ETAP软件潮流计算方法
关于电力系统经济调度的潮流计算分析
关于电力系统经济调度的潮流计算分析 发表时间：2016-05-24T15:57:29.347Z 来源：《电力设备》2016年第2期作者：秦先威 [导读] （国网山东省电力公司烟台市牟平区供电公司山东烟台 264100）随着经济的快速发展和科技的不断进步，社会各行业对电力资源的需求量越来越大，我国的电力系统建设规模也越来越大。 （国网山东省电力公司烟台市牟平区供电公司山东烟台 264100） 摘要:潮流计算是电力调度中最重要也是最基本的计算之一,它应用于电力系统中实时电价计算、输电权分配、网络阻塞管理等多方面。 关键词:电力系统；经济调度；潮流计算 前言 随着经济的快速发展和科技的不断进步，社会各行业对电力资源的需求量越来越大，我国的电力系统建设规模也越来越大。电力调度对电力系统的正常运行有很大的影响，而潮流计算则是电力调度中最重要的基本计算方法，潮流计算对电价计算、输电分配、电网线路管理有十分重要的影响。随着经济的快速发展，我国的电力企业得到了飞速的发展，与此同时，人们对供电质量的要求也越来越高，为满足人们的用电需求，电力系统在运行过程中，必须保证电力调度的合理性、科学性，潮流计算是电力系统经济调度最重要的计算方法之一，潮流计算的结果准确性很高，科学性很强，潮流计算对电力系统经济调度有十分重要的作用。 一、潮流计算的概述 1.1 潮流计算的概述 潮流计算是指利用已知的电网接线方式、参数、运行条件，将电力系统的各个母线电压、支路电流、功率、网损计算出来。通过潮流计算能判断出正在运行的电力系统的母线电压、支路电流、功率是否在允许范围内运行，如果超出允许范围，就需要采用合理的措施，对电力系统的进行方式进行调整。在电力系统规划过程中，采用潮流计算，能为电网供电方案、电气设备的选择提供科学的依据，同时潮流计算还能为自动装置定整计算、继电保护、电力系统稳定计算、故障计算提供原始数据。 1.2 潮流计算的电气量 潮流计算是根据电力系统接线方式、运行条件、参数等已知条件，将稳定状态下电力系统的电气量计算出来。一般情况下，给出的条件有电源、负荷节点的功率、平衡节点的电压、相位角、枢纽点的电压，需要计算的电气量有各节点的电压、相位角、各支路通过的电流、功率、网络的功率损耗等。 1.3 传统的潮流计算方法 传统的潮流计算方法，包括很多不同的内容，具有一定的优点和缺点。例如，传统的潮流计算方法，包括非线性规划法、二次规划法和线性规划法等。在电力系统经济调度的过程中，应用传统的潮流计算方法，优点是：可以根据目标函数的导数信息，确定需要进行搜索的方向，因此在计算的时候，具有较快的速度和清晰的计算过程。而且，可信度比较高。 1.5 智能的潮流计算方法 潮流计算中人工智能方法的优点是：随机性：属于全局优化算法，跳出局部极值点比较容易；与导数无关性：在工程中，一些优化问题的目标函数处于不可导状态。如果进行近似和假设，会对求解的真实性造成影响；内在并行性：操作对象为一组可行解，在一定程度上可以克服内在并发性开放中性能的不足。而其缺点，主要是：需要按照概率进行操作，不能保证可以完全获取最优解；算法中的一些控制参数需要根据经验人文地给出，对专家经验和一定量的试验要求比较高；表现不稳定，在同一问题的不同实例中应用算法会出现不同的效果。 二、潮流计算的分类 根据电力系统的运行状态，潮流计算可以分为离线计算和在线计算两种方法，离线计算主要用于电力系统规划设计和电力系统运行方式安排中；在线计算主要用于电力系统运行监控和控制中；根据潮流计算的发展，潮流计算可以分为传统方法和人工智能方法两种情况，下面分别对这两种方法进行分析。 2.1 潮流计算的传统方法 潮流计算的传统方法有非线性规划法、线性规划法、二次规划法等几种情况，潮流计算的传统方法具有计算速度快、解析过程清晰、结果真实可靠等优点，但传统方法对目标函数有一定的限制，需要简化处理，这样求出来的值有可能不是最优值。 2.2 潮流计算的人工智能方法 潮流计算的人工智能方法是一种新兴的方法，人工智能方法不会过于依赖精确的数学模型，它有粒子群优化算法、遗传法、模拟退火法等几种情况，人工智能方法的计算结果和导数没有关系，其操作对象是一组可行解，能克服内在并行性存在的问题，但人工智能方法表现不太稳定，在计算过程中，有的控制参数需要根据经验得出，因此，采用人工智能方法进行计算时，需要计算人员有丰富的经验。 三、潮流计算在电力系统经济调度中的应用 3.1 在输电线路线损计算的应用 在进行输电线路线损计算过程中，通过潮流计算能得出经济潮流数据。潮流程度能根据线路的功率因数、有功负荷、无功负荷等参数，计算出潮流线损，例如一条长为38.1km，型号为LGJ—150的导线，当潮流为20MW、功率因数为0.9时，该线路线损为0.24MW，线损率为1.18%；当潮流为30MW、功率因数为0.9时，该线路线损为0.57MW，线损率为1.91%；潮流为50MW、功率因数为0.9时，该线路线损为1.95MW，线损率为3.90%；由此可以看出，潮流小于30MW时，线损率小于2%，潮流超过50MW时，线损率将超过4%，因此，该输电线路的经济输送潮流为30MW以下。调度人员可以根据计算结果，编制线路经济运行方案，从而实现节能调度。 3.2 在变压器变损中的应用 调度人员可以利用潮流计算程序，将变压器在不同负荷下的损耗、变损率计算出来，从而为变压器控制提供依据。例如一台40MVA双
