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1、WORD格式可编辑第一章课程设计概述1.1设计目的1.掌握电力系统潮流计算的基本原理和电力系统运行方式的变化;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进行计算机编程计算。1.2设计要求1.程序源代码;2.选定算例的输入,输出文件;3.程序说明;4.选定算例的程序计算过程;5.选定算例的手算过程(至少迭代2次)(可选)。1.3设计题目高压输电网潮流的计算机算法程序设计1.4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
2、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;连调;7.计算分析给定系统潮流分析并与手工计算结果作比较分析。专业知识整理分享WORD格式可编辑8.准备计算机演示答辩,书写该课程设计说明书(必须计算机打印)。1.5设计时间2012年春季第17周至第18周第二章设计思路采用牛-拉夫逊法是一种数值迭代算法,是求解大型非线性方程组的最常用、最有效的方法之一。本次设计的思路就是采用牛-拉夫逊法运用matlab编制程序完成对某一输电网算例的潮流计算和分析。在编程计算之前先定下几点原则。1、网络采用标幺值;
3、2、负荷为恒定负荷;3、向母线注入的功率或电流取“正”号,负荷向母线吸收的功率或电流取“负”号;4、线路和变压器采用π型等值电路。潮流计算以及编程的基本步骤:1、根据潮流计算的知识确定程序流程2、根据需要计算的输电网参数形成数据文件。3、输电网节点的编号。4、形成节点导纳矩阵。5、形成雅可比矩阵,求解各偏差量。6、得到新值后再次迭代最终算出各节点电压。7、计算平衡节点的功率、线路功率以及线路损耗。专业知识整理分享WORD格式可编辑2.1定义计算所用的系统变量程序的具体实现由GeneralInfo.h和GeneralInfo.cpp完成。具体定义的系统变量如下所示:内容变量名称类型说明系统信息
4、m_SystemInfoSystemInfo结构体中的变量详细见GeneralInfo.h一般线路信息*m_LineInfoLineInfo变压器支路信息*m_TransformerInfoTransformerInfo节点信息*m_BusInfoBusInfo2.2读入原始数据信息程序具体实现由ReadData.h和CReadData.cpp完成。其中,完成这一功能的实体函数是CReadData类中的Read(char*)函数,传递的形参为原始数据文件名。2.3节点优化编号程序具体实现由NodeOptimize.h和NodeOptimize.cpp完成。程序中实现了静态优化编号、半动态优化
5、编号和动态优化编号三种优化编号方式。节点优化编号完成后,将一般支路的端点号、变压器支路的端点号和节点编号进行调整,使原始的节点号更新为新的节点编号,并且将节点信息数组按照新的节点编号大小重新排列,即使其数组下标和节点编号对应,方便在以后的计算中读取节点信息。专业知识整理分享WORD格式可编辑2.4形成导纳矩阵对节点导纳矩阵的形成是分为几种情况讨论的,读取原始数据,可以得到:Zt=R+jX;Yt=1/Zt;Ym=G+jB/2;设导纳矩阵为Y,开始设Y=0普通线路(k=0,j不等于0)Y(J,J)=Y(J,J)+Yt+Ym;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt;Y(J,I)=Y(I,J);2)对于对
6、地支路:k=0,j=0Y(I,I)=Y(I,I)+Ym;3)变压器支路(K>0,非标准变比在j侧)Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt/K/K;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt/K;Y(J,I)=Y(I,J);专业知识整理分享WORD格式可编辑4)变压器支路(k<0,非标准变比在i侧)Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+K*K*Yt;Y(I,J)=Y(I,J)-K*Yt;Y(J,I)=Y(I,J);形成导纳阵之后,得到了导纳阵的上三角非零元素,对角元素,上三角非零元素的行首地址和列号。2.5形成修正方程程序具体实现由Jaco
7、bi.h和Jacobi.cpp完成。在程序中对修正方程式采取了按节点边形成边消去的过程,在形成雅克比矩阵元素的同时积累常数项,减少了迭代过程中的运算量。这个功能主要是由Jacobi类中FormJacobi()和FormFactorTable(int)函数完成的。对于雅可比矩阵的形成一般分为两步。专业知识整理分享WORD格式可编辑对于线性方程组求解,我们采用高斯选列主元消去法,在求出所有节点电压和相角之后,可以