关于MATLAB的电力系统潮流计算程序设计
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- . 可修编. 摘 要
潮流计算的目的在于: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；为电力系统继电保护的整定提供依据；为电力系统的稳定计算提供初值，为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。因此，电力系统潮流计算是电力系统中一项最基本的计算，既具有一定的独立性，又是研究其他问题的基础。
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。本文以潮流计算软件的开发设计为重点,阐述了该软件图形用户界面的实现和所具备的功能和特点,软件采用MATELAB实现，设计分别采用牛顿-拉扶逊法；P-Q分解法。
本软件的主要特点是:
（1） 操作简单;
（2） 图形界面直观;
（3） 运行稳定.计算准确;
关键词：潮流计算；牛顿-拉扶逊法；P-Q分解法; MATLAB;
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- . 可修编.
ABSTRACT
The purpose of power-flow calculation is：To make sure the Power System Operation Mode;
Inspect ponents of system Whether excessivevoltage or overload .Provide data for the power
system relay setting ；Provide initial value for Power system stability calculation; For the power
system planning and economic operation to provide the basis analysis;So, power flow
calculation of the electricity system is a basic calculation , it has some independence, and its
basis of study other kinds of issues .
Traditional flow caculation program has few of the graphic used in interface,and don’t
displays results intuitionistic and intergrats difficulty with the other analysis function. This paper
mainly to show the software development and design with the implementation of the user
interface and its functions and features .We use the MATELAB to produce this software. Our
design made by Newton-Laphson method and P-Q deposition method.
The mian features of the software are: .
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- . 可修编. (1) easy operation;
(2) GUI used interface;
(3) high levels of stabilization,and exactitude of results;
Key word: power-flow calculation; Newton-Laphson method ; P-Q deposition
method;MATLAB
目录 .
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- . 可修编. 摘要…………………………………………………………………………………………1
Abstract……………………………………………………………………………………… 2
第一章 绪论
1. 1潮流计算概述…………………………………………………………………………4
1. 2 Matlab概述…………………………………………………………………………6
第二章 电力系统各元件的特性和数学模型
2. 1变压器的参数和数学模型……………………………………………………………7
2.2电力线路的参数和数学模型………………………………………………………… 9
第三章 电力系统的网络模型
3. 1电力网络的基本方式…………………………………………………………………11
3. 2节点导纳矩阵及其算法………………………………………………………………12
3. 3节点阻抗矩阵及其算法………………………………………………………………18
第四章 电力系统的潮流计算
4. 1概述……………………………………………………………………………………31
4. 2潮流计算的基本方程…………………………………………………………………31
4. 3牛顿拉夫逊法潮流计算………………………………………………………………34
4. 4 P—Q分解法潮流计算……………………………………………………………… 46
第五章潮流计算的界面设计介绍
5. 1制作方法说明…………………………………………………………………………60
5. 2各界面功能介绍………………………………………………………………………62
5. 2设计验证………………………………………………………………………………66
参考文献……………………………………………………………………………………69
外文资料翻译………………………………………………………………………………72 .
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- . 可修编. 致………………………………………………………………………………………81
附录……………………………………………………………………………………… 82
第一章 电力系统及其发展概述
1．1 潮流计算概述
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，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：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的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。此外，电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和很基础的计算。
电力系统潮流计算也分为离线计算和在线计算两种，前者主要用于系统规划设计和安排系统的运行方式，后者则用于正在运行系统的经常监视及实时控制。 .
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- . 可修编. 利用电子数字计算机进行电力系统潮流计算从50年代中期就已经开始。在这20年内，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：
（1）计算方法的可靠性或收敛性；
（2）对计算机内存量的要求；
（3）计算速度；
（4）计算的方便性和灵活性。
电力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问题，其解法都离不开迭代。因此，对潮流计算方法，首先要求它能可靠地收敛，并给出正确答案。由于电力系统结构及参数的一些特点，并且随着电力系统不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，对这样的方程式并不是任何数学方法都能保证给出正确答案的。这种情况成为促使电力系统计算人员不断寻求新的更可靠方法的重要因素。
在用数字计算机解电力系统潮流问题的开始阶段，普遍采取以节点导纳矩阵为基础的逐次代入法。这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机内存量比较下，适应50年代电子计算机制造水平和当时电力系统理论水平。但它的收敛性较差，当系统规模变大时，迭代次数急剧上升，在计算中往往出现迭代不收敛的情况。这就迫使电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为基础的逐次代入法。
60年代初，数字计算机已发展到第二代，计算机的内存和速度发生了很大的飞跃，从而为阻抗法的采用创造了条件。阻抗法要求数字计算机储存表征系统接线和参数的阻抗矩阵，这就需要较大的内存量。而且阻抗法每迭代一次都要求顺次取阻抗矩阵中的每一个元素进行运算，因此，每次迭代的运算量很大。这两种情况是过去电子管数字计算机无法适应的。阻抗法改善了系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法无法求解的一些系统的潮流计算，在60年代获得了广泛的应用，曾为我国电力系统设计.运行和研究 .
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- . 可修编. 作出了很大的贡献。目前，我国电力工业中仍有一些单位采用阻抗法计算潮流。阻抗法的主要缺点是占用计算机内存大，每次迭代的计算量大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出。一个内存16K的计算机在采用阻抗法时只能计算100以下的系统，32K内存的计算机也只能计算150个节点以下的系统。这样，我国很多电力系统为了采用阻抗法计算潮流就不得不予先对系统进行相当的简化工作。