基于内点法的最优潮流计算
基于内点法的最优潮流计 算 Prepared on 24 November 2020
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 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。 {min u f(x,u) S.t.?(x,u)=0 g(x,u)≤0 （0-1）其中min u f(x,u)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。S.t.?(x,u)=0为等式约束，表示满足系统稳定运行的功率平衡。g(x,u)≤0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
计算机潮流计算程序代码
G(5,5)=6.250;B(5,5)=-18.750;G(5,2)=-5.00;B(5,2)=15.000; G(5,3)=-1.250;B(5,3)=3.750;G(5,4)=0;B(5,4)=0; G(5,1)=0;B(5,1)=0; G(2,5)=-5.00;B(2,5)=15.000;G(2,2)=10.834;B(2,2)=-32.500;G(2,3)=-1.677;B(2,3)=5.00; G(2,4)=-1.667;B(2,4)=5.00;G(2,1)=-2.500;B(2,1)=7.500; G(3,5)=-1.250;B(3,5)=3.750;G(3,2)=-1.667;B(3,2)=5.00;G(3,3)=12.917;B(3,3)=-38.750; G(3,4)=-10.000;B(3,4)=30.000;G(3,1)=0;B(3,1)=0; G(4,5)=0;B(4,5)=0;G(4,2)=-1.667;B(4,2)=5.000;G(4,3)=-10.000;B(4,3)=30.000; G(4,4)=12.917;B(4,4)=-38.750;G(4,1)=-1.250;B(4,1)=3.750; G(1,5)=0;B(1,5)=0;G(1,2)=-2.500;B(1,2)=7.500;G(1,3)=0;B(1,3)=0; G(1,4)=-1.250;B(1,4)=3.750;G(1,1)=3.750;B(1,1)=-11.250; Y=G+j*B delt(1)=0; delt(2)=0; delt(3)=0; delt(4)=0; u(1)=1.0; u(2)=1.0; u(3)=1.0; u(4)=1.0; ps(2)=0.2;qs(2)=0.20;ps(3)=-0.45;qs(3)=-0.15; ps(4)=-0.4;qs(4)=-0.05; ps(1)=-0.6;qs(1)=-0.1; k=1;precision=1; N1=4; while precision>0.0001 delt(5)=0;u(5)=1.06; for m=1:N1 for n=1:N1+1 pt(n)=u(m)*u(n)*(G(m,n)*cos(delt(m)-delt(n))+B(m,n)*sin(delt(m)-delt(n))); qt(n)=u(m)*u(n)*(G(m,n)*sin(delt(m)-delt(n))-B(m,n)*cos(delt(m)-delt(n))); end pi(m)=sum(pt);qi(m)=sum(qt); dp(m)=ps(m)-pi(m); dq(m)=qs(m)-qi(m); end for m=1:N1 for n=1:N1 if m==n H(m,m)=-qi(m)-u(m)^2*B(m,m); N(m,m)=pi(m)+u(m)^2*G(m,m); J(m,m)=pi(m)-u(m)^2*G(m,m); L(m,m)=qi(m)-u(m)^2*B(m,m); JJ(2*m-1,2*m-1)=H(m,m); JJ(2*m-1,2*m)=N(m,m); JJ(2*m,2*m-1)=J(m,m); JJ(2*m,2*m)=L(m,m); else H(m,n)=u(m)*u(n)*(G(m,n)*sin(delt(m)-delt(n))-B(m,n)*cos(delt(m)-delt(n))); J(m,n)=-u(m)*u(n)*(G(m,n)*cos(delt(m)-delt(n))+B(m,n)*sin(delt(m)-delt(n))); N(m,n)=-J(m,n);L(m,n)=H(m,n); JJ(2*m-1,2*n-1)=H(m,n);JJ(2*m-1,2*n)=N(m,n); JJ(2*m,2*n-1)=J(m,n); JJ(2*m,2*n)=L(m,n); end
潮流计算系统
