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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。
四川⼤学电⼒系统计算机辅助分析实验报告⽬录1.潮流计算基础实验 (2)⼀：实验名称(Title) (2)⼆：实验⽬的(Purpose) (2)三：实验⼯具/材料(Tools/Materials) (2)四：实验内容（Content） (2)五：实验模型（Model） (3)六：实验结果(Results) (4)七：实验分析(Analysis) (6)1.母线电压幅值及相⾓ (7)2.交流线结果 (7)3.功率及损耗 (7)2.潮流计算分析实验 (8)⼀：实验名称(Title) (8)⼆：实验⽬的(Purpose) (8)三：实验内容（Content） (8)四：实验数据/结果(Data/Results) (9)1. 不同潮流迭代算法的仿真效率 (9)2. 调整给GEN2的电压幅值 (10)3. 调整GEN2的有功输出 (11)4. 调整STNC-230负荷的有功消耗 (13)五：实验分析/讨论(Analysis/Discussion) (14)1. 分析不同潮流迭代算法的仿真效率 (14)2. 调整GEN2节点电压幅值，分析其对潮流的影响 (14)3. 调整发电机GEN2的有功输出，分析其对潮流的影响 (17)4. 调整STNC-230负荷的有功消耗，分析其对潮流的影响 (20)六：实验⼼得（Experience ） (21)1.潮流计算基础实验⼀：实验名称(Title)WSCC 9节点潮流计算基础实验⼆：实验⽬的(Purpose)1. 掌握潮流计算的概念、原理和计算数据要求；2. 熟练使⽤ PSASP 建⽴电⼒系统的潮流计算模型，并完成潮流计算；3. 掌握潮流计算结果数据整理和分析。
三：实验⼯具/材料(Tools/Materials)电⼒系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package）电⼒系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package）简称PSASP。
基于matlab的电力系统潮流计算仿真分析本文旨在介绍电力系统潮流计算仿真分析的背景和目的，并简要概述本文的主要内容和结构安排。
潮流计算是电力系统运行中的重要环节，通过计算电力系统中各节点的电压和功率分布情况，可以帮助分析系统的运行状态、调控能力以及潜在的问题。
随着电力系统的规模不断扩大和复杂性的增加，利用计算机进行潮流计算仿真分析已成为一种必要且有效的方法。
而matlab作为一种功能强大的科学计算软件，被广泛应用于电力系统的潮流计算仿真分析。
本研究的目的是基于matlab，开展电力系统潮流计算仿真分析，以探究系统运行状态、发现潜在的问题，并提出相应的优化方案。
通过仿真分析，可以评估系统的稳定性、安全性和可靠性，为电力系统运行与规划提供重要的参考依据。
本文主要包括以下内容：研究背景和意义：介绍电力系统潮流计算仿真分析的背景和其在电力系统运行中的重要性。
相关理论与方法：介绍电力系统潮流计算的基本理论和常用的计算方法，以及matlab在电力系统仿真中的应用。
模型构建与数据处理：详细阐述潮流计算仿真中的模型构建过程，以及对系统数据的处理和准备。
仿真结果与分析：展示仿真计算得到的结果，并进行相应的分析和讨论。
优化方案提出与评估：根据仿真结果，提出相应的优化方案，并进行评估和比较。
结论与展望：总结全文的研究内容和结论，并展望未来进一步的研究方向。
通过本文的研究和分析，我们将深入了解电力系统潮流计算仿真分析的原理和方法，为电力系统的优化和运行提供有效的技术支持。
本部分将介绍电力系统的组成，包括发电机组、输电网和配电网等，以及相关概念和术语，为后续的潮流计算仿真分析奠定基础。
潮流计算是电力系统中重要的分析方法，用于计算系统中各节点的电压幅值和相角，以及线路和设备的功率潮流分布。
潮流计算的基本原理是建立节点潮流方程和数学模型，通过求解这些方程来得到系统的潮流状态。
