电力系统稳态分析课程设计--两机五节点网络潮流计算—牛拉法

I摘 要潮流计算的目的在于：确定电力系统的运行方式；检查系统中各元件是否过电压或过载；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基础。牛顿迭代法（Newton's method）又称为牛顿-拉夫逊方法（Newton-Raphson method） ，牛顿-拉夫逊法(简称牛顿法)在数学上是求解非线性代数方程式的有效方法。其要点是把非线性方程式的求解过程变成反复地对相应的线性方程式进行求解的过程。即通常所称的逐次线性化过程。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，主要用于矩阵运算采用迭代法，通过建立矩阵的修正方程来依次迭代，逐步逼近真值来计算出电力网的电压，功率分布。本文采用牛顿-拉夫逊法解算电力稳态潮流，用手算和计算机算法对其进行设计。使用 MATLAB 软件进行编程，在很大程度上节省了内存，减少了计算量。通过对本题计算我们了解了一些工程计算和解决工程问题的方法。中文关键词： 电力系统潮流计算；牛顿拉夫逊法潮流计算；潮流计算的数学模型 MATLAB 矩阵运算；程序； IIABSTRACTThe Power Flow computation's goal lies in: Definite electrical power system's movement way; In checkout system various parts whether overvoltage or overload; Provides the basis for the electrical power system relay protection's installation; Provides the starting value for electrical power system's stable computation, is the electrical power system plan and the economical movement provides the analysis foundation.The Newton iteration method (Newton's method) is called Newton - Rough to abdicate the method (Newton-Raphson method), Newton-Rough abdicates the law (i.e. Newton law) is solves the misalignment algebraic equation in mathematics the efficacious device. Its main point is turns the misalignment equation solution process carries on repeatedly to the corresponding linear equation the solution the process. Namely usually called linearized process gradually. MATLAB is one kind interactive, the object-oriented programming language, widely applies in the industrial world and the academic circle, mainly uses in the matrix operation. Uses the repetitive process, iterates in turn through the establishment matrix's modified equation, approaches the true value to calculate electric power network's voltage gradually, the power distribution. This article uses Newton - Rough to abdicate the law resolving electric power stable state tidal current, with the hand calculated that carries on the design with the computer algorithm to it. Uses the MATLAB software to carry on the programming, to a great extent has saved the memory, reduced the computation load. Through calculated us to the main subject to understand some engineering calculation and the solution project question method. English key word： Electrical power flow computation；Newton - Rough abdicates the law tidal current computation；Matlab matrix operation；Procedure目 录 III前言 一、中英文摘要二、目录二、内蒙古科技大学课程设计任务书第一章 电力系统潮流计算11.1 潮流计算简介11.2 潮流计算的意义及其发展1第二章 潮流计算的数学模型22.1 导纳矩阵的原理及计算方法2 2.2 潮流计算的基本方程42.3 电力系统节点分类72.4 潮流计算的约束条件8第三章 牛顿拉夫逊法概述 93.1 牛顿-拉夫逊法基本原理 9 3.2 牛顿-拉夫逊法求解过程113.3 牛顿-拉夫逊法程序框图15第四章 牛顿拉夫逊法潮流具体计算 4.1 牛顿拉夫逊直角坐标法潮流计算 Matlab 程序及运行结果 164.1.1 实验程序 164.1.2 Matlab 程序运行结果 214.1.3 本程序的符号说明 40总结及感想 41参考文献及资料 42 IV课程设计任务书课程名称 电力系统稳态分析课程设计设计题目 基于 Matlab 的两机五节点网络潮流仿真计算牛拉法指导教师 时间 1 周一、教学要求电力系统稳态分析课程设计以设计和优化电力系统的潮流分析为重点，提高学生综合能力为目标，尽可能结合实际工程进行。设计内容的安排要充分考虑学校现有的设备，设计时间及工程实际需要，并使学生初步学会运用所学知识解决工程中的实际问题。二、设计资料及参数（一）设计原始资料1、待设计电气设备系统图2、电力系统网络各元件参数3、电力系统电气元件的使用规范4、电力工程电气设计手册（二）设计参考资料1、 电力系统稳态分析 ，陈珩，中国电力出版社，2007，第三版 V2、 电力系统分析 ，韩祯祥，浙江大学出版社，2005，第三版3、 电力系统分析课程实际设计与综合实验 ，祝书萍，中国电力出版社，2007，第一版三、设计要求及成果1.根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选） 。2.在给定的电力网络上画出等值电路图。3.运用计算机进行潮流计算。4.编写设计说明书。基本要求：1.编写潮流计算程序；2.在计算机上调试通过（？） ；3.运行程序并计算出正确结果（？） ；4.写出课程设计报告（包括以下内容） （1 份）（1）程序框图；（2）源程序；（3）符号说明表；（4）算例及计算结果5.编写计算说明书（1 份） 。四、进度安排根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料（半天）学习软件（MATLAB 或 C 语言等）（一天半）编程计算复杂系统潮流计算（三天）编写计算设计书（一天） VI五、评分标准课程设计成绩评定依据包括以下几点：1） 工作态度（占 10%） ；2） 基本技能的掌握程度（占 20%） ；3） 程序编写是否合理是否有运行结果(40%)；4） 课程设计说明书编写水平(占 30%)。5） 分为优、良、中、合格、不合格五个等级。考核方式：设计期间教师现场检查；评阅设计报告GG0 . 0 8 + j 0 . 2 4 0 . 0 1 + j 0 . 0 30.06+j0.180.06+j0.180 . 0 4 + j 0 . 1 20.08+j0.240.02+j0.060 . 4 5 + j 0 . 1 5 0 . 4 + j 0 . 0 50 . 6 + j 0 . 1- ( 0 . 2 + j 0 . 2 )123 45系统接线图其中节点 1 为平衡节点，节点 2、3、4、5 为 PQ 节点。 VII第一章 电力系统潮流计算概述1.1 潮流计算简介电力系统潮流计算是研究电力系统稳