潮流计算系统是根据电网的结构和参数以及系统的运行状态，运用负荷点吸收和电源点发出的有功和无功功率(PQ节点)、电压控制点的电压幅值和有功功率(PV节点)、平衡点的电压幅值和相角(Vq节点)值，来计算电网中的功率、电压、电流的分布以及各元件的功率损耗、电压损耗的过程。 潮流计算主要用于研究系统运行中：负荷变化和网络结构改变会不会危及系统安全，系统各母线电压是否在允许范围之内，系统各元件(线路、变压器等)是否过负荷，对可能出现的过负荷，事先应采取哪些预防措施，检验所提的规划方案是否满足各种运行方式的要求。另外潮流计算是系统分析计算的基础，为稳定计算提供初始运行方式。短路计算也需要以不同的潮流方式做支持。 本系统可以很直观的将电网中的潮流流向，各元件的损耗在图形中显示出来，还可以输出全网损耗表、潮流计算结果表、各元件潮流损失明细表以及各种分析报表，为我们的日常工作提供可靠的理论依据。
软件功能及特点 1. 软件功能实现智能化。 图形分层显示。只需输入变电站名称，变压器及母线名称自动生成，如有多台变压器，系统将自动给出其编号。 导线名称根据变电站名称自动生成；变电站内最高电压等级母线的颜色自动赋予该变电站；母线颜色自动赋予与其相连的导线。 图形中各设备的参数自动和图形保存在一起，方便在多台计算机上操作。图形从一台计算机复制到另外一台计算机时，如果本系统数据库中没有某型号设备的名牌参数，系统自动从图形中提取该型号设备的名牌参数，并保存到本系统数据库中，保证计算能顺利进行。 变压器能够自动分辨与其三侧相连母线的电压等级。 根据导线和变压器开关、刀闸的开、闭状态，系统自动分析此设备是否带电并给出相应的状态，并用相应的颜色标识。 1.智能动态显示有功和无功的真实潮流流向。 2. 可实现大图的分页打印，可以把全网图、变电站结构图打印成册，打印效果精确细腻。 3. 元件库和程序分离，操作者可以根据习惯自行定义。 4. 增加单独绘制图形模板功能，可绘制出变电站、母线、间隔等结构图形模板，再次增加此类图形时，可直接从模板中提取，大大提高工作效率。 5. 采用热点吸附技术。绘图时能够自动寻找热点并与其连接。 6．方便高效的图形输入平台，自动拓扑分析，图模自动转换。 7．可以输入名牌值、有名值或标幺值，也可以混合输入。 8．可以分片、分组进行计算，分片、分组显示计算结果潮流图，可通过打印机、绘图仪输出。 9.数据可以通过图形直接录入。也可以通过电子表格到入数据库。 10. 计算结果可以进行分压、分片、分组统计，可以得到变压器、导线、等元器件的详细损失情况。 11.各种输出报表均可导出Excel格式文件，方便进行数据的二次处理。 12．图形导航功能，便于整图的查找和定位。
潮流计算程序及计算结果
附表1： 计算机计算潮流程序： %本程序的功能是用牛顿——拉夫逊法进行潮流计算 % B1矩阵：1、支路首端号；2、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳 % 5、支路的变比；6、支路首端处于K侧为1，1侧为0 % B2矩阵：1、该节点发电机功率；2、该节点负荷功率；3、节点电压初始值% 4、PV节点电压V的给定值；5、节点所接的无功补偿设备的容量% 6、节点分类标号 clear; n=13;%input('请输入节点数：n='); nl=13;%input('请输入支路数：nl='); isb=1;%input('请输入平衡母线节点号：isb='); pr=0.00001;%input('请输入误差精度：pr='); B1=[];%input('请输入由支路参数形成的矩阵：B1='); B2=[];%input('请输入各节点参数形成的矩阵：B2='); Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1=zeros(nl); %－－－－－－－修改部分－－－－－－－－－－－－ ym=0; SB=100;UB=220; %ym=input('您输入的参数是标么值？（若不是则输入一个不为零的数值）'); if ym~=0 %SB=input('请输入功率基准值:SB='); %UB=input('请输入电压基准值:UB='); YB=SB./UB./UB; BB1=B1; BB2=B2; for i=1:nl B1(i,3)=B1(i,3)*YB; B1(i,4)=B1(i,4)./YB; end disp('B1矩阵B1='); disp(B1) for i=1:n B2(i,1)=B2(i,1)./SB; B2(i,2)=B2(i,2)./SB; B2(i,3)=B2(i,3)./UB; B2(i,4)=B2(i,4)./UB; B2(i,5)=B2(i,5)./SB; end disp('B2矩阵B2=');
潮流计算的基本算法及其使用方法
潮流计算的基本算法及使用方法 一、 潮流计算的基本算法 1. 牛顿－拉夫逊法 1．1 概述 牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。这种方法的特点就是把对非线 性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。 牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏 导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。而所谓“某一邻域”是指雅可比方向均指向解的范围，否则可能走向非线性函数的其它极值点，一般来说潮流由平电压即各母线电压(相角为0，幅值为1)启动即在此邻域内。 1．