潮流计算论文 (1)
电力系统课程设计论文
——潮流计算
学院：电气工程学院
专业：电气工程及其自动化
班级：电自0000
姓名：00
学号：**********
电力系统课程设计论文——潮流计算
内容摘要：潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值和相角），各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。
潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。运用电子计算机计算一般要完成以下几个步骤：建立数学模型，确定解算方法，制订计算流程，编制计算程序。
这次课程设计主要是给定网络地理接线图和各元件电气接线关系，以及各个变电所的负荷以及对个别节点的电压和功率的要求，需要我们画出等效电路图，在计算出各元件参数的基础上，运用牛顿---拉夫逊法, 运用MATLAB软件进行潮流计算，对给定题目进行分析计算，再应用DDRTS软件，构建系统图进行仿真，利用DDRTS软件绘制系统图，进行同样过程的潮流分析，并与MATLAB计算结果进行比较。两种结果比较接近，符合要求，最终得到合理的系统潮流。通过调节各变压器的非标准变比，求解出符合题中要求的各个节点电压，各元件流过的功率以及各条支路的功率损耗等参数。
本次课程设计用到的知识：
1．电力系统潮流计算的基本概念,对电力系统、网络的构成，网络的已知参量以及网络需要求解的未知量等有基本的了解，了解电网各母线类型。
2. 方程和导纳矩阵的形成,掌握网络的基本方程式，非标准变比变压器的模拟实验方
法及导纳矩阵的形成。
3．线性代数方程组的解算方法：高斯消去法.
4．电力系统潮流求解算法：了解用于电力系统潮流计算的牛顿—拉夫逊法，及实现框图。
5．实验（上机）内容
（1）学会形成导纳阵
（2）学会形成B1阵B2阵
（3）学会用Matlab调试程序
（4）学会由结果分析问题
关键词：牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）变压器及非标准变比无功调节潮流计算 Matlab
目录
一、电力系统潮流计算以及变量的概述
·变量分类…………………………………………………………………………………·节点控制…………………………………………………………………………………
二、题目原始资料
三、课程设计内容及要求
·课程设计基本内容………………………………………………………………………·课程设计成品基本要求…………………………………………………………………
四、解题主要思路
·网络等值电路……………………………………………………………………………·参数计算…………………………………………………………………………………·等值电路…………………………………………………………………………………·形成B1、B2矩阵…………………………………………………………………………·修改程序…………………………………………………………………………………·运行调试…………………………………………………………………………………·DDRTS软件仿真……………………………………………………………………………
五、潮流的计算
·牛顿–拉夫逊潮流计算法的求解过程…………………………………………………·牛顿–拉夫逊潮流计算法的计算框图…………………………………………………
六、改变负荷进行潮流计算
·4个变电所的负荷同时以2%的比例增大…………………………………………………·四个变电所负荷同时减小2%……………………………………………………………·1、4降2%，2、3增2%………………………………………………………………………
七、改变网络结构进行潮流计算
·断开环网中的1、5回线…………………………………………………………………·断开环网中的1、6回线…………………………………………………………………·断开环网中的5、6回线…………………………………………………………………
九、设计心得
·损耗分析……………………………………………………………………………………
八、设计心得
·我的收获…………………………………………………………………………………
九、参考文献
十、附录——程序清单
一、电力系统潮流计算以及变量的概述
在电力系统的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化。要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的，因此系统运行中个节点出现电压的偏移是不可避免的。为了保证电力系统的稳定运行，要进行潮流调节。
广义的潮流计算给定的变量可以是四个变量中的任意组合，共有十五种节点类型，此外四个变量都不给定也是一种节点，故可能是十六种类型，为了适应联络线功率给定的要求，广义潮流还考虑将线路的有功功率给定及五功功率的给定作为潮流平衡方程式。本次课程设计主要应用拉牛顿——拉夫逊潮流计算。
变量的分类：
扰动变量：负荷消耗的有功、无功功率—1L P 、1L Q 、2L P 、2L Q
控制变量：电源发出的有功、无功功率——1G P 、1G Q 、2G P 、2G Q
状态变量：母线或节点的电压大小和相位——1U 、2U 、1δ、2δ
在这十二个变量中，负荷消耗的有功和无功功率无法控制，因它们取决于用户，它们就称为不可控变量或是扰动变量。电源发出的有功无功功率是可以控制的自变量，因此它们就称为控制变量。母线或节点电压的大小和相位角——是受控制变量控制的因变量。
为了保证系统的正常运行必须满足以下的约束条件：①m in Gi P ＜Gi P ＜max Gi P min Gi Q ＜Gi Q ＜max Gi Q ；②min i U ＜i U ＜m ax i U ；③∣i δ—j δ∣
m in <∣i δ—j δ∣< ∣i
δ—j δ∣max
节点的分类：