节点潮流方程节点潮流方程描述了电力系统中各节点的电压和功率之间的关系。
电力系统中的潮流计算与分析摘要本文介绍了电力系统中的潮流计算与分析，潮流计算是电力系统计算的基础，通过对电力系统中的电流、电压和功率进行计算和分析，可以有效地评估电力系统的稳定性和安全性。
在本文中，我们讨论了潮流计算的原理和方法，并介绍了一种基于改进的高斯-赛德尔迭代算法的潮流计算方法。
同时，我们还介绍了一种基于Python语言的潮流计算程序的设计和实现，该程序可以对电力系统进行潮流计算和分析，并生成相关的报告和图表。
最后，我们利用该程序对IEEE 14节点测试系统进行了潮流计算和分析，并分析了系统的稳定性和安全性。
关键词：电力系统；潮流计算；高斯-赛德尔迭代算法；Python语言AbstractThis paper introduces the load flow calculation and analysis in power system. Load flow calculation is the basis of power system calculation. By calculating and analyzing the current, voltage and power in the power system, the stability and safety of the power system can be effectively evaluated. In this paper, we discuss the principles and methods of load flow calculation, and introduce an improved Gauss-Seidel iterative algorithm based load flow calculation method. At the same time, we also introduce the design and implementation of a load flow calculation program based on the Python language. The program can perform load flow calculation and analysis on the power system, and generate relevant reports and charts. Finally, we use the program to perform load flow calculation and analysis on the IEEE 14-bus test system, and analyze the stability and safety of the system.Keywords: power system; load flow calculation; Gauss-Seidel iterative algorithm; Python language一、引言电力系统是现代工业和生活的基础设施之一，它承担着输送和分配电能的重要任务。
如何在CAD中进行电力系统潮流计算与稳定分析电力系统潮流计算与稳定分析是电力系统设计与运行中非常重要的环节。
CAD软件在电力系统工程中的应用越来越广泛，准确的潮流计算与稳定分析对于系统安全和稳定运行至关重要。
本教程将介绍如何在CAD软件中进行电力系统潮流计算与稳定分析的方法与技巧。
第一步：建立电力系统模型在CAD软件中进行电力系统潮流计算与稳定分析的第一步是建立电力系统模型。
模型包括了电力系统各个元件的连接和参数信息，如发电机、变压器、输电线路等。
在CAD软件中，可以使用相应的工具将各个元件拖拽到画布中，并连接它们。
第二步：设置元件参数在建立电力系统模型后，需要设置每个元件的参数。
参数包括了发电机的额定功率、变压器的变比、输电线路的阻抗等。
在CAD软件中，可以通过双击元件或使用属性编辑器来设置参数。
第三步：设置电力系统运行条件在进行潮流计算与稳定分析之前，需要设置电力系统的运行条件。