2 一般概念 对于非线性代数方程组 ()0=x f 即 ()0,,,21=n i x x x f Λ ()n i Λ,2,1= (1－1) 在待求量x 的某一个初始计算值() 0x 附件，将上式展开泰勒级数并略去二阶及以上的高 阶项，得到如下的线性化的方程组 ()()()() ()0000=?'+x x f x f (1－2) 上式称之为牛顿法的修正方程式。由此可以求得第一次迭代的修正量 ()() ()[]()()0 1 00x f x f x -'-=? (1－3) 将() 0x ?和() 0x 相加，得到变量的第一次改进值()1x 。接着再从() 1x 出发，重复上述计算 过程。因此从一定的初值() 0x 出发，应用牛顿法求解的迭代格式为 ()()()()() k k k x f x x f -=?' (1－4) ()()()k k k x x x ?+=+1 (1－5) 上两式中：()x f '是函数()x f 对于变量x 的一阶偏导数矩阵，即雅可比矩阵J ；k 为迭代
潮流计算程序
最大负荷时 %本程序的功能是用牛顿——拉夫逊法进行潮流计算 % B1矩阵：1、支路首端号；2、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳 % 5、支路的变比；6、支路首端处于K侧为1，1侧为0 % B2矩阵：1、该节点发电机功率；2、该节点负荷功率；3、节点电压初始值% 4、PV节点电压V的给定值；5、节点所接的无功补偿设备的容量 % 6、节点分类标号 clear; n=12;%input('请输入节点数：n='); nl=14;%input('请输入支路数：nl='); isb=1;%input('请输入平衡母线节点号：isb='); pr=0.00001;%input('请输入误差精度：pr='); B1=[1 2 3.3+11.48i 0 1 0; 1 4 3.87+15.375i 0 1 0; 1 6 5.8+18.8i 0 1 0; 2 3 2.39+34.95i 0 1.02 1; 4 5 1.59+23.3i 0 1.02 1; 2 4 4.67+18.34i 0 1 0; 6 7 2.39+24.35i 0 1.02 1; 8 9 2.39+24.35i 0 1.02 1; 10 11 2.39+24.35i 0 1.02 1; 8 10 1.7+11.2i 0 1 0; 4 12 4.2+13.9i 0 1 0; 6 12 4.2+14.64i 0 1 0; 8 12 2.2+13.9i 0 1 0; 10 12 2.4+15.2i 0 1 0]; %input('请输入由支路参数形成的矩阵： B1='); B2=[0 0 231 231 0 1; 0 0 220 0 0 2; 0 100+75i 220 0 0 2; 0 0 220 0 0 2; 0 100+75i 220 0 0 2; 0 0 220 0 0 2; 0 150+112.5i 220 0 0 2; 0 0 220 0 0 2; 0 150+112.5i 220 0 0 2; 0 0 220 0 0 2; 0 150+112.5i 220 0 0 2; 450 0 231 231 0 3];%input('请输入各节点参数形成的矩阵： B2='); Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1= zeros(nl); %－－－－－－－修改部分－－－－－－－－－－－－ ym=1;
有关电力系统三种潮流计算方法的比较.docx
电 力 系 统 三 种 潮 流 计 算 方 法 的 比 较 一、高斯 -赛德尔迭代法： 以导纳矩阵为基础， 并应用高斯 -- 塞德尔迭代的算法是在电力系统中最早得到应用的潮流计算方法，目前高斯一塞德尔法已很少使用。 将所求方程 f ( x ) 0 改写为 x ( x ) 不能直接得出方程的根，给一个猜测值 x 0 得 x 1( x 0 ) 又可取 x1 为猜测值，进一步得： x 2 ( x 1 ) 反复猜测 x k 1 迭代 则方程的根 ( x k ) 优点： 1. 原理简单，程序设计十分容易。 2. 导纳矩阵是一个对称且高度稀疏的矩阵，因此占用内存非常节省。 3. 就每次迭代所需的计算量而言，是各种潮流算法中最小的，并且和网络所包 含的节点数成正比关系。 缺点： 1. 收敛速度很慢。 2. 对病态条件系统，计算往往会发生收敛困难：如节点间相位角差很大的重负 荷系统、包含有负电抗支路 (如某些三绕组变压器或线路串联电容等 )的系统、具有较长的辐射形线路的系统、长线路与短线路接在同一节点上，而且长短 线路的长度比值又很大的系统。 3. 平衡节点所在位置的不同选择，也会影响到收敛性能。 二、牛顿 -拉夫逊法： 求解 f ( x ) 0 设 x x 0 x ，则 按牛顿二项式展开： 当 △x 不大，则取线性化（仅取一次项） 则可得修正量 对 得： 作变量修正： x k 1x k x k ，求解修正方程 20 世纪 牛顿法是数学中求解非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。自从 60 年代中期采用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性、内存要求、计算速度方面都超过了其他方法，成为直到目前仍被广泛采用的方法。 优点： 1. 收敛速度快，若选择到一个较好的初值，算法将具有平方收敛特性，一般迭 代 4—5 次便可以收敛到一个非常精确的解。而且其迭代次数与所计算网络的规模基本无关。 2. 具有良好的收敛可靠性， 对于前面提到的对以节点导纳矩阵为基础的高斯一 塞德尔法呈病态的系统，牛顿法均能可靠地收敛。 3. 牛顿法所需的内存量及每次迭代所需时间均较前述的高斯一塞德尔法为多， 并与程序设计技巧有密切关系。 缺点：
