基于高斯-赛德尔法的电力系统潮流计算

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1、基于高斯-赛德尔法的电力系统潮流计算目录1绪论31.1研究背景和意义31.2研宂现状31.3本文主要工作41.4本文的组织结构42基本原理概述52.1电力系统潮流计算概述52.2节点导纳矩阵概述52.2.1不定导纳矩阵概述52.2.2导纳矩阵概述62.3高斯迭代法概述62.4高斯-赛徳尔迭代法概述82.4.1高斯-赛德尔迭代法的基本原理概述82.4.2高斯-赛德尔迭代法的讨论83鋼姗93.1实例描述93.2模型建立104仿真计算与结果124.1案例程序流程图124.2宠例程序134.3运行步骤与程序结果194.4结果分析225总结与展望235.1工作总结235.2工作展望24参考

2、献251绪论1.1研宄背景和意义电力系统潮流计算，是通过电网的具体结构，网络参数和既定的负荷，以及其他条件，根据电力系统中的一些基本公式，来对电力系统各部分稳态运行状态量进行计算的方式。潮流计算在电力系统规划设计以及运行方式分析、电力系统故障计算、安全性分析、继电保护鉴定中有着重要的作用。是研究电力系统必不可少的工具。利用潮流计算，可以明确电压水平情况，功率分布情况，电力损耗及运行经济性等情况，从而能够比较合理设计电源容量以及接入方式，合理的设计网络结构，合理的设计无功补偿方案，满足规划条件的要求。因此电力潮流计算在电力系统设计规划和当前运行方式的分析研宄中，具有非常重要的意义。

3、1.2研宄现状随着电子计算机的飞速发展，从20世纪50年代开始，人们开始使用计算机来进行潮流计算。最初在计算机上使用的潮流计算方法是内存使用少但是收敛性差的高斯迭代法，后来，人们对该方法进行改进，得出了高斯一赛德尔迭代法。这种方法又细分为导纳矩阵迭代法和阻抗矩阵迭代法。导纳矩阵迭代法是以节点导纳矩阵为基础建立的赛德尔迭代格式，阻抗矩阵迭代法是以节点阻扰矩阵为基础建立的赛德尔迭代格式。高斯一赛德尔迭代法是用于数学求解线性或非线性方程的常用迭代方法牛顿-拉夫逊方法是解决非线性代数方程的基本方法，并且也己应用在潮流计算中。在20世纪60年代中后期，系数矩阵技术和数字优化技术的发展进一步

4、提高了牛顿-拉夫森的规模和计算效率，并且其仍然是广泛应用于潮流计算的优秀算法。1.3本文主要工作本文的主要工作有：选取实例，利用高斯迭代法和高斯-赛德尔迭代法这两种算法和matlab仿真软件对选取实例进行计算和分析，并将计算结果通过数值和图像的方法进行直观的比较。经过分析和讨论得出结果，加深对高斯-赛德尔迭代法的理解以及熟练对所学知识的使用本篇论文由五部分构成，每一部分的内容分别为：第一章，绪论。本章主要介绍了潮流计算的概念，研宄背景和意义，发展历程等。第二章，基本原理概述。本章针对本文选取的高斯迭代法和高斯-赛德尔迭代法两种方法的基本原理以及基本计算理论进行介绍，本章同时为后续

5、的程序设计和计算打下基础。第三章，实例分析。本章选取了实际例子，进行深入的探讨和分析，为后续的仿真计算打下基础。第四章，仿真计算与结果。本章对上一章选取的实例进行程序分析，程序框架构建和程序编写，使用matlab软件进行仿真计算，分别使用高斯迭代法和高斯-赛徳尔迭代法对案例进行计算和比较，同吋分析计算步骤和计算结果，通过数据和曲线图来比较两种方法的优劣。第五章，总结与展望。本章是对论文的主要工作和理论做出的总结整理，同时对以后的工作做了更深入的分析和展望。2基本原理概述2.1电力系统潮流计算概述电力系统潮流计算是一种关于系统稳态运行情况的基本电气类运算。它是通过网络结果和运行条件

6、来计算和分析整个系统的运行状态，如母线电压，功率分布和功率损耗等等。其目的就是通过数值仿真的方法将电力系统的详细运行状态呈献给工作人员，以便工作人员通过数据来进行调整和研究。潮流计算是电力系统分析中非常基本也是非常重要的计算，具有非常重要的意义。由于电力系统潮流计算对电力系统的重耍性和特殊性，人们对它的计算方法有比较高的要求：1.收敛性要可靠，对于不同的情况下不同的系统都要能收敛；2.对系统资源使用少，计算速度快。3.计算方式灵活，便于调试和修改，容易使用和操作。2.2节点导纳矩阵概述2.2.1不定导纳矩阵概述假设联通的电力网络的节点个数为N，大地也作为节点且不包括在内。网络中有

7、b条支路，其中包括接地支路。若将地节点增广进来，则使得电网的(N+l)Xb阶节点支路的关联矩阵AO,b阶支路导纳矩阵是yb，将(N+l)X(N+1)阶节点导纳矩阵Y0定义为(2-1)同时其网络方程为2.2.2导纳矩阵概述yovo=/(2-2)将电压参考点选为地节点，将参考点电位设为零，并且它排在第N+1位，这样就可将节点不定导纳矩阵表示的网络方程写为如下的形式:Yy0ylyj(2-3)展开后有YV=I(2-4)y0Tv=i0(2-5)其中，式(2-5)中Y表示的是NXN阶矩阵，1