运行条件包括了发电机的有功功率和无功功率、负荷的有功功率和无功功率等。
在CAD软件中，可以通过设置元件的功率参数来设置电力系统的运行条件。
第四步：进行潮流计算完成电力系统模型的建立、元件参数的设置和运行条件的设置后，可以进行电力系统的潮流计算了。
在CAD软件中，可以使用相应的工具或命令来执行潮流计算。
潮流计算将会计算各个节点的电压、功率和电流等参数。
第五步：进行稳定分析在完成潮流计算后，可以进行电力系统的稳定分析了。
稳定分析主要包括了暂态稳定分析和静态稳定分析。
暂态稳定分析主要用于评估系统在发生大幅度的故障后的稳定性，而静态稳定分析主要用于评估系统在负荷变化等正常运行条件下的稳定性。
在CAD软件中，可以使用相应的工具或命令来执行稳定分析。
第六步：分析结果与优化完成潮流计算和稳定分析后，可以对结果进行分析和优化。
分析结果可以帮助我们了解系统的运行状态和各个元件的负载情况，优化可以帮助我们改善系统的稳定性和经济性。
在CAD软件中，可以使用相应的工具或命令来查看和分析结果，并根据需要做出相应的调整和优化。
昆明理工大学《电力系统计算机辅助分析》上机实验（指导书）电力工程学院二〇一四年十月目录实验一MATLAB软件的基本操作及程序的基本结构.2实验二电力系统计算中常用的数值算法及电力网络的数学模型 (7)实验三短路电流计算 (10)实验四潮流计算 (9)实验五静态稳定和暂态稳定计算 (12)附录：学生实验报告表头格式 (13)实验一 MATLAB 软件的基本操作及程序的基本结构 上机实验目的1、了解MATLAB 软件的基本构成并熟悉集成界面菜单命令与各工作窗口；2、掌握MATLAB 的两种运行方式；3、学习程序编辑器的使用，掌握常用数据类型与运算符；4、掌握m 文件的两种格式：脚本与函数；5、掌握顺序结构、循环结构、分枝结构和程序流程控制语句；6、掌握用M 文件编辑器进行简单调试的方法。
7、掌握用MATLAB 绘制二维图形的基本方法。
预习要求1、利用图书馆和互联网资源，了解MATLAB 软件的基本信息。
列举出MATLAB 软件的主要特点和应用领域。
2、列出实现三种结构的和程序流程控制的关键字和语法规则；3、学习MATLAB 函数的编写方法。
上机实验内容1、启动MATLAB 软件，识别出常用的四个窗口――命令窗口（Command Window ）、历史命令窗口（Command History ）、工作空间浏览器（Workspace Browser ）。
熟悉Matlab 工作环境。
2、上机求解下面的电路问题，脚本文件已经给出。
已知某个ＲＣ电路的端电压的表达式为：26,0~10t u e t -==区间时，试绘制电压的波形。
提示：在MATLAB 的M 文件编辑器中键入以下命令语句，并保存为ex.m ：％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％Clear,clc,close t=0:0.5:10; u=6*exp(-2*t);plot(t,u);title(‘RC 电路的电压响应曲线’);xlabel(‘时间/s’);ylabel(‘电压/v’) grid%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5、 对于如下电路图，已知()200cos(90)os u t t ω=+V ，122R =Ω，50L mH =，233R =Ω，100C F μ=，自己编写程序，画出()c u t 和()s u t 的波形（四个周期）。
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。
南京理工大学电力系统计算机辅助分析实验报告作者: 赵朋学号：0608190255 学院(系):动力工程学院专业: 电气工程及其自动化指导教师：郭新红2009 年5 月1 日实验一七节点电力系统数据库建立一实验目的(1)熟悉PSASP系统的操作环境(2)掌握在文本方式下数据建立和编辑(3) 熟悉系统单线图的编辑二实验内容根据实验指导书内容创建数据库，并完成系统单线图的绘制。
