潮流计算的计算机算法课程设计范文 (2)

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。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 简单闭式网络潮流计算程序设计初始条件：节点数：4 支路数：4 计算精度：0.00010支路1： 3 (0.0200+j0.0800)支路2： 4 （0.0400+j0.1200)支路3： 4 （0.0500+j0.1400）支路4： 4 （0.0400+j0.1200)节点1：PQ节点，S(1)=-0.6000-j0.2500节点2：PQ节点，S(2)=-0.8000-j0.3500节点3：PV节点，P(3)=0.4000 V(3)=0.9500节点4：平衡节点，U(4)=1.0000 0.0000要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）编写计算原理。

（2）编写计算程序。

（3）编写程序并计算结果。

（4）结果分析。

时间安排：第16周，6月6—10号，指导老师下达任务书，审题、查阅相关资料；第16周，6月11—16号，分析、计算，编写程序，撰写报告；第17周，6月17号，论文答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本文运用matlab软件对给定课设题目进行潮流计算。

潮流计算是电力系统课程最基本最常用的计算。

潮流计算是指对电力系统正常运行状况的分析和计算。

通常需要已知系统参数和条件，给定一些初始条件，从而计算出系统运行的电压和功率等；潮流计算方法很多：高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法、PQ分解法、直流潮流法，以及由高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。

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广泛的运用。

本课程设计采用PQ分解法进行电力系统分析的潮流计算程序的编制与调试，获得电力系统中各节点电压，为进一步进行电力系统分析作准备。

电⼒系统分析潮流计算的计算机算法潮流计算的计算机算法实验报告姓名：学号：班级：⼀、实验⽬的掌握潮流计算的计算机算法。

熟悉MATLAB，并掌握MATLAB程序的基本调试⽅法。

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，⽤MATLAB调试和修改运⾏程序，⽤算例计算输出潮流结果。

四、实验程序clear; %清空内存n=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=');Y=zeros(n);Times=1;%⼀：创建节点导纳矩阵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);Y(q,p)=Y(p,q);Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3);Y(q,q)=Y(q,q)+1/(B1(i,5)^2*B1(i,3));endendY;%将OrgS、DetaS初始化OrgS=zeros(2*n-2,1);DetaS=zeros(2*n-2,1);%⼆：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)==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))*i mag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))* (real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));endendend%三：对PV节点的处理，注意这时不可再将h初始化为0for 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))*i mag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))* (real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));endend%四：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);endendPVU;%五：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);DetaS(2*h,1)=imag(B2(i,2))-OrgS(2*h,1);endendt=0;for i=1:n%六：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,2))-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;endendDetaS;%七：创建I，⽤于存储节点电流参数i=zeros(n-1,1);h=0;h=h+1;I(h,1)=(OrgS(2*h-1,1)-OrgS(2*h,1)*sqrt(-1))/conj(B2(i,3));endendI;%⼋：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;endendendendfor 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;endendendendendJacbi;%九：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;DetaU;%修正节点电压j=0;for i=1:n %对PQ节点处理if B2(i,6)==2for 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);endendB2;%⼗：开始循环**********************************************************************while abs(max(DetaU))>prOrgS=zeros(2*n-2,1); %初始功率参数在迭代过程中是不累加的，所以在这⾥必须将其初始化为零矩阵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))*i mag(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))*i mag(B2(j,3)))-real(B2(i,3))* (real(Y(i,j))*imag(B2(j,3))+imag(Y(i,j))*real(B2(j,3)));%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)=real(PVU(t,1))^2+imag(PVU(t,1))^2-real(B2(i,3))^2-imag(B2(i, 3))^2; endendDetaS;%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));endendI;%创建JacbiJacbi=zeros(2*n-2);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,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;endendendendendJacbi;DetaU=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);endendB2;Times;五、实验流程六、实验结果参数输⼊：运⾏结果：七、实验体会通过这次实验，让我第⼀次接触到了MATLAB,并深切体会到了它的强⼤之处；潮流计算的计算机算法的实现不仅巩固了我的学过的知识，还让我学到⼀些MATLAB的编程，虽然在实验的过程中出现了很多的错误，但在⽼师的细⼼指导下，问题都解决啦；计算机为我们省去了⼤量的⼈⼯计算，希望在以后的学习中能接触到更多的软件，学习。

课程设计潮流计算一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握潮流计算的基本概念、原理和方法，理解电力系统潮流分布的特点及影响因素。

