摘 要
本文，首先简单介绍了基于在MALAB中行潮流计算的原理、意义，然后用具体的实例，简单介绍了如何利用MALAB去进行电力系统中的潮流计算。 众所周知，电力系统潮流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：各线的电压、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地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，在进行电力系统静态及暂态稳定计算时，要利用潮流计算的结果作为其计算的基础；一些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算作配合；潮流计算往往成为上述计算程序的一个重要组成部分。以上这些，主要是在系统规划设计及运行方式安排中的应用，属于离线计算范畴。
牛顿－拉夫逊法在电力系统潮流计算的常用算法之一，它收敛性好，迭代次数少。本文介绍了电力系统潮流计算机辅助分析的基本知识及潮流计算牛顿－拉夫逊法，最后介绍了利用MTALAB程序运行的结果。
关键词：电力系统潮流计算，牛顿－拉夫逊法，MATLAB
I
ABSTRACT
This article first introduces the flow calculation based on the principle of MALAB
Bank of China, meaning, and then use specific examples, a brief introduction, how to use MALAB to the flow calculation in power systems.
As we all know, is the study of power flow calculation of power system steady-state operation of a calculation, which according to the given operating conditions and system wiring the entire power system to determine the operational status of each part: the bus voltage flowing through the components power, system power loss and so on. In power system planning power system design and operation mode of the current study, are required to quantitatively calculated using the trend analysis and comparison of the program or run mode power supply reasonable, reliability and economy.
In addition, during the power system static and transient stability calculation, the results of calculation to take advantage of the trend as its basis of calculation; number of fault analysis and optimization also requires a corresponding flow calculation for cooperation; power flow calculation program often become the an important part. These, mainly in the way of system design and operation arrangements in the application areas are off-line calculation.
Newton - Raphson power flow calculation in power system is one commonly used method, it is good convergence of the iteration number of small, introduce the trend of computer-aided power system analysis of the basic knowledge and power flow Newton - Raphson method, introduced by the last matlab run results.
Keywords：power system flow calculation, Newton – Raphson method, matlab
II
目 录
1 绪 论 ............................................................. 1 1.1 课题背景 ...................................................... 1 1.2 电力系统潮流计算的意义 ........................................ 2 1.3 电力系统潮流计算的发展 ........................................ 2 1.4 潮流计算的发展趋势 ............................................ 4 2 潮流计算的数学模型 ................................................ 5 2.1 电力线路的数学模型及其应用 .................................... 5 2.2 等值双绕组变压器模型及其应用 .................................. 6 2.3 电力网络的数学模型 ............................................ 8 2.4 节点导纳矩阵 .................................................. 9 2.4.1 节点导纳矩阵的形成 ......................................... 9 2.4.2 节点导纳矩阵的修改 ........................................ 10 2.5 潮流计算节点的类型 ........................................... 11 2.6 节点功率方程 ................................................. 12 2·7 潮流计算的约束条件 ........................................... 13 3 牛顿－拉夫逊法潮流计算基本原理 ................................... 14 3.1 牛顿-拉夫逊法的基本原理 ...................................... 14 3.2 牛顿-拉夫逊法潮流计算的修正方程 .............................. 17 3.3 潮流计算的基本特点 ........................................... 20 3.4 节点功率方程 ................................................. 21 4牛顿－拉夫逊法分解潮流程序 ........................................ 22 4·1 牛顿－拉夫逊法分解潮流程序原理总框图 ......................... 22 4.2 形成节点导纳矩阵程序框图及代码 ............................... 23 4.2。1 形成节点导纳矩阵程序框图 .................................. 23 4.2.2 形成节点导纳矩阵的程序代码 ................................ 24 4·3 雅克比矩阵求取的程序框图及代码 ............................... 25 4·3·1 形成节点导纳矩阵程序框图 .................................. 25 4·3·2 形成雅克比矩阵程序的代码 .................................. 25
III
4·4 求取Df、De的程序框图及代码 .................................. 28 4·4·1 求取Df、De的程序框图 ..................................... 28 4·4·2 求取Df、De的程序代码 ..................................... 28 5 实例与分析 ....................................................... 29 5.1 一个6节点算例 .............................................. 29 5·2 根据算例输入相应节点的线路参数 .............................. 31 5.3 算例运行 .................................................... 33 5.3.1 原始数据的输入 ............................................ 33 5.3.2 原始数据输入程序段 ........................................ 34 5.3.3 导纳矩阵的形成 ............................................ 35 5.3.4 导纳矩阵Y为 .............................................. 36 5.3.5 雅克比矩阵J（k=0） ....................................... 36 5.3.6 算例运行结果输出程序段 .................................... 36 5.3.7 算例运行结果输出 .......................................... 38 5.4 潮流计算GUI界面 ............................................. 40 全文总结 ........................................................... 45 参考文献 ........................................................... 46 致谢 ............................................................... 47 附录A 潮流计算程序 ................................................. 48 附录B“清除数据”按钮回调函数 ...................................... 57 附录C“关闭”按钮回调函数 .......................................... 58
IV
河南城建学院本科毕业设计（论文） 1 绪论 1 绪 论
1.1 课题背景
潮流计算是研究电力系统的一种最基本和最重要的计算，最初，电力系统潮流计算是通过人工手算的，后来为了适应电力系统日益发展的需要，采用了交流计算台。随着电子数字计算机的出现，1956年Ward等人编制了实际可行的计算机潮流计算程序。这样，就为日趋复杂的大规模电力系统提供了极其有利的计算手段。经过几十年的时间，电力系统潮流计算已经发展的十分成熟。潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，是根据给定的运行的条件及系统接线情况确定整个电力系统各个部分运行的状态，如各母线的电压、各元件中流过的电流、系统的功率损耗等等。电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。在电力系统规划设计和现有电力系统运行的方式研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。 电力系统潮流计算分为离线计算和在线计算，离线计算主要用于系统规划设计、安排系统的运行方式，在线计算则用于运算中系统的实时监测和实施控制。两种计算的原理在本质上是相同的。
实际电力系统的潮流技术主要采用牛顿－拉夫逊法。牛顿－拉夫逊法早在50年代末就已应用于求解电力系统潮流问题，但作为一种适用的、有竞争力的电力系统潮流计算方法，则是在应用了稀疏矩阵技巧和高斯消元法求修正方程式以后。牛顿－拉夫逊法是求解非线性代数方程有效的迭代计算，本设计就是采用牛顿－拉夫逊法计算电力系统潮流的。
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牛顿拉夫逊法潮流计算-牛顿拉夫逊法