完整word版基于matlab--psat软件的电力系统潮流计算课程设计
东北电力大学课程设计改革试用任务书: 电力系统潮流计算课程设计任务书 设计名称：电力系统潮流计算课程设计 设计性质：理论计算，计算机仿真与验证 计划学时：两周 一、设计目的 1.培养学生独立分析问题、解决问题的能力； 2.培养学生的工程意识，灵活运用所学知识分析工程问题的能力 3.编制程序或利用电力系统分析计算软件进行电力系统潮流分析。 二、原始资料 1、系统图：IEEE14节点。 GG 8G911106121413节点标准数据库IEEE142、原始资料：见课程设计基本内容：三、 仿真工具中的潮流计算软件计算系统潮流；采用PSAT1. PSAT熟悉仿真工具的功能；1) IEEE标准数据格式内容；2)掌握计算数据；标准数据转化为PSATIEEE3)将法计算潮流中雅可
比矩阵的变化情况，NR法和PQ分解法计算潮流，观察NR2.分别采用分析两种方法计算潮流的优缺点；分析系统潮流情况，包括电压幅值、相角，线路过载情况以及全网有功损耗情况。3. 4.选择以下内容之一进行分析： 1)找出系统中有功损耗最大的一条线路，给出减小该线路损耗的措施，比较各种措施的特点，并仿真验证； 2)找出系统中电压最低的节点，给出调压措施，比较各种措施的特点，并仿真验证； 3)找出系统中流过有功功率最大的一条线路，给出减小该线路有功功率的措施，比较各种措施的特点，并仿真验证； 5.任选以下内容之一作为深入研究：（不做要求） 1)找出系统中有功功率损耗最大的一条线路，改变发电机有功出力，分析对该线路有功功率损耗灵敏度最大的发电机有功功率，并进行有效调整，减小该线路的损耗； 2)找出系统中有功功率损耗最大的一条线路，进行无功功率补偿，分析对该线路有功功率损耗灵敏度最大的负荷无功功率，并进行有效调整，减小该线路的损耗； 3)找出系统中电压最低的节点，分析对该节点电压幅值灵敏度最大的发电机端电压，并有效调整发电机端电压，提高该节点电压水平； 四、课程设计成品基本要求： 1.绘制系统潮流图，潮流图应包括： 1)系统网络参数 2)节点电压幅值及相角 3)线路和变压器的首末端有功功率和无功功率 2.撰写设计报告，报告内容应包括以下几点： 1)本次设计的目的和设计的任务； 2)电力系统潮流计算的计算机方法原理，分析NR法和PQ分解法计算潮流的特点； 3)对潮流计算结果进行分析，评价该潮流断面的运行方式安全性和经济性； 4)找出系统中运行的薄弱环节，如电压较低点或负载较大线路，给出调整措施； 5)分析各种调整措施的特点并比较它们之间的差异； 6)结论部分以及设计心得； 五、考核形式 1.纪律考核：学生组织出勤情况和工作态度等； 2.书面考核：设计成品的完成质量、撰写水平等； 3.答辩考核：参照设计成品，对计算机方法进行电力系统潮流计算的相关问题等进行答辩； 4.采用五级评分制：优、良、中、及格、不及格五个等级。
完整word版潮流计算方法
由于本人参加我们电气学院的电气小课堂，主讲的是计算机算法计算潮流这章，所以潜心玩了一个星期，下面整理给大家分享下。 本人一个星期以来的汗水，弄清楚了计算机算法计算潮流的基础，如果有什么不懂的可以发信息到邮箱：zenghao616@https://www.360docs.net/doc/6417300315.html, 接下来开始弄潮流的优化问题，吼吼！ 电力系统的潮流计算的计算机算法：以MATLAB为环境 这里理论不做过多介绍，推荐一本专门讲解电力系统分析的计算机算法的书籍---------《电力系统分析的计算机算法》—邱晓燕、刘天琪编著。 这里以这本书上的例题【2-1】说明计算机算法计算的过程，分别是牛顿拉弗逊算法的直角坐标和极坐标算法、P-Q分解算法。主要是简单的网络的潮流计算，其实简单网络计算和大型网络计算并无本质区别，代码里面只需要修改循环迭代的N即可，这里旨在弄清计算机算法计算潮流的本质。代码均有详细的注释. 其中简单的高斯赛德尔迭代法是以我们的电稳教材为例子讲，其实都差不多，只要把导纳矩阵Y 给你，节点的编号和分类给你，就可以进行计算了，不必要找到原始的电气接线图。 理论不多说，直接上代码： 简单的高斯赛德尔迭代法： 这里我们只是迭代算出各个节点的电压值，支路功率并没有计算。 S_ij=P_ij+Q_ij=V_i(V_i* -V_j*) * y_ij* 可以计算出各个线路的功率 在显示最终电压幅角的时候注意在MATLAB里面默认的是弧度的形式，需要转化成角度显示。clear;clc; %电稳书Page 102 例题3-5 %计算网络的潮流分布 --- 高斯-赛德尔算法 %其中节点1是平衡节点 %节点2、3是PV节点，其余是PQ节点 % 如果节点有对地导纳支路 %需将对地导纳支路算到自导纳里面 %------------------------------------------------% %输入原始数据，每条支路的导纳数值，包括自导和互导纳； y=zeros(5,5); y(1,2)=1/(0.0194+0.0592*1i); y(1,5)=1/(0.054+0.223*1i); y(2,3)=1/(0.04699+0.198*1i); y(2,4)=1/(0.0581+0.1763*1i); 由于电路网络的互易性，导纳矩阵为对称的矩阵%． for i=1:1:5 for j=1:1:5