2. 使学生能够运用潮流计算方法分析简单电力系统的潮流分布，了解其在电力系统运行中的应用。

技能目标：1. 培养学生运用数学模型描述电力系统潮流分布的能力，掌握基本的潮流计算公式。

2. 培养学生运用计算机软件（如PSS/E、DIgSILENT等）进行潮流计算的实际操作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统及其运行管理的兴趣，激发他们探究电力系统运行规律的热情。

2. 培养学生的团队合作意识，让他们在共同完成潮流计算任务的过程中，学会相互协作、共同进步。

3. 通过对电力系统运行中的实际问题进行分析，使学生认识到理论知识在实际工程中的应用价值，培养他们的实际问题解决能力。

针对课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够独立建立简单电力系统的数学模型，并进行潮流计算。

2. 学生能够运用计算机软件进行潮流计算，并对结果进行分析。

3. 学生能够在团队中发挥积极作用，共同完成电力系统潮流计算任务。

4. 学生能够理解并阐述潮流计算在电力系统运行中的应用，对电力系统工程实际问题具有一定的分析和解决能力。

二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下部分：1. 潮流计算基本概念- 潮流计算的定义- 潮流计算的目的和意义- 潮流计算的基本原理2. 潮流计算数学模型- 电力系统基本方程- 潮流计算方程的建立- 潮流计算方程的求解方法3. 潮流计算方法- 牛顿-拉夫逊法- 高斯-赛德尔法- 简化的潮流计算方法4. 潮流计算软件应用- PSS/E软件介绍- DIgSILENT软件介绍- 潮流计算软件操作步骤5. 潮流计算案例分析- 简单电力系统潮流计算- 实际电力系统潮流计算- 潮流计算结果分析教学安排和进度：1. 第1周：潮流计算基本概念2. 第2周：潮流计算数学模型3. 第3周：潮流计算方法4. 第4周：潮流计算软件应用5. 第5周：潮流计算案例分析教材章节及内容关联：1. 《电力系统分析》第四章：电力系统潮流计算基本原理和方法2. 《电力系统自动化》第五章：电力系统潮流计算软件及其应用教学内容保证科学性和系统性，结合实际案例，使学生能够循序渐进地掌握潮流计算相关知识。

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。

课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位：题 目: 电力系统潮流分析 初始条件：系统如图所示要求完成的主要任务:元件导纳参数为：5.275.0,48.0,35.0y 132312j y j y j -=-=-= （1）、根据给定的运行条件，确定上图所示电力系统潮流计算式各节点的类型和待求量;（2）求节点导纳矩阵Y;（3）给出潮流方程或功率方程的表达式；（4）当用牛顿-拉夫逊法计算潮流时，给出修正方程和迭代收敛条件。

时间安排：6月7日：熟悉设计任务； 6月8日： 收集相关资料 ；6月9日 ：设定设计原理；6月12日到15日：计算分析及结果分析 ；6月16日：写设计报告。

指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日321︒∠010.5 1.02+j123y13y12y目录摘要 (1)1设计意义 (2)2 设计要求 (3)3 设计环节 (4)3.1 设计思路 (4)3.2节点类型 (4)3.3待求量 (4)3.4导纳矩阵 (4)3.5潮流方程 (5)3.6牛顿—拉夫逊算法 (6)3.6.1牛顿拉夫逊算法原理 (6)3.6.2修正方程 (7)3.6.3收敛条件 (9)3.6.4牛顿—拉夫逊法潮流计算程序框图 (9)4结果分析 (11)5小结 (12)参考文献 (13)摘要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，开启了第二次科技革命。

电力系统的规模和发展水平成为一个国家经济发展水平的标志之一。

至今人类文明的主流发展方向依然与电力有着不可分割的联系。

潮流计算是电力网络设计及运行中最基本的计算，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各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。

在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种。

牛顿—拉夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法，有较好的收敛性。

摘要本文运用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，最终得到合理的系统潮流。

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。

首先，画出系统的等效电路图，在计算出各元件参数的基础上，应用牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法以及MATLAB软件进行计算对给定系统图进行了四种不同负荷下的潮流计算，经过调节均得到符合电压限制及功率限制的潮流分布。

其次，轮流断开环网的三条支路，在新的系统结构下进行次潮流计算，结果亦均满足潮流分布要求。

牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法具有较好的收敛性，上诉计算过程经过四到五次迭代后均能收敛。

