导纳矩阵课程设计

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1、南昌工程学院本科课程设计第一章引言导纳矩阵计算是电力系统分析最基本的计算。除它自身的重要作用之外，在《电力系统分析综合程序》(PSASP)中，还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。对规划中的电力系统，通过计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，

2、以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。1.1课程设计目的与要求1.1.1设计目的1.掌握电力系统潮流计算导纳矩阵的基本原理；2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB语言或C语言或C++语言）；3.采用计算机语言对潮流计算导纳矩阵进行计算机编程。1.1.2设计要求1.程序源代码；2.给定题目的输入，输出文件；3.程序说明；4.给定系统的程序计算过程；5.给定系统的手算过程（至少迭代2次）。1.2设计内容1.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；2.赋予各节点电压变量（直

3、角坐标系形式）初值后，求解不平衡量；3.形成雅可比矩阵；4.求解修正量后，重新修改初值，从2开始重新循环计算；5.求解的电压变量达到所要求的精度时，再计算各支路功率分布、功率损耗和平衡节点功率；6.上机编程调试；7.计算分析给定系统导纳矩阵分析并与手工计算结果做比较分析；8.书写课程设计说明书，准备答辩。1南昌工程学院本科课程设计第二章导纳矩阵计算概述2.1导纳矩阵计算简介电力系统潮流导纳矩阵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：

4、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的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，电力系统的潮流计算也是计算机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和重要和基础的计算。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。利用电子数字计算机进行潮流计算从50年代中期就已经开始了。在这20年内

5、，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以下几点：（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。2.2导纳矩阵计算的意义(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

6、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、变压器热稳定要求及电压质量要求。(4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。1南昌工程学院本科课程设计第三章导纳矩阵设计题目3.1导纳矩阵计算题目表3-1在100MVA的基础上6条母线的系统图支路母线节点电阻电抗比率1120.0000.3001.02

7、52140.0970.4073160.1230.5184250.2820.6405350.7231.0506430.0000.1331.1007460.0800.37055.0+j13.050.0+j5.030.0+j18.0P5=50.16125431.1:11.025:1图3-1系统图该系统图是一个6节点，7支路的电力网络，通过手工计算和计算机计算得到该系统图的导纳矩阵，计算结果进行比较，观察两次运算结果是否一样。3南昌工程学院本科课程设计3.2对课题的分析及求解思路此电力系统是一个6节点，7支路

8、的电力网络。综合比较牛顿拉夫逊法（直角坐标、极坐标）、PQ分解法等多种求解方法的特点，最后确定采用牛顿拉夫逊法（极坐标）。因为此方法所需解的方程组最少。通过对本课程设计的理解分析，将整个系统的简化图分析如图3-2：图3-2系统简化图3南昌工程学院本科课程设计第四章导纳矩阵计算算法及手工计算4.1节点电压方程在电路中我们学过利用节点电压方程求解某几条支路的电流，现以下图4-1与图4-2为例推导节点电压方程组。图4-1节点电压法为例图4-2用电流源代替电压源