第三章简单电力系统的潮流计算汇总
第一章 简单电力系统的分析和计算 一、 基本要求 掌握电力线路中的电压降落和功率损耗的计算、变压器中的电压降落和功率损耗的计 算；掌握辐射形网络的潮流分布计算；掌握简单环形网络的潮流分布计算；了解电力网络的简化。 二、 重点内容 1、电力线路中的电压降落和功率损耗 图3-1中，设线路末端电压为2U 、末端功率为222~jQ P S +=，则 （1）计算电力线路中的功率损耗 ① 线路末端导纳支路的功率损耗： 222 2* 222~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? ……………（3-1） 则阻抗支路末端的功率为： 222~~~Y S S S ?+=' ② 线路阻抗支路中的功率损耗： ()jX R U Q P Z I S Z +'+'==?2 2 22222 ~ ……（3-2） 则阻抗支路始端的功率为： Z S S S ~ ~~21?+'=' ③ 线路始端导纳支路的功率损耗： 2121* 122~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? …………（3-3） 则线路始端的功率为： 111~ ~~Y S S S ?+'= ~~~图3-3 变压器的电压和功率 ~2 ? U （2）计算电力线路中的电压降落 选取2U 为参考向量，如图3-2。线路始端电压 U j U U U δ+?+=2 1 其中 2 2 2U X Q R P U '+'= ? ； 222U R Q X P U '-'=δ ……………（3-4） 则线路始端电压的大小： ()()2 221U U U U δ+?+= ………………（3-5） 一般可采用近似计算： 2 2 2221U X Q R P U U U U '+'+ =?+≈ ………………（3-6）
潮流计算设计
毕业设计（论文）题目配电网潮流计算与程序设计 完成日期年月日
目录 1绪论 (4) 1.1潮流计算的目的和意义 (4) 1.2潮流计算的发展 (4) 1.3本文的主要工作 (6) 2 配电网络模型 (6) 2.1线路模型 (6) 2.2变压器的模型 (9) 2.3 负荷模型 (13) 3基于前推回代法的潮流计算 (14) 4基于matlab的程序设计 (15) 4.1 MATLAB简介 (15) 4.2 程序设计 (16) 4.3 算例 (20) 5 总结 (24)
配电网潮流计算与程序设计 摘要：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。 Abstract:In the normal operation of the power system, with the change of power load and the change of system operation mode, the network losses will also change. To strictly ensure that all users at any time have a rated voltage is impossible, so the node appears in the operation of the system voltage deviation is inevitable. In order to guarantee the stable operation of power system, must carry on the trend of the regulation. 关键词: 电网潮流计算前推后代法MATLAB Keywords:Power flow calculation Push the offspring before MATLAB 前言 电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70 年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。既是是当今的互联网时代我们仍然对电力有着持续增长的需求，因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。 20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。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。 电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站（或称发电厂）中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电的可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。 随着电力系统及在线应用的发展，计算机网络已经形成，为电力系统的潮流计算提供了物质基础。电力系统潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容，也是电力系统运行及设计中必不可少的工具。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电压的幅值及相角、各元件中流过