最后，应用DDRTS软件，构建系统图，对给定负荷重新进行分析，潮流计算后的结果也能满足相应的参数要求。

关键词：牛顿—拉夫逊法MATLAB PSAT 潮流计算一、 题目原始资料1、系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。

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：(一) 变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：10KV 35KV 10KV35KV(二) 变电所的负荷分别为：40MW 60MW 50MW 60MW (三) 每个变电所的功率因数均为cos φ=0.85；(四) 变电所2和变电所4分别配有两台容量为75MV A 的变压器，短路损耗变电所1 变电所2母线 电厂一电厂二414KW ，短路电压（%）=16.7；变电所1和变电所3分别配有两台容量为63MV A 的变压器，短路损耗为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Ω17.0，单位长度的电抗为Ω0.402，单位长度的电纳为S -610*2.78。

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电力系统课程设计C语言潮流计算学院：电气工程班级：电092班学号:0912002020学生姓名: 闵凯2013.3.7电力系统的潮流计算是对电力系统分析的最基本步骤也是最重要的步骤,是指在一定的系统结构和运行条件下，确定系统运行状态的计算,也即是对各母线（节点）电压,各元件（支路)传输电线或功率的计算。

通过计算出的节点电压和功率分布用以检查系统各元件是否过负荷，各点电压是否合理，以及功率损耗等。

即使对于一个简单的电力系统,潮流计算也不是一件简单就可以完成的事,其运算量很大,因此如果对于一个大的、复杂的电网来说的话，由于其节点多,分支杂，其计算量可想而知，人工对其计算也更是难上加难了。

特别是在现实生活中,遇到一个电力系统不会像我们期望的那样可以知道它的首端电压和首端功率或者是末端电压和末端功率，而是只知道它的首端电压和末端功率，更是使计算变的头疼万分。

为了使计算变的简单，我们就可以利用计算机，用C 语言编程来实现牛顿—拉夫逊（Newton —Raphson ）迭代法，最终实现对电力系统潮流的计算。

一．用牛顿—拉夫逊迭代法进行电力系统潮流计算的相关概念1.节点导纳矩阵如图所示的电力网络,将节点i 和j 的电压用•U i 和•.U j 表示,它们之间的支路导纳表示为y ij ,那么有基尔霍夫电流定律可知注入接点I 的电流•.I i （设流入节点的电流为正）等于离开节点I 的电流之和，因此有•i I)(.00••≠=≠=••-==∑∑j i nij ijnij iji U U II y （1-1）∴ •≠=≠=••∑∑-=U y y U I nij ij n ij ij i 00 （1-2)如令ii nij ij Y y =∑≠=0 ij ij Y y =-则可将（1-2）改写为:∑≠=••=nij ij ij i U Y I 1 I=1，2，…,n. （1-3)上式也可以写为: I =YU (1-4）其中Y 为节点导纳矩阵,也称为稀疏的对称矩阵,它是n ×n 阶方阵。

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。

课程设计(论文)题目名称电力系统潮流计算课程名称电力系统稳态分析学生姓名学号系、专业指导教师2014 年 1 月 5 日课程设计（论文）任务书注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名学号系专业班级题目名称潮流计算课程设计课程名称二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

目录摘要 (I)1课题内容要求及目的 (1)1.1课题背景 (1)1.2课题意义 (2)1.3课题要求及内容 (3)1.4课题目的 (4)2 潮流计算步骤与原理 (5)2.1潮流计算流程图 (5)2.2潮流计算步骤 (6)3 方案设计 (7)3.1系统框图设计 (7)4 仿真调试及实验分析 (8)总结 (11)参考文献 (12)致谢 (13)摘要电力系统的主体结构有电源、电力网络和负荷中心。

电源指各类发电厂，它将一次能源转换成电能；电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等构成。

它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所，再降压至一定等级后，经配电线路与用户相联。

电力系统中网络结点千百个交织密布，有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。

它既能输送大量电能，创造巨大财富，也能在瞬间造成重大的灾难性事故。

实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。

按电压的不同表示方法，牛顿-拉夫逊潮流计算分为直角坐标形式和极坐标形式两种。

本次计算采用极坐标形式下的牛顿-拉夫逊法，牛顿-拉夫逊法有很好的收敛性，但要求有合适的初值。

本设计采用电力系统仿真软件PSCAD，可以直观地看出电力系统运行时的潮流分布，从而完成课程设计的要求。