三实验原理七节点系统图如下所示：四实验步骤1 创建数据库目录进入PSASP主画面，点击“创建”，输入数据目录“D:/ZJS”，系统基准容量100兆伏安。
2 录入基础数据进入文本方式数据编辑环境，根据所给参数建立基础数据和公用参数。
根据实验指导书提示完成数据组选择，母线、交流线、两绕组变压器、直流线的相关参数的录入，发电机及其调节器数据的建立，并在PSS栏中编辑参数，然后建立区域数据。
3 系统单线图编辑进入图形方式数据编辑环境，在单线图编辑窗口中，绘制各种元件。
依照单线图的绘制方法，按以下顺序完成该系统单线图的绘制：①7条母线②4条交流线和2个电抗器③4台变压器④1条支流线⑤3台发电机⑥1个负荷实验二潮流计算一实验目的(1)理解PSASP潮流计算的流程；(2)掌握在文本和图形两种方式下潮流计算的方法；(3)掌握潮流计算结果输出方法。
二实验原理潮流计算实验是利用PSASP的潮流计算功能实现的，它的流程和结构如下：三实验步骤第一步：建立七节点系统的数据库由于在实验一中已经建立了七节点系统数据库，实验二是在实验一的基础上进行的，因此这里可以直接利用实验一的数据库建立潮流计算作业。
第二步：建立潮流计算作业1.定义以下2个方案：2.定义潮流作业作业1：一般方式的潮流计算作业2：具有控制功能的潮流计算3.在文本和图形方式下进行潮流计算①进行一般方式的潮流计算1②进行具有控制功能的潮流计算24.潮流计算结果输出将作业1和作业2的结果先以报表形式输出至文件保存,具体要求见实验指导书。
电力系统潮流计算机辅助分析（牛顿－拉夫逊法）1．1 电力系统及其发展概述1．1．1电力系统概述电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站(或称发电厂)中生产的，各发电站孤立运行。
随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源(如煤田)和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。
同时，为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。
这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。
电力系统加上发电机的原动机(如汽轮机、水轮机)，原动机的力能部分(如热力锅炉、水库、原子能电站的反应堆)、供热和用热设备，则称为动力系统。
电力系统中，由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分，称为电力网。
电力系统在技术和经济上都可以收到很大的效益，主要的有：1、减少系统中的总装机容量由电力系统供电的各用户的最大负荷并不是同时出现的，因此，系统中综合最大负荷总是小于各用户最大负荷的总和。
由于系统综合最大负荷的降低，也就可以相应地减少系统的总装机容量。
为了保证对用户可靠地供电，无论是孤立电站还是电力系统，都需要检修和事故备用容量。
在孤立电站中，备用容量不应小于电站最大机组容量(可能达到电站总容量的30一40％)。
而在电力系统中，所有发电站连接在一起并列运行，备用容量只需系统总容量的20％，其中：负荷备用2～5％，事故备用10％左右，检修备用8％左右。
显然，此时电力系统的备用容量比各孤立电站备用容量的总和为少，即总装机容量又可以减少。
2、可以装设大容量机组组成电力系统后，由于总负荷的增大，因此可以装设大容量机组。
大容量机组效率高，每千瓦投资以及维护费用都比多台小机组经济得多。
但是，电力系统中所采用的最大机组容量，以不超过总装机容量的15～20％为宜。
3、能够充分利用动力资源建成电力系统后，就可以将发电站建造在动力资源产地，如在煤矿附近建立巨型坑口电站，在水能资源集中的地方建立大型水力发电站等。
同时，有些形式的电站，如热电站，水电站、风力电站、原子能电站等，如果不与系统并列，就很难保证持续正常供电以及发挥其最佳经济效益。
例如，热电站的抽汽机组的出力是由热负荷确定的，而热负荷与电负荷的需要往往不能互相配合。