2021年潮流计算的基本算法及使用方法
潮流计算的基本算法及使用方法 一、 欧阳光明（2021.03.07） 二、 潮流计算的基本算法 1. 牛顿－拉夫逊法 1．1 概述 牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。这种方法的特点就是把对非线性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。 牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。而所谓“某一邻域”是指雅可比方向均指向解的范围，否则可能走向非线性函数的其它极值点，一般来说潮流由平电压即各母线电压(相角为0，幅值为1)启动即在此邻域内。 1．2一般概念 对于非线性代数方程组 即 ()0,,,21=n i x x x f ()n i ,2,1= (1－1) 在待求量x 的某一个初始计算值()0x 附件，将上式展开泰勒级数并
略去二阶及以上的高阶项，得到如下的线性化的方程组 ()()()() ()0000=?'+x x f x f (1－2) 上式称之为牛顿法的修正方程式。由此可以求得第一次迭代的修正量 ()() ()[]()()0 1 00x f x f x -'-=? (1－3) 将()0x ?和()0x 相加，得到变量的第一次改进值()1x 。接着再从()1x 出 发，重复上述计算过程。因此从一定的初值()0x 出发，应用牛顿法求解的迭代格式为 ()()()() ()k k k x f x x f -=?' (1－4) ()()()k k k x x x ?+=+1 (1－5) 上两式中：()x f '是函数()x f 对于变量x 的一阶偏导数矩阵，即雅可比矩阵J ；k 为迭代次数。 由式（1－4）和式子（1－5）可见，牛顿法的核心便是反复形成 求解修正方程式。牛顿法当初始估计值()0x 和方程的精确解足够接近时，收敛速度非常快，具有平方收敛特性。 1．3潮流计算的修正方程 运用牛顿－拉夫逊法计算潮流分布时，首先要找出描述电力系统的非线性方程。这里仍从节点电压方程入手，设电力系统导纳矩阵已知，则系统中某节点（i 节点）电压方程为 从而得 ∑=* *? ?=n j j ij i i U Y U S 1 进而有 ()01 =-+* =* ? ∑j n j ij i i i U Y U jQ P （1 －6）
可视化潮流计算软件分析与设计
可视化潮流计算软件分析与设计 摘要 电力系统潮流计算时电力系统中最基本的计算，也是最重要的计算。通过潮流计算可对给定的运行条件确定系统的运行状态。无论是对现有系统运行的分析研究，还是对规划中供电系统的分析比较，都是必不可少的！可视化技术是80年代随着计算发展而出现的一个新兴领域，可以更加有效地分析和处理各种科学数据。 本文针对PQ分解法在VB下实现潮流计算软件开发，以一个4节点网络的实例，对用VB编制的潮流计算程序的正确性进行验证。实例中展示了各节点电压，功率和支路功率的计算结果，使潮流计算以一种更加清晰直观的方式展现出来。 关键词：潮流计算；可视化；VB编程；P-Q分解法
Power Flow Calculation Software Design and Analysis ABSTRACT Power Flow calculation of the power system is the most basic and most important calculations. Through the power flow calculation, we can make use of the given operating conditions to determine the operational status of the system. The analysis of the existing system operation and the comparison of power supply scheme are both necessary. The visualization technology is a new research do main with the developing of the computer technology at the end of 1980s. It is used to analyze and deal with kinds of data information. In this paper, a simple software is designed based on PQ method in the VB programming, The correctness is verified of the VB programming with a four-node network examples. The results such as bus voltages, branch and bus power are calculation in the software. The power flow calculation takes on in a clearer way. Key words: Flow Calculation; VisualizationTechnology; VB programming; P-Q method
