课程设计(论文)
题 目 名 称 潮流计算课程设计
课 程 名 称 电力系统稳态分析
学 生 姓 名 徐玛丽
学 号 *******186
系 、专 业 电气工程系08电力二班
指 导 教 师 黄 肇 王晓芳
2011年 1 月 5 日
邵阳学院课程设计（论文）任务书
| 年级专业 | 08电气工程及其自动化 | 学生姓名 | 徐玛丽 | 学 号 | 0841229186 |
| 题目名称 | 潮流计算课程设计 | 设 计 时 间 | 2010.12.20 -2011.1.6 | ||
| 课程名称 | 电力系统稳态分析 | 课程编号 | 121202202 | 设计地 点 | 综合仿真 实验室 |
| 一、课程设计（论文）目的 1.掌握电力系统潮流计算的基本原理； 2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB语言或FORTRAN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。 | |||||
| 二、已知技术参数和条件 题目一：在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为节点，节点3为节点，节点4为平衡节点，已给定，，，，，，网络各元件参数的标幺值如表2所示，给定电压的初始值如表2所示，收敛系数。试求：采用极坐标下的P-Q分解法计算图1网络的潮流分布。 图1 简单电力系统 | |||||
| 三、任务和要求 1.掌握电力系统潮流计算的基本原理； 2.掌握并能熟练运用一门计算机语言（MATLAB语言或FORTRAN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。 要求：1.手工计算，手写，采用A4纸，进行2次迭代计算，得出计算结果。2.编写程序：它包括程序源代码；程序说明；部分程序的流程图；程序运行结果，电子版。 | |||||
2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份
四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）
何仰赞 温增银.《电力系统分析（上册）》.华中科技大学出版社.第三版.2002年
何仰赞 温增银.《电力系统分析（下册）》.华中科技大学出版社.第三版.2002年
陈衍.《电力系统稳态分析》.北京水利电力出版社.2004年1月
李光琦.《电力系统暂态分析》.北京水利电力出版社.2005年2月
| WDT—Ⅲ电力系统综合自动化试验台 综合仿真实验室 |
| 五、进度安排 2010年12月20日：下达课程设计的计划书，任务书，设计题目及分组情况。 2010年12月21日-23日：学生完成潮流计算的手工计算。 2010年12月24日：讲述课程设计编程的思路、要求；举例：用MATLAB软件编写的部分程序。 2010年12月25日-30日：学生编写程序。 2011年1月1日-3日：上机调试程序，得出正确结果。 2011年1月4日-15日：整理课程设计报告。 2011年1月6日：学生答辩 |
| 六、教研室审批意见 教研室主任（签字）： 年 月 日 |
| 七|、主管教学主任意见 主管主任（签字）： 年 月 日 |
| 八、备注 |
邵阳学院课程设计（论文）评阅表
学生姓名 徐 玛 丽 学 号 **********
系 电气工程及其自动化 专业班级 08电力二班
题目名称 潮流计算课程设计 课程名称 电力系统分析
一、学生自我总结
通过本次潮流计算课程设计，我对潮流计算的过程有了深刻的理解。潮流计算的每个过程，包括首先的求取导纳矩阵，到求解因子表，然后赋初值进行第一次有功迭代，然后用的得到的修正量进行第二次迭代，依次按这些步骤循环知道达到迭代要求。说着过程只有几句话，可这个过程，我们整个组付出的努力和时间是相当巨大的，没日没夜的进行手工计算后就是学习MATLAB的使用，进行编程。总而言之，这个课程设计，让我收获巨大。
| 学生签名： 年 月 日 |
| 评分项目 | 平时成绩 | 答辩 | 课程设计内容 | 综合成绩 |
| 权 重 | 30% | 30% | 40% | |
| 单项成绩 | ||||
| 指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日 | ||||
2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
第1章 潮流计算课题及算法
1.1 潮流计算课题
题目一：在图1所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为节点，节点3为节点，节点4为平衡节点，已给定，，，，，，网络各元件参数的标幺值如表2所示，给定电压的初始值如表2所示，收敛系数。试求：
图1 简单电力系统
表1 网络各元件参数的标幺值
| 支路 | 电阻 | 电抗 | 输电线路 | 变压器变比k |
| 1—2 | 0.02 | 0.06 | 0.01 | — |
| 1—3 | 0.01 | 0.03 | 0.01 | — |
| 2—3 | 0.03 | 0.07 | — | — |
| 2—4 | 0.0 | 0.05 | — | 0.9625 |
| 3—4 | 0.02 | 0.05 | — | — |
| 节点i | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1.00+j0.0 | 1.0+j0.0 | 1.0+j0.0 | 1.05+j0.0 |
1.2 极坐标下P-Q法的算法
1.2.1 节点导纳矩阵Y
根据题目提供的各节点的参数，求得节点导纳矩阵
=
1.2.2 简化雅可比矩阵B/和B//