⑴ 第一类称PQ 节点。等值负荷功率Li P 、Li Q 和等值电源功率Gi P 、Gi Q 是给定的，从而注入功率i P 、是给定的，待求的则是节点电压的大小和相位角i δ。属于这类节点的有按给定有功、无功率发电的发电厂母线和没有其他电源的变电所母线； ⑵ 第二类称PV 节点。等值负荷和等值电源的有功功率Li P 、 Gi P 是给定的，从而
注入有功功率i P 、i Q 是给定的。等值负荷的无功功率Li Q 和节点电压的大小 i U 也
是给定的。待求的则是等值电源的无功功率Gi Q ，从而注入无功功率i Q 和节点电压的相位角i δ。有一定无功功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线都可以作为PV 节点；
⑶ 第三类平衡节点。潮流计算时一般只设一个平衡节点。等值负荷功率Gi P 、Gi Q 是给定的，节点电压的大小和相位也是给定的。担任调整系统频率任务的发电厂母线往
往被选作为平衡节点。
为保证电力系统的稳定运行，对电压实现如下的管理和控制：
1. 为了保证电力系统静态与暂态的稳定运行以及变压器带负荷调压分接头的运行范围和厂用电，系统的运行电压必须大于某一最低值。
2. 在正常运行时，必须具有规定的无功功率储备，以保证事故后系统最低电压大于规定的最低值，防止出现电压崩溃事故和同步稳定性破坏。
3. 保持系统电压低于规定的最大数值，以适应电力设备的绝缘水平和避免变压器过饱和，并向用户提供合理的最高水平电压。
4. 在上述制约条件下，尽可能减少网络的有功功率损耗，以取得经济效益。
电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。系统中各种无功电源的无功功率输出应满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的要求，否则电压就回偏离额定值。所以在必要的时候要对无功功率进行调节。为了实现超高压电网的电压控制，需要在网络中的适当地点装设一定数量的无功补偿设备。这些无功补偿设备的容量，运行性能和装设地点，必须满足和适应电网控制的要求。
二、题目原始资料
系统地理接线如图所示，
线长为：1－火厂：70km 2－火厂：120km
4－火厂：80km 2－3：100km
3－水厂：60km 3－火厂：200km
均为双回线，电压为220KV，单回线路参数为：
r 1=0.085 Ω/km x
1
=0.32 Ω/km b
1
=3.5*10-6 s/km
四个变电所的负荷cosФ=0.85,年初负荷分配如下：
①70MW ②90MW ③60MW ④80MW
10KV 35KV 10KV 35KV
变压器配置：P=60MW 时，配二台50MVA变压器；每台P
K =254KW，u
k
%=14.5
P=70 MW 时，配二台63MVA变压器；每台P
K =245KW，u
k
%=12.5
P=80 MW 时，配二台63MVA变压器；每台P
K =245KW，u
k
%=12.5
P=90 MW 时，配二台75MVA变压器；每台P
K =414KW，u
k
%=16.7
要求：①、变电所的负荷为年初数值，年末最大运行方式数值应比年初数值高10％
年中最大运行方式数值应比年初数值低3％各时期最小运行方式数值应比当时的最大运行方式数值低30％
②、火电厂作为平衡节点，水电厂作为PV节点。
③、各节点电压应在U
N －1.05U
N
之间
④、水厂夏季满发P=120MW，－40 ⑤、夏季最小运行方式 三、课程设计内容及要求 课程设计基本内容： 1.对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。 2.输入各支路数据，各节点数据利用给定的程序进行在变电所在某一负荷情况 下的潮流计算，并对计算结果进行分析。 3.跟随变电所负荷按一定比例发生变化，进行潮流计算分析。 1)4个变电所的负荷同时以2%的比例增大； 2)4个变电所的负荷同时以2%的比例下降 科学技术学院毕业设计（论文）开题报告 题目：电力系统潮流分析计算机辅助设计 学科部：信息学科部 专业：电气工程及其自动化 班级：电气082班 学号：7022808070 姓名：黄义军 指导教师：刘爱国 填表日期：2011 年12 月 5 日 一、选题的依据及意义： 电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。它的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。 潮流计算经历了一个由手工, 利用交、直流计算台到应用数字电子计算机的发展过程。现在的潮流算法都以计算机的应用为前提。 利用电子计算机进行潮流计算从20世纪50年代中期就已经开始。此后，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要是围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。一般要满足四个基本要求： a)可靠收敛 b)计算速度快 c)使用方便灵活 d)内存占用量少 它们也是对潮流算法进行评价的主要依据。 在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 在用数字计算机求解电力系统潮流问题的开始阶段，人们普遍采用以节点导纳矩阵为基础的高斯-赛德尔迭代法（一下简称导纳法）[1,2]。这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机的内存量也比较小，适应当时的电子数字计算机制作水平和电力系统理论水平，于是电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为主的逐次代入法（以下简称阻抗法）[2,3]。 20世纪60年代初，数字计算机已经发展到第二代，计算机的内存和计算速度发生了很大的飞跃，从而为阻抗法的采用创造了条件。