水电站的出力则是由水能及其综合利用要求来决定的，也往往与电负荷的需要不相配合：一般在夏季丰水期，水量多而用电量较少；冬季枯水期，水量少而用电量反而多，因此，就可能或由于水库调节库容不够而弃水，或对电力负荷不能保证供应。
如果把水电站连接在电力系统中，由于有火电站和其它形式电站的互相配合和调节，水能资源就能得到充分利用，供电也能得到保证。
4、提高供电可靠性在电力系统中，由于是多电源联合供电，机组的台数较多，即使个别机组或电源发生故障，其它机组或电源仍可以在出力允许的情况下多带负荷，因此可以提高供电可靠性。
5、提高电能质量电能质量用频率和电压来衡量，其数值，应根据规程要求保持在一定的允许变动范围内。
由于电力系统容量大，因而负荷波动时所引起的频率和电压波动就会减小，电能质量可以提高。
6、提高运行的经济性建立电力系统后，除了充分利用动力资源可以提高运行的经济性外，在系统中还可以经济合理的分配各发电站或各机组的负荷，使运行经济、效率高的机组多带负荷，效率低、发供电成本高的机组少带负荷，从而降低生产电能的成本。
电能的生产与其它工业生产有着显然不同的特点：1、电能不能大量储藏电力系统中发电站负荷的多少，决定于用户的需要，电能的生产和消费时时刻刻都是保持平衡的。
电能的生产、分配和消费过程的同时性，使电力系统的各个环节形成了一个紧密的有机联系的整体，其中任一台发、供、用电设备发生故障，都将影响电能的生产和供应。
2、电力系统的电磁变化过程非常迅速电力系统中，电磁波的变化过程只有千分之几秒，甚至百万分之几秒；而短路过程发电机运行稳定性的丧失则在十分之几秒或几秒内即可形成。
为了防止某些短暂的过渡过程对系统运行和电气设备造成的危害，要求能进行非常迅速和灵敏的调整及切换操作，这些调整和切换，靠手动操作不能获得满意的效果，甚至是不可能的，因此必须采用各种自动装置。
3、电力工业和国民经济各部门之间有着极其密切的关系电能供应不足或中断，将直接影响国民经济各个部门的生产，也将影响人们的正常生活，因此要求电力工业必须保证安全生产和成为国民经济中的先行工业，必须有足够的负荷后备容量，以满足日益增长的负荷需要。
根据以上电能生产的特点，电力系统的运行必须满足下列基本要求：1、保证对用户供电的可靠性在任何情况下，都应该尽可能的保证电力系统运行的可靠性。
系统运行可靠性的破坏，将引起系统设备损坏或供电中断，以致造成国民经济各部门生产停顿和人民生活秩序的破坏，甚至发生设备和人身事故。
电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间，对供电持续性的要求也有所差别。
根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。
一级负荷：如停止供电，将会危害生命、捐坏设备、产生废品和使生产过程混乱，给国民经济带来重大损失，或者使市政生活发生重大混乱。
二级负荷：如停止供电，将造成大量减产，城市大量居民的正常活动受到影响。
三级负荷：指所有不属于一级及二级的负荷，如非连续生产的车间及辅助车间和小城镇用电等。
对于一级负荷，至少要由两个独立电源供电，其中每一电源的容量，都应在另一电源发生故障时仍能完全保证一级负荷的用电；对于三级负荷，不需要备用电源；对于二级负荷是否需要备用电源，要进行技术经济比较后才能确定。
2、保证电能的良好质量即要求供电电压(或电流)的波形为较严格的正弦波，保证系统中的频率和电压在一定的允许变动范围以内。
我国规程规定：10～35kV及以上电压供电的用户和对电压质量有特殊要求的低压用户电压允许偏移为±5％；频率允许偏移为±0.5Hz。
3、保证运行的最大经济性电力系统运行有三个主要经济指标，即生产每度电的能源消耗(煤耗率、油耗率、水耗率等)，生产每度电的自用电(自用电率)，以及供配每度电在电力网中的电能损耗(线损率)。
提高运行经济性，就是在生产和供配某一定数量的电能时，使上列三个指标达到最小。
为了实现电力系统的经济运行，必须对整个系统实施最佳经济调度。
1．1．2电力系统运行的特点与要求1）电力系统运行的特点电力系统发电与用电之间的动态平衡：由于电能目前还不能大容量储存，导致电能的生产和使用是同步进行的。