通过上一步的导纳矩阵，形成有功迭代和无功迭代的简化雅可比矩阵B/和B//
对雅可比矩阵进行三角分解，形成因子表，为后面进行修正方程计算作好准备。
1.2.3 修正和迭代
第一步，给定PQ节点初值和各节点电压相角初值。
第二步，作第一次有功迭代，按公式计算节点有功功率不平衡量。
第三步，做第一次无功迭代，按公式计算无功功率不平衡量，计算时电压相角最新的修正值。解修正方程式，可得各节点电压幅值的修正量。
第四步，第一轮有功迭代和无功迭代便做完了。
第五步，按公式计算平衡节点功率。直到节点不平衡功率下降到10-5以下，迭代便可以结束。
第2章 手工计算
第3章 程序设计
3.1 流程图
3.2 潮流计算程序
电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算
disp('电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算':);
clear
n=input('请输入结点数：n=');
n1=input('请输入PV结点数：n1=');
n2=input('请输入PQ结点数：n2=');
isb=input('请输入平衡结点：isb=');
pr=input('请输入精确度：pr=');
K=input('请输入变比矩阵看:K=');
C=input('请输入支路阻抗矩阵：C=');
y=input('请输入支路导纳矩阵：y=');
U=input('请输入结点电压矩阵：U=');
S=input('请输入各结点的功率：S=');
Z=zeros(1,n);N=zeros(n2,n2+n1);L=zeros(n1+n2,n2);QT1=zeros(1,n1+n2);
for m=1:n
for R=1:n
C(m,m)=C(m,m)+y(m,R);
if K(m,R)~=0
C(m,m)=C(m,m)+1/((K(m,R)*C(m,R))/(K(m,R)-1));
C(R,R)=C(R,R)+1/((K(m,R)^2*C(m,R))/(1-K(m,R)));
C(m,R)=C(m,R)*K(m,R);
C(R,m)=C(m,R);
end
end
end
for m=1:n
for R=1:n
if m~=R
Z(m)=Z(m)+1/C(m,R);
end
end
end
for m=1:n
for R=1:n
if m==R
Y(m,m)=C(m,m)+Z(m);
else
Y(m,R)=-1/C(m,R);
end
end
end
disp('结点导纳矩阵:');
disp(Y);
disp('迭代中关于B的矩阵:');
G=real(Y);
B=imag(Y);
O=angle(U);
U1=abs(U);
k=0;
PR=1;
P=real(S);
Q=imag(S);
while PR>pr
for m=1:n2
UD(m)=U1(m);
end
for m=1:n1+n2
for R=1:n
PT(R)=U1(m)*U1(R)*(G(m,R)*cos(O(m)-O(R))+B(m,R)*sin(O(m)-O(R)));
end
PT1(m)=sum(PT);
PP(m)=P(m)-PT1(m);
PP1(k+1,m)=PP(m);
end
for m=1:n2
for R=1:n
QT(R)=U1(m)*U1(R)*(G(m,R)*sin(O(m)-O(R))-B(m,R)*cos(O(m)-O(R)));
end
QT1(m)=sum(QT);
QQ(m)=Q(m)-QT1(m);
QQ1(k+1,m)=QQ(m);
end
PR1=max(abs(PP));
PR2=max(abs(QQ));
PR=max(PR1,PR2);
for m=1:n1+n2
for R=1:n1+n2
B1(m,R)=B(m,R);
end
end
for m=1:n2
for R=1:n2
B2(m,R)=B(m,R);
end
end
JJ=[B1 L;N B2];
disp(JJ);
for m=1:n1+n2
PP2(m)=PP(m)/U(m);
end
for m=1:n2
QQ2(m)=QQ(m)/U(m);
end
PQ=[PP2';QQ2'];
DA=-inv(JJ)*PQ;
DA1=DA';
for m=1:n1+n2
OO(m)=DA1(m)/U(m);
end
for m=n:n1+n2+n2
UU(m-n1-n2)=DA1(m);
end
for m=1:n1+n2
O(m)=O(m)+OO(m);
end
for m=1:n2
U1(m)=U1(m)+UU(m);
end
for m=1:n1+n2
o(k+1,m)=180/pi*O(m);
end
for m=1:n2
u(k+1,m)=U1(m);
end
k=k+1;
end
for m=1:n
b(m)=U1(m)*cos(O(m));
c(m)=U1(m)*sin(O(m));
end
U=b+i*c;
for R=1:n
PH1(R)=U(isb)*conj(Y(isb,R))*conj(U(R));
end
PH=sum(PH1);
for m=1:n
for R=1:n
if m~=R
C1(m,R)=1/C(m,R);
else
C1(m,m)=C(m,m);
end
end
end
for m=1:n
for R=1:n
if (C(m,R)~=inf)&(m~=R)
SS(m,R)=U1(m)^2*conj(C1(m,m))+U(m)*(conj(U(m))-conj(U(R)))*conj(C1(m,R));
end
end
end
disp('迭代中的△P：');disp(PP1);
disp('迭代中的△Q：');disp(QQ1);
disp('迭代中相角:');disp(o);
disp('迭代中电压的模:');disp(u);
disp('平衡结点的功率:');disp(PH);