阻抗矩阵是满矩阵，阻抗法要求计算机储存表征系统接线和参数的阻抗矩阵。这就需要较大的内存量。而且阻抗法每迭代一次都要求顺次取阻抗矩阵中的每一个元素进行计算，因此，每次迭代的计算量很大。 阻抗法改善了电力系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法无法解决的一些系统的潮流计算，在当时获得了广泛的应用，曾为我国电力系统设计、运行和研究作出了很大的贡献。但是，阻抗法的主要缺点就是占用计算机的内存很大，每次迭代的计算量很大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出。为了克服阻抗法在内存和速度方面的缺点，后来发展了以阻抗矩阵为基础的分块阻抗法[3,4]。这个方法把一个大系统分割为几个小的地区系统，在计算机内只需存储各个地区系统的阻抗矩阵及它们之间的联络线的阻抗，这样不仅大幅度的节省 毕业设计（论文）基于牛顿—拉夫逊法的电力系统潮流计算 本科毕业设计（论文）任务书 （理工科类） Ⅰ、毕业设计（论文）题目： 基于牛顿拉夫逊法的电力系统潮流计算 Ⅱ、毕业设计（论文）工作内容（从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）： 电力系统的基本任务是安全、可靠、经济地为用户提供电能。而对电力系统正常运行状态的分析和计算是其中十分重要的内容。 本课题拟采用牛顿拉夫逊法进行电力系统稳态，对复杂系统的潮流计算进行全面的分析，并得出结论。 开发工具采用matlab，对具体算例建立模型并进行仿真计算，结果图表显示。开发的软件具有一定的实用性。 参考文献来源于图书馆关于电力系统稳态计算的书籍和中国期刊网中文文献。外文期刊室查阅外文文献，并详细翻译1～2篇英文文献。 Ⅲ、进度安排： 第1～6周资料翻阅，掌握计算的基本理论及matlab编程 第7～12周找好实际系统，进行计算 第13～17周编程和调试 第18～22周分析及撰写论文 第23周英文翻译 第24周准备答辩 Ⅳ、主要参考资料： 1 电力工程基础 2 电力系统稳态分析 3 中国期刊网论文 4 英文文献 5 matlab编程 指导教师：邓立华，2010 年12 月 6 日学生姓名：邹爱龙，专业年级：2007级 系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）： 系负责人签字：，年月日 摘要 电力系统的潮流计算在电力系统稳态分析和电力系统设计中有很重要的作用，潮流计算也是电力系统暂态分析的基础。潮流计算是根据给定的系统运行条件来计算系统各个部分的运行状况，主要包括电压和功率的计算。到目前为止，利用电子计算机进行电力系统的潮流计算的算法已经出现了很多，其中应用最为广泛的是基于牛顿——拉夫逊法的潮流计算方法。 在利用计算机进行电力系统的潮流计算之前，需要对网络的节点进行划分和编号，建立电力网络的数学模型，即电力系统的网络方程式。本文主要介绍了节点导纳矩阵的形成方法。在形成节点导纳矩阵之前，需要将电力网络进行等值电路的变换，其中主要包括输电线路和变压器的等值电路的变换。 由于牛顿——拉夫逊潮流计算对于初值的给定有比较高的要求。因此在进行牛顿——拉夫逊迭代计算前，先采用高斯——赛德尔迭代法产生一组比较精确的初值。本文详细介绍了高斯——赛德尔法和牛顿——拉夫逊法迭代计算的过程。其中主要内容有迭代方程式的建立，雅克比矩阵的计算，功率和电压的计算，以及在迭代过程中PV节点转化为PQ节点时的处理方法。开发工具采用Matlab 编程语言，采用读写Excel电子表格的方法进行数据的输入和输出。 本文采用一个5节点的网络进行实例分析，用Matlab开发的计算程序进行潮流计算，计算结果表明程序的算法具有良好的收敛性和实用性。 关键字：潮流计算，节点导纳矩阵，牛顿——拉夫逊，高斯——赛德尔，Matlab 摘要： 潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压，包括电压的幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗等一系列系统中的潮流数据。 潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种，牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。将N-R法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础的，由于利用了导纳矩阵的对称性，稀疏性及节点编号顺序优划等技巧，使N-R法在收敛性，占用存，计算速度等方面的优点都超过了阻抗法。 同时本文也应用了电力系统潮流计算仿真软件DDTR与利用程序计算的结果进行比较，使计算的结果更加准确。利用成形的程序对系统中出现的各种情况，例如负荷的变化以及线路上所发生的变化进行计算，并对母线上不满足围的数据进行调控，使得系统处于一个较稳定的状态。 关键词牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）潮流计算与DDRT仿真潮流计算结果分析与调控 一、问题重述（即课程设计任务书） 1、系统图如图1所示： 变电所1 变电所2 母线 电厂一 电厂二 2、发电厂资料： 母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为（300MW ），母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（100MW ），最大负荷和最小负荷分别为50MW和20MW；发电厂二总装机容量为（200MW ）。 