潮流计算简答题
潮流计算数学模型与数值方法 1. 什么是潮流计算？潮流计算的主要作用有哪些？ 潮流计算，电力学名词，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。 潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。 2. 潮流计算有哪些待求量、已知量？ （已知量：1、电力系统网络结构、参数 2、决定系统运行状态的边界条件 待求量：系统稳态运行状态 例如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等） 3. 潮流计算节点分成哪几类？分类根据是什么？ （分成三类：PQ 节点、PV 节点和平衡节点，分类依据是给定变量的不同） 4. 教材牛顿-拉夫逊法及有功-无功分解法是基于何种电路方程？可否采用其它类型方程？ 答:基于节点电压方程，还可以采用回路电流方程和割集电压方程等。但是后两者不常用。 5. 教材牛顿-拉夫逊法是基于节点阻抗方程、还是基于节点导纳方程进行迭代计算的？试阐述这两种方程的优点与缺点。 1.不能由等值电路直接求出 2.满秩矩阵内存量大 3.对角占优矩阵。。 节点导纳矩阵的特点：1.直观容易形成2.对称阵3.稀疏矩阵（零元素多）：每一行的零元素个数=该节点直接连出的支路数。 6. 说出至少两种建立节点导纳矩阵的方法，阐述其中一种方法的原理与过程。 方法：1.根据自导纳和互导纳的定义直接求取2.运用一节点关联矩阵计算3.阻抗矩阵的逆矩阵 节点导纳矩阵的形成：1.对角线元素ii Y 的求解)1,,0(=≠==i j I i ii U i j U U I Y 【除i 外的其他节点接地，0=j U ，只在i 节点加单位电压值】解析ii Y 等于与i 节点直接相连的的所有支路导纳和2.互导纳),0,1(j k U U U I Y k j j i ij ≠===，ji ij Y Y =（无源网络导纳之间是对称的）解析：ij Y 等于j i ,节点之间直接相连的支路导纳的负值。 7. 潮流计算需要考虑哪些约束条件？ 答: 为了保证系统的正常运行必须满足以下的约束条件：
潮流计算软件设计
基于C语言的潮流计算软件及开发 学院：03级自动化 班别：电力 2 班 性名：陈国辉 学号：3103001035 辅导老师：王老师
目录 1．引言 (2) 2．软件功能概述 (2) 3．软件主流程 (3) 4．设计说明 (5) 5．心得体会 (22) 6．参考资料 (22)
1、引言 此次课外科技实践活动的要求是关于潮流计算软件的设计及开发，基本内容：以面向对象的概念进行潮流计算软件的设计，利用C++语言进行基于N-R及PQ分解发的潮流计 算软件开发。 经过一段时间的努力，基本完成了任务了。由于设计者水平有限,故只能做一个简的潮流计算的软件。软件的功能虽不尽完善，但对于分析电力系统的潮流计算仍有许多帮助。 2、软件功能概述 本潮流计算软件采用基于C语言和C++语言的设计，可以实现在DOS系统下或文本文档界面下的数据输入，进行节点导纳矩阵的计算以及雅可比矩阵的计算。再根椐牛顿拉夫逊法以及PQ分解法进行法潮流计算。可以实现数据以文本文件格式的保存。同时，可以实现导纳矩阵的计算以及雅可比矩阵的计算。 （1）、潮流计算 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。 （2）、潮流计算的用途 潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。 潮流计算是电力系统分析最基本的计算。除它自身的重要作用之外，在《电力系统分析综合程序》(PSASP)中，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。 （3）、PSASP潮流计算方法 由于潮流计算是否收敛，不仅与被计算的系统有关，而且和所选用的计算方法也紧密相关。因此PSASP潮流计算程序提供了PQ分解法，牛顿法(功率式)，最佳乘子法(非线性规划)，牛顿法(电流式)，PQ分解转牛顿法五种计算方法。 （4）、PQ分解法 该方法基于牛顿法原理，再根据电力系统线路参数R/X比通常很小的情况，对求解修正量的修正方程系数矩阵加以简化，使其变为常数阵(即所谓的等斜率)，且P、Q迭代解耦。这样可减少每次迭代的计算时间，提高计算速度，又不影响最终结果，因此是通常选用的一种方法。但在低电压配电网中，当线路R/X比值很大时，可能出现不收敛情况，此时应考虑更换其它方法。