前推回代线损潮流计算(课程设计)讲解

课程设计任务书

（指导教师填写）

课程设计名称电力工程课程设计学生姓名专业班级

设计题目某城区配电网理论线损计算——前推回代潮流计算法

一、课程设计目的

通过本课程设计，掌握配电网潮流计算的基本概念和计算方法，并将前推回代潮流计算法用于实际电网的理论线损计算中，针对某城区配电网，进行线损计算程序设计。

二、设计内容、技术条件和要求

1．配电网的前推回代潮流计算法

2．掌握基本的、常用的理论线损的计算方法

3．采用Visual Studio工具软件编程

4．针对某城区配电网，对编写的程序进行测试，理论线损计算结果正确。5．设计说明书要求：①简述配电网的前推回代潮流计算法的基本原理；②程序流程图；③源程序代码；④可验证算法正确性的计算实例；⑤3000字以上三、时间进度安排

1．前推回代潮流计算法原理学习：2天2．Visual Studio工具软件编程学习：1天

3．编写程序：2天4．测试程序：2天

5．撰写课程设计说明书：2天6．准备答辩及答辩：1天

四、主要参考文献

1．陈珩．电力系统稳态分析（第3版）．北京：中国电力出版社，2007．2．DL/T 686-1999 电力网电能损耗计算导则．电力行业标准．

3．DL/T 738-2000 农村电网节电技术规程．电力行业标准．

4．Q/CSG 1 1301-2008 线损理论计算技术标准．南方电网企业标准．指导教师签字：

某城区配电网理论线损计算——前推回代潮流计算法

摘要

线损是供电企业的一项重要技术经济指标,线损管理工作的效果直接影响着供电企业的经济效益。它不但可以反映配电网结构和运行方式的合理性,而且可以反映电力企业的技术管理水平。配网直接服务于用户，要有效地降损，首先要了解电网的自然线损状况；以自然线损为尺度，分清统计线损的构成；了解不同用电性质的配网中“管理线损”的产生原因及其大小；量化线损管理指标；有的放矢地采取技术和管理降损措施。随着现代社会的发展,电能在国民生产,生活中的作用越来越重要,成为国民经济发展的命脉。而在电能的生产,传输的过程中,作为载体的线路网络本身也作为负载而消耗功率,这不但影响电网的电能质量,对设备和装置的正常运行和用户的用电安全造成威胁,更为重要的是在传输过程中会产生极其巨大的能量损耗,造成严重的资源浪费。因此,我们有必要计算电网的损耗,以便有效的对输电网的经济性进行评估，进而以最小的损耗获取最大的经济效益。本文将前推回代潮流计算法用于实际电网的理论线损计算中，针对某城区配电网，进行线损计算程序设计。

关键词：配电网线损计算前推回代

目录

第一章绪论 (1)

§1.1 课程设计目的 (1)

§1.2 课程设计内容和要求 (1)

第二章课程设计原理 (2)

§2.1 前推回代潮流算法 (2)

§2.2 前推回代编程原理 (3)

第三章线损计算程序设计 (4)

§3.1 某城区配电网的主要参数 (4)

§3.1.1 配电网节点表示图 (4)

§3.1.2 变压器和线路参数 (4)

§3.2 线损计算程序设计简要说明 (5)

§3.3 线损计算流程图 (6)

§3.4 配电网计算结果及分析 (7)

第四章程序设计 (8)

第五章结果分析与总结 (24)

主要参考文献 (25)

第一章绪论

§1.1 课程设计目的

通过本课程设计，掌握配电网潮流计算的基本概念和计算方法，并将前推回代潮流计算法用于实际电网的理论线损计算中，针对某城区配电网，进行线损计算程序设计。

§1.2 课程设计内容和要求

1．配电网的前推回代潮流计算法

2．掌握基本的、常用的理论线损的计算方法

3．采用Visual Studio工具软件编程

4．针对某城区配电网，对编写的程序进行测试，理论线损计算结果正确。

5．设计说明书要求

第二章 课程设计原理

§2.1 前推回代潮流算法

1) 初始化：给定平衡节点电压；并为全网其他PQ 节点赋电压初始值，一般设

幅值为额定电压）（0i U ，相角为0；PV 节点赋无功注入功率初始功率i

0）（Q

2) 计算各节点运算功率：*

io 20i i 0i

y ）（）（U S S L += 3) 从网络的末端开始，逐步前移，有节点电压）

（0i U ，求全网各支路功率分布。

前推过程为：

)1()