3、变电所资料： (一)变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：35KV 10KV 35KV 10KV (二)变电所的负荷分别为： 50MW 50MW 40MW 60MW (三)每个变电所的功率因数均为cosφ=0.85； (四)变电所1和变电所3分别配有两台容量为75MVA的变压器，短路损耗 414KW，短路电压（%）=16.7；变电所2和变电所4分别配有两台容 量为63MVA的变压器，短路损耗为245KW，短路电压（%）=10.5； 4、输电线路资料： 发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为Ω .0，单位长度的电抗为Ω 0.402，单位长度的电纳为S-6 17 * 2.78。 10 通过以上给出数据得到该系统的等值电路，并通过计算比较与分析得到系统的潮流分布，再由不同的的负荷变化调控系统的潮流分布。 二、问题分析 1 毕业设计(论文) 电气与电子工程系供用电技术专业 毕业设计（论文）题目基于Matlab 的电力系统潮流仿真 计算 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期2014年 6 月10日 基于Matlab的电力系统潮流仿真计算 The Power Flow Simulation of Power System Based on MATLAB 总计毕业设计（论文）页 表格个 插图幅 摘要 潮流计算是电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护整定，安全分析的必要工具。 传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直观，难于与其他分析功能集成。网络原始数据输入工作量大且易于出错。随着计算机技术的飞速发展，MICROSOFT WINDOWS操作系统早已被大家所熟悉，其友好的图形用户界面已成为PC机的标准，而DOS操作系统下的应用程序因其界面不够友好，开发具有WINDOWS风格界面的电力系统分析软件已成为当前的主流趋势。另外，传统的程序设计方法是结构化程序设计方法，该方法基于功能分解，把整个软件工程看作是一个个对象的组合，由于对某个特定问题域来说，该对象组成基本不变，因此，这种基于对象分解方法设计的软件结构上比较稳定，易于维护和扩充。 本文介绍了图形化潮流计算软件的开发设计思想和总体结构，阐述了该软件所具备的功能和特点。结合电力系统的特点，软件采用MATLAB语言运行于WINDOWS操作系统的图形化潮流计算软件。本系统的主要特点是操作简单，图形界面直观，运行稳定.计算准确。计算中，算法做了一些改进，提高了计算速度，各个类的有效封装又使程序具有很好的模块性.可维护性和可重用性。 关键词：电力系统潮流计算；牛顿—拉夫逊法潮流计算；MATLAB 题目：电力系统潮流计算 专业：电力系统及其自动化 班级：研11级12班 学号： 2011021218 学生姓名：刘子敬 指导教师：王永丽 2012年 5 月 10 日 第1章绪论 1.1课题背景 电力是衡量一个国家经济发展的主要指标，也是反映人民生活水平的重要标志，它已成为现代工农业生产、交通运输以及城乡生活等许多方面不可或缺的能源和动力。电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。 潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法，是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。可以说，它是电力系统分析中最基本、最重要的计算，是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。是电力系统研究人员长期研究的一个课题。MATLAB自1980年问世以来，它的强大的矩阵处理功能给电力系统的分析、计算带来许多方便。在处理潮流计算时，其计算机软件的速度已无法满足大电网模拟和实时控制的仿真要求，而高效的潮流问题相关软件的研究已成为大规模电力系统仿真计算的关键。随着计算机技术的不断发展和成熟，对MATLAB 潮流计算的研究为快速、详细地解决大电网的计算问题开辟了新思路。 1.2选题意义 电力系统已经与我们的生活息息相关，不可分割。进行电力系统潮流计算是保证电力系统正常运行的必要计算。具体来讲电力系统潮流计算具有以下意义： (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。 因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。 电力系统潮流计算毕业论文 目录 一、............. 电力系统潮流计算概述 (1) 二、..................... 节点导纳矩阵 (1) 1.节点导纳矩阵及其各元素的物理意义 (1) 2.节点导纳矩阵的特点 (1) 3.算法推导 (2) 3.1 励磁支路 (2) 3.2 线路支路 (2) 3.3 变压器支路 (3) 4.程序实现方法和技巧 (3) 4.1 变量说明 (3) 4.2 支路参数设置技巧 (4) 5.程序框图 (5) 6.矩阵输出格式控制 (6) 三、......... 潮流计算的原理及实现方法 (6) 1.牛顿—拉夫逊法（直角、极坐标） (6) 1.1 牛顿—拉夫逊法简介 (6) 1.2 算法推导 (8) a. 直角坐标 (8) b. 极坐标 (11) 1.3 程序实现方法和技巧 (12) 1.4 直角坐标和极坐标的比较 (13) 1.5 程序框图 (14) 2.高斯—塞得尔法 (15) 2.1 高斯—塞得尔法简介 (15) 2.2 算法推导 (15) 2.3 程序框图 (17) 3.P-Q分解法 (18) 3.1 P-Q分解法简介 (18) 3.2 算法推导 (18) 3.3 程序框图 (21) 4.节点功率、功率分布及网损计算 (22) 4.1 节点功率 (22) 4.2 支路功率 (22) a. 变压器支路 (23) b. 