器T6：（两个三绕组变压器并联）Ω=⨯⨯⨯⨯===---386.010)1010(3563213232362616T T T R R R 75.6%]%%[21%25.0%]%%[21%75.10%]%%[21%)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1=-+⨯=-=-+⨯==-+⨯=---------s s s s s s s s s s s s V V V V V V V V V V V VΩ=⨯⨯⨯=Ω-=⨯⨯⨯=Ω=⨯⨯⨯=---134.410%21153.010%21584.610%21233622262116NN s T N N s T NNs T S V V X S V V X S V V X MVA j I jP S )1100.00264.0()10100%(200606+=⨯+∆⨯=∆ 变压器T7：（双并联）MVA j S I jp S S V V X N N N s T N )1100.00220.0()100%(2431.6101010355.102110%2100073227+=⨯+∆⨯=∆Ω=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= 再次是传输线参数计算，5条传输线的具体计算如下。
根据教材查得km r /21.00Ω= km x /4.00Ω= km S b /108.260-⨯= 线路L1：101101641012110.21408.40.440162.81040 1.121010.67762L L L L L N R r l X x l B b l S Q B V MVar--=⨯=⨯=Ω=⨯=⨯=Ω=⨯=⨯⨯=⨯∆=-=- 线路L2：202202642022220.2113027.30.4130522.810130 3.64101 2.20222L L L L L N R r l X x l B b l S Q B V MVar--=⨯=⨯=Ω=⨯=⨯=Ω=⨯=⨯⨯=⨯∆=-=- 线路L3：（双回路）30330364303233110.21707.3522110.470142222 2.81070 3.921012.37162L L L L L N R r l X x l B b l S Q B V MVar--=⨯⨯=⨯⨯=Ω=⨯⨯=⨯⨯=Ω=⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯∆=-=- 线路L4：404404644042440.216012.60.460242.81060 1.68101 1.01642L L L L L N R r l X x l B b l S Q B V MVar--=⨯=⨯=Ω=⨯=⨯=Ω=⨯=⨯⨯=⨯∆=-=- 线路L5：（双回路）50550564505253110.2120 2.122110.42042222 2.81020 1.121010.06862L L L L L N R r l X x l B b l S Q B V MVar--=⨯⨯=⨯⨯=Ω=⨯⨯=⨯⨯=Ω=⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯∆=-=- 3.2手工计算FLR1：221112210112222111222222210()(3.45074.406)(0.02850.6562)11010(10.04420.1142)10.04420.1142()(8.416)(0.0700.1334)110(T T T N a T L L L L N T T T N P S R jX j j MVA V S MW S S j Q j MVAP Q S R jX j j MVA V P Q S R jX V ∆=+=+=+=+∆+∆+∆=+++∆=+=+=++∆=+222212114045)(1.34631.7625)(0.40329.5156)110206045200.40329.5156(39.596835.4844)25(4.482635.9144)b G T c b a L L j j MVA S S S j j j MVA S S S jQ S j MVA+=+=+=--∆=+---=+=----∆=+FLR2：222233322'222222222'23032252156()(0.092 5.042)(0.667936.6024)110(4.493134.1048) 4.493134.1048()(27.352)(2.67 5.0854)110120T T T N c L L L N d G c T L P Q S R jX j j MVAV S j MVA P Q S R jX j j MVA V S S S S S jQ S ++∆=+=+=+=+++∆=+=+=+=+--∆-∆--∆2(132.9792149.229)L j MVA=+FLR3：222244422'd 222233322'3404627()(1.72539.703)(0.1091 2.5101)110(133.5955149.9956)133.5955149.9956()(7.3514)(24.5146.682)1103025T T T N L L L N e G d T P Q S R jX j j MVA V S j MVAP Q S R jX j j MVA V S S S S S j ++∆=+=+=+=+++∆=+=+=+=+---∆-∆-33(89.945130.0151)L