disp('全部线路功率分布:');disp(SS);
3.3 潮流计算程序运行结果
电力系统极坐标下的PQ分解法潮流计算:
请输入结点数：n=4
请输入PV结点数：n1=1
请输入PQ结点数：n2=2
请输入平衡结点：isb=4
请输入精确度：pr=10^(-6)
请输入变比矩阵看:K=[0 0 0 0 ;0 0 0 0.9625 ;0 0 0 0 ;0 0 0 0 ]
请输入支路阻抗矩阵：C=[0 0.02+0.06i 0.01+0.03i inf;
0.02+0.06i 0 0.03+0.07i 0.0+0.05i;
0.01+0.03i 0.03+0.07i 0 0.02+0.05i;
inf 0.0+0.05i 0.02+0.05i 0]
请输入支路导纳矩阵：y=[0 0.01i 0.01i 0;
0.01i 0 0 0;
0.01i 0 0 0;
0 0 0 0 ]
请输入结点电压矩阵：U=[1 1 1.02 1.05]
请输入各结点的功率：S=[-0.3-0.3i -0.3-0.2i -0.4]
结点导纳矩阵:
15.0000 -44.9800i -5.0000 +15.0000i -10.0000 +30.0000i 0
-5.0000 +15.0000i 10.1724 -47.0590i -5.1724 +12.0690i 0 +20.7792i
-10.0000 +30.0000i -5.1724 +12.0690i 22.0690 -59.3003i -6.66 +17.2414i
0 0 +20.7792i -6.66 +17.2414i 6.66 -38.8302i
迭代中关于B的矩阵:
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
-44.9800 15.0000 30.0000 0 0
15.0000 -47.0590 12.0690 0 0
30.0000 12.0690 -59.3003 0 0
0 0 0 -44.9800 15.0000
0 0 0 15.0000 -47.0590
迭代中的△P：
-0.1000 -0.1966 -0.4985
-0.0824 -0.3300 0.4732
0.0075 0.0112 -0.0033
0.0078 0.01 -0.0286
-0.0009 -0.0026 0.0025
-0.0009 -0.0007 0.0018
0.0001 0.0002 -0.0003
0.0001 0.0000 -0.0001
-0.0000 -0.0000 0.0000
-0.0000 0.0000 0.0000
0.0000 -0.0000 -0.0000
0.0000 -0.0000 -0.0000
-0.0000 0.0000 0.0000
迭代中的△Q：
0.3200 1.8696
-0.0343 0.0701
-0.0257 -0.1061
0.0029 0.0056
0.0026 0.0054
-0.0003 -0.0008
-0.0003 -0.0002
0.0000 0.0001
0.0000 -0.0000
-0.0000 -0.0000
-0.0000 0.0000
0.0000 -0.0000
0.0000 -0.0000
迭代中相角:
-1.4090 -1.0470 -1.3707
-1.2909 -1.2937 -0.9218
-1.2596 -1.2654 -0.9038
-1.2600 -1.2486 -0.9272
-1.2618 -1.2521 -0.92
-1.2622 -1.2528 -0.9251
-1.2620 -1.2525 -0.9252
-1.2619 -1.2525 -0.9253
-1.2619 -1.2525 -0.9253
-1.2620 -1.2525 -0.9253
-1.2620 -1.2525 -0.9253
-1.2620 -1.2525 -0.9253
-1.2620 -1.2525 -0.9253
迭代中电压的模:
1.0228 1.0470
1.0225 1.0484
1.0210 1.0457
1.0211 1.0458
1.0212 1.0460
1.0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1.0459
1.0212 1.0459
平衡结点的功率:
1.0152 + 1.4129i
全部线路功率分布:
0 -0.12 - 0.3988i -0.1711 + 0.0779i 0
0.1320 - 0.4763i 0 0.0669 - 0.5043i -0.4988 - 0.9462i
0.1715 - 0.1081i -0.0632 - 0.3610i 0 -0.5083 - 0.4163i
0 0.4988 + 0.9867i 0.51 + 1.3188i 0
结束语
本次潮流计算课程设计，我们组进行的是极坐标下P-Q分解的计算，经过商讨我们小组又分为了程序组和手工组，接下来我将总结我的收获。
通过本次潮流计算课程设计，我对潮流计算的过程有了深刻的理解。潮流计算的每个过程，包括首先的求取导纳矩阵，到求解因子表，然后赋初值进行第一次有功迭代，然后用的得到的修正量进行第二次迭代，依次按这些步骤循环知道达到迭代要求。说着过程只有几句话，可这个过程，我们整个组付出的努力和时间是相当巨大的，没日没夜的进行手工计算后就是学习MATLAB的使用，进行编程。总而言之，这个课程设计，让我收获巨大。
最后，我想衷心的感谢我们的指导老师黄肇老师和王晓芳老师。对于手工计算的每个问题，老师都为我们进行最详细的指导，对于程序的设计，老师也全力帮助我们进行程序语言的学习，谢谢老师！
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