线路支路 (24) c. 励磁支路 (24) 4.3 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 .. (47) 1.实例容 (47) 2.程序初值 (48) 3.运行结果 (48) 3.1 节点导纳矩阵 (48) 3.2 牛顿极坐标 (49) 3.3 牛顿直角坐标 (50) 3.4 高斯塞得尔 (51) 3.5 P-Q分解法 (51) 4.运行界面 (52) 七、....... 毕业设计的成果、经验和不足 .. (56) 毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 随着配电网的发展和升级，三相潮流计算在配电网中的应用变得愈 发重要。在这篇论文中，我们将探讨三相潮流计算的概念、原理、应用 和优点。 一、三相潮流计算的概念 三相潮流计算是一种计算三相交流电路中电压、电流和功率等参数 的方法。这种方法在配电网中被广泛应用，因为配电网是由三相系统构成，并且三相系统具有相互独立的性质，即每个相位的电流和电压都是 独立的。因此，三相潮流计算可以非常方便地得出三相电路中各个参数 的值，从而对配电网的运行进行有效的监控和管理。 二、三相潮流计算的原理 三相潮流计算的原理基于电路分析和电力学原理。通常情况下，三 相潮流计算的基本方程可以表示为： S = 3VLIL*cos(phi) 其中S 为有功功率，VL 为相电压，IL 为相电流，phi 为电路的功率因数 这个方程可以非常方便地用于计算三相电路中的有功功率和功率因数，从而为配电网管理提供有力支持。此外，三相潮流计算还可以通过 一些辅助的方程来计算无功功率和视在功率等参数。 三、三相潮流计算的应用 三相潮流计算在配电网中的应用非常广泛。以下是三相潮流计算在 配电网中的主要应用： 1. 配电网的稳态分析：三相潮流计算可以用于对配电网中的电路进行稳态分析，从而检查各分支电路的负荷和分配情况，为进一步的升级 和优化提供重要依据。 2. 电网负荷预测：利用三相潮流计算方法，可以分析历史数据和未来负荷趋势，从而预测未来的配电网负载，为后续的电网规划和升级提 供指导。 3. 潮流控制：利用三相潮流计算方法，可以对配电网进行全面的潮流控制，包括调节电压和保持一定的电网功率因数等。 4. 故障诊断：通过三相潮流计算方法，可以快速诊断故障点，从而提高配电网的运行效率。 5. 电压平衡控制：利用三相潮流计算方法，可以实现电压平衡控制，从而保证整个配电网的稳定运行。 四、三相潮流计算的优点 使用三相潮流计算方法来处理配电网的数学模型可以带来许多好处。下面是三相潮流计算方法的一些优点： 1. 高精度：三相潮流计算方法可以提供高精度的计算结果，因为它可以对复杂的三相电路进行准确的数学模拟和计算。 2. 可靠性：三相潮流计算方法可以检测到配电网中的潜在问题，从而保证整个系统的可靠性和稳定性。 3. 可扩展性：三相潮流计算方法可以扩展到处理大型配电网模型， 从而满足应用的需要。 4. 增强了企业的决策力：三相潮流计算方法可以为企业提供精确数据和展览，这有助于企业做出明智的决策和规划。 5. 降低成本：应用三相潮流计算方法可以节省企业的时间和资源， 从而降低整个系统的成本。 五、结论 随着配电网的最近一波创新和升级，三相潮流计算方法变得非常关键。三相潮流计算方法采用了一种有效的电力学模型来处理配电网中的 复杂问题。这个方法可以处理大量的数据和复杂的电路系统，从而提供 简单环形网络的潮流计算 银川能源学院 课程设计 课程名称：电力系统分析 设计题目：简单环形网络的潮流计算 学院：电力学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电气（本）1202班 姓名：罗通 第一章：简单环形网络的潮流计算原理 本章主要内容包括：研究简单电力系统正常运行状态下的潮流分布，以及方便潮流计算化简网络的方法。 电力系统的潮流分布是描述电力系统运行状态的技术术语，它表明电力系统在某一确定的运行方式和接线方式下，系统中从电源经网络到负荷各处的电压、电流、功率的大小和方向的分布情况。电力系统的潮流分布，主要取决于负荷的分布、电力网参数以及和供电电源间的关系。对电力系统在各种运行方式下进行潮流分布计算，以便确定合理的供电方案，合理的调整负荷。通过潮流分布计算，还可以发现系统中薄弱环节，检查设备、元件是否过负荷，各节点电压是否符合要求，以便提出必要的改进措施，实施相应的调压措施，保证电力系统的电能质量，并使整个电力系统获得最大的经济性。 1.1 电力线路和变压器上的功率损耗、电压降落及电能损耗 计算电力线路和变压器上的功率损耗、电压降落常用的公式总结如下： 功率损耗：线路和变压器阻抗支路 X U Q P j R U Q P S Z 2 2 2222+++= ∆• （1-1） 线路的对地支路 2 1 2112 121U jB U G S Y -=∆• 变压器的励磁支路 22U jB U G S T T YT +=∆• (1-2) 电压降落： ⎪⎪⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪⎨ ⎧-=+=∆+∆=• U QR PX U U QX PR U U j U U d δδ (1-3) 始 端 电 压 ： ⎪⎪ ⎩ ⎪⎪⎨⎧ ∆+=+∆+=∠=+∆+=-• •U U U tg U U U U U U j U U 2122212221)()(U ) 0()(U δδδδ 设 (1-4 ) 注意：采用以上公式计算时，P 、Q 、U 一定要用同一点（同一侧）的值。 