L Q S j MVA-∆=+FLR4：222255522'222244422'450545031()(0.36820.168)(0.1052 5.7687)110(92.7481133.9937)92.7487133.9937()(12.624)(27.65452.674)11080T T T N e L L L N f G e T L P Q S R jX j j MVA V S j MVA P Q S R jX j j MVAV S S S S S jQ ++∆=+=+=+=+++∆=+=+=+=+--∆-∆-4(34.9449107.3469)L S j MVA-∆=+FLR5:272707522525065226315(0.306 6.431)(0.0562 1.1812)3515(15.07820.3422)15.07820.3422(2.14)(0.38990.743)355(20.4945 1.1266)1537.5T h T L L i h L L T S j j MVAS S S j Q j MVA S j j MVA S S S S j Q j MVAS -∆=⨯+=+=+∆+∆+∆=++∆=⨯+=+=+∆+∆+∆+=++∆=222622226126156263(0.386 4.34)(0.514 5.7793)3520.65050.5451(0.3860.153)(0.13450.0533)3526.33698.7369(0.386 6.584)(3.290556.1256)3535(25.T T g f T G T T i j j MVAS j j MVAS j j MVA S S S S S S S -----⨯+=++∆=⨯-=-+∆=⨯+=-=-∆+-∆-∆--=5114194.12)j MVA + 计算每一个FLR 的功率分布和电压分布计算如下： FLR1：221140 1.3464531.762512.8970115115102.103010.04428.40.1442160.8489102.1030101.2541T N b T L b a b L PR QX V kV V V V kVPR QX V kVV V V V kV+⨯+⨯∆====-∆=+⨯+⨯∆====-∆=FLR2：功率分布：*32****2323*23****2323()(0.092 5.042)(132.9792149.229)1418.6727.39257.042(4.881213.8097)()(27.352)(132.9792149.229)1418.6727.39T b N L d N L T L T b N L T d N L T L T V V j j S S V j j MVA V V j j S S V ZZ ZZ ZZ Z ZZ Z--⨯+-=+⨯=-=---⨯+-=+⨯=++++257.042(108.687122.62)j j MVA-=-电压分布：12222(4.881213.8097)(2.67 5.0854)(7.55128.7243)7.551227.38.7243522.424102.1030102.103( 2.424)104.527c L L L d b L S S S j j j MVA V kVV V V kV =+∆=-++=-⨯-⨯∆==-=-∆=--=FLR3：功率分布：*343****3434*34****3434()(1.72539.703)(89.945130.0151)1037.9279.07553.73(59.44416.846)()(7.3514)(89.945130.0151)1037.9279.075G d T L e N L T L T L b N T e N L T L T V V j j S S V j j MVA V V j j S S V Z Z ZZ ZZ Z ZZ Z--⨯+-=-⨯=-=---⨯++=+⨯=-++++53.73(31.81160.1256)j j MVA=+ 电压分布：13333(59.44419.846)(24.5146.682)(83.95426.836)83.9547.3526.836149.404105.564396.16e L L L e d L S S S j j j MVA V kVV V V kV =+∆=-++=+⨯+⨯∆===-∆=FLR4：功率分布：*534****4545*344****4545()(0.36820.168)(34.9449107.3469)1037.927=12.96844.168(20.84319.689)()(12.624)(34.9449107.3469)1037.927=1T G d L f N L T L T G d L T f N L T L T V V j j S S V j j MVA V V j j S S V Z Z ZZ ZZ Z ZZ Z--⨯+-=-⨯-=+--⨯+-=-⨯++++ 2.96844.168(1.39844.389)j j MVA-=+ 电压分布：13343(59.44416.846)(24.5146.682)(83.95463.528)83.95412.663.5282424.464105.564381.10e L L L e d L S S S j j j MVA V kVV V V kV =+∆=+++=+⨯+⨯∆===-∆=FLR5:这里我们先将f 点和发电机G5当做电源，经过61T Z 和63T Z 构成两端供电网络以g 点作为运算负荷进行计算。