因此，这避免造成系统运行的不稳定，电力系统必须保持电能的生产、输送、分配和使用处于一种动态平衡的状态。
（1）电力系统的暂态过程十分迅速：由于电能的传输具有极高的速度，电力系统中开关的切换、电网的短路等暂态过渡过程的持续时间十分短暂，以10-6一10-3S计。
因而，在设计电力系统的自动化控制、测量和保护装置时，应充分考虑其灵敏性。
（2）电力系统的地区性特色明显：不同地区的能源结构具有一定的差异。
因此，需要因地制宜，充分利用地方资源，尽量减少能源的运输工作量，降低电能成本。
（3）电力系统的影响重要：随着社会的进步和电气化程度的提高，电能对国民经济和人民生活具有重要影响，任何原因引起的供电中断或供电不足都有可能造成重大损失。
2）对电力系统运行的要求（1）安全在电能的生产、输送、分配和使用中，应确保不发生人身和设备事故。
（2）可靠在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足用户对供电可靠性的要求。
（3）优质就是要满足用户对电压和频率等质理的要求。
（4）经济降低电力系统的投资和运用，尽可能节约有色金属的消耗量，通过合理规划和高度，减少电能损耗，实现电力系统的经济运行。
1．1．3电力系统发展概述从1831年法拉第发现了电磁感应定律，到1875年巴黎北火车站发电厂的建立，电真正进入了实用阶段。
火力发电时钟在所有的电能中占最大的比重，按照热力学原理，用不断提高蒸气温度和压力的途径来提高蒸气的热效率。
水电的发展是水能开发的结果。
近二三十年来，由于超高压输电技术和水轮发电机制造水平的提高，水电厂的建设规模越来越大。
核电的发展经历了三各阶段：50年代中期到60年代初为试验阶段，这一阶段主要是反应堆选型。
第二阶段（1961－1968年），核电的经济性可以与常规火电竞争，进入商业实用阶段。
1969年后，核电进入工业推广阶段。
发电技术的发展促进了输电技术的发展。
第一次高压输电技术出现与1882年，德普勒用装在米斯巴赫煤矿德功率为3HP德直流发电机，以1500－2000V电压，沿57KM的电报线（直径为4.5MM的钢线），把电能输送到慕尼黑国际博览会，供电给一台电动机，使装饰喷泉的水转动。
这个输电系统虽小，却可以认为是世界上第一个电力系统。
早期采用的是直流输电，要提高效率，必须提高电压，可是高压直流发电机和电动机的制造面临难以解决的困难。
进入19世纪80年代以后，随着电力变压器的实际应用，昔日直流技术的地位受到交流的挑战，并被其代替。
最早形成的交流电力系统出现在伦敦。
为了减少线路的功率损失，提高输电电压是一个有效的方法。
因此输电技术的发展，始终伴随输电电压的不断提高。
随着大容量水电厂、矿口火电厂和核电厂的建设，从50年代开始，330KV及以上超高压输电线路得到了很快的发展。
1969年，美国第一条765KM长的线路投入运行；前苏联哈萨克的埃基巴撕图兹火电厂至乌拉尔的1150KV特高压输电线已投入运行，线路长1300KM，开创了输电电压的新纪录。
由于交流输电在海底电缆送电，运行稳定性等方面的局限性，直流输电在30年代又东山再起，在50年代中期进入工业应用阶段。
这时已不用原来的直流发电机，而是在始端将交流整流为直流，在终端又将直流逆变为交流。
大型发电厂的建设和高压输电线路的架设使电力系统的规模也日益扩大。
初期发展的分散的、孤立的小系统逐渐发展，合并成统一的或联合大系统。
这些系统有的甚至跨越国界和州界，如原苏联统一电力系统与部分欧亚国家的电力系统互联，这些国家包括波兰、捷克。
保加利亚、罗马尼亚、德国、匈牙利、蒙古、苏兰，挪威、土耳其、希腊等。
这个电力系统横跨欧亚大陆，跨越距离东西7000KM，南北3000KM，使目前世界上最大的联合电力系统。
电力系统大发展还体现在自动化水平的提高。
目前世界上已有约300个装备有电子计算机的电力系统监视和控制中心，它们具有对系统进行自动监视、安全分析和安全控制，实行经济调度和调度员培训等功能，保证了系统运行的安全性和经济性。
1882年7月26日，我国第一座火电厂开始发电，这是由英国人在上海投资兴办的，机组容量12KM。