电力线路的电能损耗： 折线代曲线法：k n k k k k t R U Q P dt t P W ⋅⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+=∆= ∆⎰ ∑=8760 1222)( 最大功率损耗时间法：max max τP W ∆=∆（根据负荷性质ϕcos 查 出max T ，由max cos T ϕ查max max τ-T 曲线得max τ） 经验法：max 8760P F W ∆⋅⋅=∆（F 为年负荷损耗率， 电力系统潮流计算毕业论文 摘要 潮流计算是在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量的条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。本文以电力系统分析知识为基础，通过《电力系统分析综合程序》（PSASP）对已有实际电网进行潮流计算，大大缩短了计算时间，提高了计算精度；并通过PSASP 7.0版地理位置接线图宏观地显示电网的潮流分布，进行潮流仿真，为电网的电压调整以及静态和暂态稳定等计算提供必要的基础数据。 关键词：电力系统潮流计算；PSASP；收敛；电压调整 ABSTRACT Power system flow calculation is given in power system network topology, components and power generation, load parameters, calculates active power, reactive power and voltage in the grid distribution. This paper is based on the knowledge of power system analysis for the foundation, and then uses the power system analysis sofeware package (PSASP) to have practical grid for flow calculation, greatly reducing the calculation time, improve the calculation accuracy; And through the PSASP version 7.0 geographic position wiring diagram to show the power distribution, the tide simulation, to provide the necessary basic data for grid voltage adjustment and static and transient stability calculation, etc. Keywords：Power flow calculation system; PSASP; Convergence; V oltage adjustment 基于MATLAB的电力系统潮流计算毕业论文开题报告 1 文献综述 1.1课题意义 电力系统潮流计算是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。其目的是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率分布和分配是否合理以及功率损耗等，是电力系统计算分析中的一种最基本的计算[1]。 潮流计算是电力系统的各种计算的基础，同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护鉴定，安全分析的工具。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方式的研究中，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[1]。 对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置整定计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。 潮流计算的目的在于:确定是电力系统的运行方式；检查系统中的各元件是否过压或过载；为电力系统继电保护的整定提供依据；为电力系统的稳定计算提供初值，为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。因此，电力系统潮流计算是电力系统中一项最基本的计算，既具有一定的独立性，又是研究其他问题的基础[1]。 1.2 国内外发展现状 利用电子计算机进行潮流计算从20世纪50年代中期就已经开始。此后，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要是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下面几点： （1）算法的可靠性或收敛性 （2）计算速度和内存占用量 （3）计算的方便性和灵活性 电力系统潮流计算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的动态特性和过渡过程。因此其数学模型不包含微分方程，是一组高阶非线性方程。非线性代数方程组的解法离不开迭代，因此，潮流计算方法首先要求它是能可靠的收敛，并给出正确答案。随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目前已达到几千阶甚 IEEE30节点潮流计算 宁夏大学新华学院马智 潮流计算,指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角.待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。 它是基于配电网络特有的层次结构特性，论文提出了一种新颖的分层前推回代算法.该算法将网络支路按层次进行分类,并分层并行计算各层次的支路功率损耗和电压损耗,因而可大幅度提高配电网潮流的计算速度。论文在MATLAB环境下，利用其快速的复数矩阵运算功能,实现了文中所提的分层前推回代算法，并取得了非常明显的速度效益。