广东工业大学电力系统分析优秀课程设计

广东工业大学华立学院 课 程 设 计（论文）
课程名称
电力系统课程设计
题目名称复杂网络 N-R 法潮流分析与计算的设计 学生学部（系） 专业班级 学 号 电气工程系 11 电气工程及其自动化（2）班 12031102010 邓伟东 罗洪霞
学生姓名 指导教师
20业大学华立学院 课程设计（论文）任务书
1. 2. 3. 4. 运用某种语言（C 语言或 Matlab 语言等），给出程序源代码和程序说明； 给定题目的输入输出文件； 给出程序的计算过程； 以某一系统为例，给出程序的手算过程（至少迭代 2 次）。
三、课程设计（论文）应完成的工作
1. 2. 3. 按照格式规范，独立完成课程设计说明书的撰写； 完成潮流计算程序的编写和调试； 完成潮流计算的手算过程。
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1.设计目的与要求
1.1 设计目的 1. 掌握电力系统潮流计算的基本原理； 2. 潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算， 他的任务是对给定运行条件确定系统运 行状态，如各母线上的电压（幅值及相角） 、网络中的功率分布及功率损耗等。具体表现在以 下方面： (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。
发出任务书日期： 2014 年 6 月 3 日 计划完成日期： 2014 年 6 月 10 日
指导教师签名： 教学单位责任人签章：
摘
要
关键词： 电力系统
潮流计算
牛顿—拉夫逊算法
在如今的社会，电力已经成为人们必不可少的需求，而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。 电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。 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。 电力系统稳态分析包括潮流计算（或潮流分析)和静态安全分析。潮流计算针对电力革统 各正常运行方式，而静态安全分析则要研究各种运行方式下个别系统元件退出运行后系统的 状况。其目的是校验系统是否能安全运行，即是否有过负荷的元件或电压过低的母线等。原 则上讲，静态安全分析也可 U 用潮流计算来代替。但是一般静态安全分析需要校验的状态数
题目名称 学生学部（系） 专业班级
复杂网络 N-R 法潮流分析与计算的设计 机械电气学部电气工程系 11 电气工程及其自动化（2 ）班
姓 学
名 号
邓伟东 12031102010
一、课程设计（论文）的内容
1. 2. 3. 4. 5. 掌握潮流计算的基本原理 根据电力系统网络推导电力网络数学模型，写出节点导纳矩阵； 赋予各节点电压变量初值后，求解不平衡量； 形成雅克比矩阵；
目录 .
摘 要...........................................................................................................................................................................4 1.设计目的与要求....................................................................................................................................................... 6 1.1 设计目的....................................................................................................................................................... 6 1.2 设计要求........................................................................................................................................................ 7 1.3 设计题目....................................................................................................................................................... 7 2.题目解析................................................................................................................................................................... 8 2.1 设计思路........................................................................................................................................................ 8 2.2 基本公式和变量分类.................................................................................................................................... 9 2.3 电力系统潮流计算计算结果...................................................................................................................... 11 3.程序设计................................................................................................................................................................. 13 3.1 MATLAB 编程说明及元件描述.................................................................................................................13 3.2 潮流计算流程图.......................................................................................................................................... 14 4.实验结论................................................................................................................................................................. 18 参考文献.................................................................................................................................................................... 18
2.2 基本公式和变量分类 （1）.节点电压 U 和节点导纳矩阵 Y。 （2） .变量分类。 在潮流问题中， 任何复杂的电力网和电力系统都可以归结为以下元件 （参 数）组成。 1）.发电机（注入电流或功率） 。 2）.负载（负的注入电流或功率） 。 3）.输电线支路（电抗、电阻） 。 4）.变压器支路（电阻、电抗、变化） 。 5）.变压器对地支路（导纳和感纳，本例中忽略） 。 6）.母线上的对地支路（阻抗或导纳，本例中忽略） 。 7）.线路上的对地支路（一般为线路电容导纳） 。 （3）.节点功率方程。有节点电压方程展开节点功率方程，此为电力系统的潮流方程的 一般形式：
[1] 于永源，杨绮雯.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社，2007 [2] 孟祥萍.电力系统分析[M].北京：高等教育出版社，2005 [3] 何仰赞. 电力系统分析[M].武汉：华中理工大学出版社，2002 [4] 周开利，邓春晖.Matlab 基础及其应用教程[M].北京：北京大学出版社，2007 [5] 谭浩强.C 语言程序设计[M].北京：清华大学出版社，2005 等等
非常多，用严格的潮流计算来分析这些状态往往计算量过大，因此不得不寻求一些特殊的算 法以满足要求。 潮流计算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。将牛顿法用于潮流计算是以导 纳矩阵为基础的，由于利用了导纳矩阵的对称性、稀疏性及节点编号顺序优化等技巧，使牛 顿法在收敛性、占用内存、计算速度等方面都达到了一定的要求。 . . . . . . . . . . .