毕业论文-潮流计算

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1、毕业设计•目录目录一、电力系统潮流计算概述1二、节点导纳矩阵11.节点导纳矩阵及其各元素的物理意义12.节点导纳矩阵的特点13.算法推导23.1励磁支路23.2线路支路23.3变压器支路34.程序实现方法和技巧34.1变量说明34.2支路参数设置技巧45.程序框图56.矩阵输出格式控制6三、潮流计算的原理及实现方法61.牛顿—拉夫逊法（直角、极坐标）61.1牛顿—拉夫逊法简介61.2算法推导8a.直角坐标8b.极坐标111.3程序实现方法和技巧121.4直角坐标和极坐标的比较131.5程序框图142.高斯—塞得尔法152.1

2、高斯—塞得尔法简介152.2算法推导152.3程序框图173.P-Q分解法183.1P-Q分解法简介183.2算法推导183.3程序框图214.节点功率、功率分布及网损计算224.1节点功率224.2支路功率22a.变压器支路23b.线路支路24-ii-毕业设计•目录c.励磁支路244.3网络损耗24四、主程序结构图25五、程序清单26六、程序计算实例471.实例内容472.程序初值483.运行结果483.1节点导纳矩阵483.2牛顿极坐标493.3牛顿直角坐标493.4高斯塞得尔503.5P-Q分解法514.运行界面52七

3、、毕业设计的成果、经验和不足561.程序设计的优点562.程序中的不足563.毕业设计成果574.毕业设计体会57参考书目58-ii-毕业设计•电力系统潮流计算电力系统潮流计算一、电力系统潮流计算概述潮流计算是电力系统中最基本的计算，它在给定电网结构、参数及决定电力系统运行状态的边界条件的情况下，通过计算来确定电力系统的运行状态。如各母线上的电压（幅值和相角）、网络中的功率分布及功率损耗等。潮流计算是电力系统运行、规划、以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁瞬时过程和机电瞬时过程分析的基础和出发点。潮流计算一般分为

4、在线计算和离线计算。在这里主要是进行离线潮流计算的问题。潮流计算的方法通常有阻抗法和导纳法。随着计算机的应用发展，采用稀疏矩阵技术和节点优化编号技术使牛顿－拉夫逊法得到了非常广泛的应用，成为潮流计算中广泛采用的优秀算法。导纳法也就因其稀疏性的特点逐步取代了阻抗法。70年代中期，Stott在大量实践的基础上提出了快速分解潮流计算方法（P_Q分解法），使潮流计算在内存容量和计算速度上得到了大大的提高，可用于在线计算，是目前最常用的一种方法。二、节点导纳矩阵1.节点导纳矩阵及其各元素的物理意义由欧姆定律可知：，也即，其中系数矩阵Y

5、即称为节点导纳矩阵。对于n个节点的电力网络来说，方程组的系数矩阵：（2-1）显然可知其中各元素的物理意义：a.导纳矩阵中第i列对角元素Yii，即节点i的自导纳，在数值上等于节点i加单位电压，其它节点都接地时，节点i向电力网络注入的电流。b.导纳矩阵中第i列非对角元素Yij，即节点i与节点j间的互导纳，在数值上等于节点i加单位电压，其它节点都接地时，节点j向电力网络注入的电流。2.节点导纳矩阵的特点（1）导纳矩阵是稀疏矩阵，矩阵的阶数等于电力网的节点数。（2）各行非对角元素的个数等于对应节点所连的不接地支路数。-58-毕业设计

6、•电力系统潮流计算（1）导纳矩阵是一个对称的方阵，非对角元素Yij=Yji。（2）对角线元素即自导纳等于i节点所有支路导纳值的总和，即Yii=∑yii。（3）非对角线元素即互导纳等于i、j节点间支路导纳的负值，即Yij=-yij。1.算法推导电力网中常见的有三种类型的支路：励磁支路、线路支路、变压器支路。在节点导纳矩阵程序中，采用逐条支路追加法。而对于各种支路处理方法略有不同，下面就分别作以推导。1.1励磁支路如图1所示，励磁支路的另一节点是接地点0，因此当追加励磁支路时，只需要修正节点i的自导纳。（2-2）1.2线路支路如

7、图2所示，当追加线路支路时，节点i、节点j的自导纳以及它们之间的互导纳都需要修改。（2-3）（2-4）（2-5）图1励磁支路图2线路支路-58-毕业设计•电力系统潮流计算1.1变压器支路变压器一共有四种模型，在这里采用如图3所示的模型，而其它的三种情况均可以化作此模型（详见后一节）。对于图3的模型，有：（2-6）（2-7）（2-8）化简后：（2-9）（2-10）图3变压器支路2.程序实现方法和技巧2.1变量说明YG、YB分别存放节点导纳矩阵的实部和虚部；m存放循环数；（i、j、r、x、k）存放支路参数i、j分别存放支路的节点

8、号，如果是接地点则存为0；r、x分别存放支路参数的实部和虚部；-58-毕业设计•电力系统潮流计算k存放变比（变压器支路）或接地容纳（线路支路）；1.1支路参数设置技巧（1）如何区别支路类型当其为励磁支路时，令接地端的节点号为0，这样判断就是励磁支路；当其为变压器支路时，令靠近变压器的一端为