另外,论文还讨论发现，当变压器支路阻抗过小时，利用Π型模型会产生数值巨大的对地导纳，由此会导致潮流不收敛。为此,论文根据理想变压器对功率和电压的变换原理，提出了一种有效的电压变换模型来处理变压器支路,从而改善了潮流算法的收敛特性。 关键词：电力系统;潮流分析；MATLAB 潮流计算的目的 电力系统的潮流计算最主要的目的是为了让电力系统能够安全稳定运行的同时做到经济运行。所以考留到经及调度、电网规划、电力系统可靠性分析. 具体表现在以下方面： 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。 总结为在电力系统运行方式和规划方案的研究中,都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。 MATLAB软件的应用 MATLAB Compiler是一种编译工具，它能够将M编写的函数文件生成函数库或者可执行文件COM组件等，以提供给其他高级语言如C++、C＃等进行调用由此扩展MATLAB的应用范围，将MATLAB的开发效率与其他高级语言的运行结合起来，取长补短，丰富程序开发的手段。 目前电子计算机已广泛应用于电力系统的分析计算，潮流计算是其基本应用软件之一。现有很多潮流计算方法。对潮流计算方法有五方面的要求：（1)计算速度快(2）内存需要少（3）计算结果有良好的可靠性和可信性（4）适应性好,即能处理变压器变比调整、系统元件的不同描述和与其它程序配合的能力强（5)简单。 MATLAB是一种交互式、面向对象的程序设计语言，广泛应用于工业界与学术界,主要用于矩阵运算，同时在数值分析、自动控制模拟、数字信号处理、动态分析、绘图等方面也具有强大的功能。 MATLAB程序设计语言结构完整，且具有优良的移植性，它的基本数据元素 风力发电并网系统潮流计算与分析 电气工程及其自动化 09230430 张鹏飞 指导老师：张晓英 副教授 吕斌 高工 摘 要 随着我国能源结构的调整，风力发电日益受到重视，越来越多的风电场将会接入电力系统中，因此电力系统的潮流计算分析显得尤其重要。首先研究的是3机9节点电力系统的潮流分布，其中以牛拉法和PQ 分解法为计算模型，运用PSASP 软件完成潮流计算及分析，其次研究的是风力发电并网系统的潮流分布，根据风力发电机组的特性，建立了风电场的Q —U 模型，通过MATLAB 编程实现潮流计算。通过分析系统电压的稳定性得到的结论是风速越大，系统电压的稳定性越差；风电场发电量占的比例越大，系统母线电压下降越快，系统越不稳定。 关键词：潮流计算； PSASP 软件 ； 风电场模型 ； 电压稳定性 Abstract The adjustment of energy structure in our country, wind turbine generation has been paid increasing attention day by day. More and more wind farms will be connected to power system, so power flow calculation and analysis are particularly important. Firstly, the thesis studies power flow calculation analysis of the 3 machine 9-bus power system with conventional and planning operation way. The Newton Raphson method and PQ decomposition method are the power flow analysis models, the PSASP software is used to complete the flow calculation. Secondly, the power flow analysis of the system with wind farms is studied. According to the feature of the wind turbines, establishing the QU model for wind farm. The MTALAB Program is adopted to complete the flow calculation. Finally , the stability of the system is analysed. The conclusion is that the wind speed is greater, the stability of the system is worse, the proportion of wind power is greater, the voltages of the system bus drops faster , the system is more unstable . KEY WORDS ：Power flow analysis ；The PSASP software; The model of wind farm; The Stability of voltage 一、前言 潮流是确定电力网络运行状态的基本因素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。风能具有间歇性、不可调整性和随机性等特点，随着风电场并入电力系统的容量的增加，研究风力发电机组并网对系统的影响是至关重要的。论文内容主要分为三部分：（1）3机9节点电力系统常规运行方式下的潮流计算及分析，常规运行是指每个发电母线只连接一组同步发电机，母线间的交流线只有一组；（2）3机9节点电力系统规划运行方式下的潮流计算及分析，即在常规运行的电力系统中，在发电3母线上增加了一台同步机，并在变压器母线3和负荷母线B 之间增加了一条交流线路；（3）风力发电并网系统潮流计算与分析，论文中的风力发电并网系统是在3机9节点系统的发电3处接入风电场。对以上的3个系统分别建立合理的数学模型并进行潮流计算及潮流结果分析。 二、潮流计算模型 （一）常规运行方式潮流模型 3机9节点电力系统常规运行方式下的潮流计算采用了牛顿—拉夫逊模型。建立的数学模型为： 1()()j n i i i ij j ij j i ij j ij j j P P e G e B f f G f B e ==⎡⎤∆=--++⎣⎦∑ （1） 2222 ()i i i i U U e f ∆=-+ （3） 1 ()()j n i i i ij j ij j i ij j ij j j Q Q f G e B f e G f B e ==⎡⎤∆=---+⎣⎦∑ （2） P H N f Q J L e ∆∆⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢ ⎥⎢⎥⎢⎥∆∆⎣⎦⎣⎦⎣⎦ （4） 2P H N f R S e U ∆∆⎡⎤⎡⎤⎡⎤ =⎢ ⎥ ⎢⎥⎢⎥∆∆⎣⎦⎣⎦ ⎣⎦ （5） 其中（1）（2）（3）为计算节点的有功、无功和电压不平衡量的计算式，（4）（5）是修正方程。牛拉 潮流计算的意义 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. 总结为在和规划方案的研究中,都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性.同时,为了电力系统的运行状态,也需要进行大量而快速的潮流计算.因此,潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算.在系统规划设计和安排系统的运行方式时,采用离线潮流计算；在的实时监控中,则采用在线潮流计算. 潮流计算的发展史 利用电子计算机进行潮流计算从20世纪50年代中期就已经开始.此后,潮流计算曾采用了各种不同的方法,这些方法的发展主要是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下面几点： 1算法的可靠性或收敛性 2计算速度和内存占用量 3计算的方便性和灵活性 电力系统潮流计算属于稳态分析范畴,不涉及系统元件的动态特性和过渡过程.因此其数学模型不包含微分方程, 是一组高阶非线性方程.非线性代数方程组的解法离不开迭代,因此,潮流计算方法首先要求它是能可靠的收敛,并给出正确答案.随着电力系统规模的不断扩大,潮流问题的方程 式阶数越来越高,目前已达到几千阶甚至上万阶,对这样规 模的方程式并不是采用任何数学方法都能保证给出正确答 案的.这种情况促使电力系统的研究人员不断寻求新的更可靠的计算方法. 在用数字计算机求解电力系统潮流问题的开始阶段,人们普遍采用以节点导纳为基础的高斯-赛德尔迭代法一下简称导纳法.这个方法的原理比较简单,要求的数字计算机的 内存量也比较小,适应当时的制作水平和电力系统理论水平,于是电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为主的逐次代入法 以下简称阻抗法. 基于内点法的最优潮流计算 摘要 内点法是一种能在可行域内部寻优的方法，即从初始内点出发，沿着中心路径方向在可行域内部直接走向最优解的方法。其中路径跟踪法是目前最具有发展潜力的一类内点算法，该方法鲁棒性强，对初值的选择不敏感，在目前电力系统优化问题中得到了广泛的应用。本文采用路径跟踪法进行最优求解，首先介绍了路径跟踪法的基本模型，并且结合具体算例，用编写的Matlab程序进行仿真分析，验证了该方法在最优潮流计算中的优越性能。 关键词：最优潮流、内点法、路径跟踪法、仿真 目次 0、引言 (1) 1、路径跟踪法的基本数学模型 (2) 2、路径跟踪法的最优潮流求解思路 (3) 3、具体算例及程序实现流程 (7) 3.1、算例描述 (7) 3.2、程序具体实现流程 (8) 4、运行结果及分析 (12) 4．1 运行结果 (12) 4．2结果分析 (18) 5、结论 (19) 6、编程中遇到的问题 (20) 参考文献 (22) 附录 (23) 0、引言 电力系统最优潮流，简称OPF（Optimal Power Flow）。OPF问题是一个复杂的非线性规划问题，要求满足待定的电力系统运行和安全约束条件下，通过调整系统中可利用控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态。针对不同的应用，OPF模型课以选择不同的控制变量、状态变量集合，不同的目标函数，以及不同的约束条件，其数学模型可描述为确定一组最优控制变量u，以使目标函数取极小值，并且满足如下等式和不等式。 （0-1）其中为优化的目标函数，可以表示系统运行成本最小、或者系统运行网损最小。为等式约束，表示满足系统稳定运行的功率平衡。 为不等式约束，表示电源有功出力的上下界约束、节点电压上下线约束、线路传输功率上下线约束等等。 电力系统最优潮流算法大致可以分为两类：经典算法和智能算法。其中经典算法主要是指以简化梯度法、牛顿法、内点法和解耦法为代表的基于线性规划和非线性规划以及解耦原则的算法，是研究最多的最优潮流算法, 这类算法的特点是以一阶或二阶梯度作为寻找最优解的主要信息。智能算法主要是指遗传算法和模拟退火发等，这类算法的特点是不以梯度作为寻优信息，属于非导数的优化方法。 因此经典算法的优点是能按目标函数的导数信息确定搜索方向，计算速度快，算法比较成熟，结果可信度高。缺点是对目标函数及约束条件有一定的限制，可能出现局部极小时难以收敛。而智能算法的优点是计算与导数无关，灵活性高，随机性强，缺点是算法不稳定，结果不可信，并且控制参数需凭经验给出。 通过对这些常见算法的简单比较，内点法具有其优越的性能，特别是路径潮流计算-开题报告
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