1(0j

1ij ij jk P P P P ?+∑+=）（）（ )1()1(0j

1ij ij jk Q Q Q Q ?+∑+=）（）（

4) 从网络的末端开始，逐步回推，由支路功率求各节点电压）

（1i U 。有

2

1i

ij

1ij ij 1ij 2

1i

ij

1ij ij 1ij 1i

1j

__）

（

）（）

（）

（）（）

（）

（）（）（）

（U R Q X P U X Q R P U

U

++=）

（）

（）（）

（）（）（）

（）（1i

ij

1ij ij 1ij 1i

i

ij

1ij ij 1ij 1j 1j __arctan

_U X Q R P U U R Q X P +=θθ 5) 利用求得的各节点电压修正PV 节点电压和无功功率

）（）

（）（1i 1i 1i θ∠=?

U U ∑==n

1

j 1ij ij 1ij ij 1j 1i

1i

)cos _sin (）

（）（）（）（）

（θθB G U

U

Q

6) 检查是否已经收敛。利用事先给定的收敛标准判断收敛与否。

i 1i

ε

（P

i 1i

ε

)

cos sin (_1ij ij 1ij ij n

1j 1j 1i

is 1i

）

（）（）（）（）

（θθB G U

U

P P

+=?∑= )cos _sin (_1ij ij 1ij ij n

1

j 1j 1i

is 1i

）

（）（）（）（）

（θθB G U

U

Q Q

∑==?

7) 如不满足收敛标准，将各节点电压计算值作为新的初始值自第二步开始进入

下一次迭代。

§2.2 前推回代编程原理

前推回代潮流计算法针对10(6)kV 配电网的单电源树状结构特点，在利用节点双亲孩子兄弟链表对节点与支路进行顺层次和逆层次遍历的基础上，很容易实现配电网的“前推回代”潮流算法。潮流计算的范围是从馈线出口(树根)至各配变高压侧(树叶)。节点和支路顺层次遍历主要用于“前推”过程，即由根节点(馈线首端)的电压和支路阻抗、支路电流计算各节点电压。节点和支路逆层次遍历则主要用于“回代”过程，即由各叶子节点(末端节点)的功率(电流)向上层累加求得其双亲节点和相关支路的功率(电流)。在某一层所有节点和支路的功率(电流)都求得后，即可按同样方法求得其双亲层所有节点和支路的功率(电流)。这样就避免了求解潮流方程过程中大量的矩阵运算，利用前推回代潮流计算的方法，直接求出各点电压进而求出各段的功率损耗。

第三章线损计算程序设计§3.1 某城区配电网的主要参数

§3.1.1 配电网节点表示图

图3-1 配电网节点表示图子节点：

1节点的子节点为10,9,7,5,4

2节点的子节点为10,9,7,5,4

3节点的子节点为5,4

6节点的子节点为10,9,7

8节点的子节点为10,9

§3.1.2 变压器和线路参数

表3-1 各节点采用的变压器型号和负荷电量

负荷节点编号变压器

型号

有功电量（kW.h）无功电量（kvar.h）

4 S7-80/6 24.860 29.065

5 S7-80/

6 8.6 10.05

7 S7-80/6 8.6 10.05 9 S7-80/6 8.6 10.05

表3-2 各支路导线的型号和长度

起始节点终止

节点

导线型号

馈线长度

（km）

1 2 LJ-120 1.6067

2 3 LJ-95 0.2521

3 4 LJ-120 0.0749

3 5 LJ-95 0.1616

2 6 LJ-120 0.9302

6 7 LJ-120 0.1226

6 8 LJ-120 0.2935

8 9 LJ-120 0.1135

8 10 LJ-120 0.4206

§3.2 线损计算程序设计简要说明

本程序是采用Visual Studio工具软件编程和执行的。最终生成可执行文件*.exe，输出*.tet文件供界面程序调用。

线损程序需要两个文件：“trans.txt”(变压器参数)，“lines.txt”(输电线参数)。而这两个文件中的参数是根据变压器型号和输电线路的长度经过计算得出的。

§3.3 线损计算流程图

开始

读入文件“shuju.txt”, 将数据读入shuju结构体中。

读入文件“trans.txt”,统计变压器的个数k

将变压器数据读入trans结构体数组中

读入文件“lines.txt”,统计变压器的个数

将线路数据读入lines结构体数组中

从子节点开始逐层计算配电网中的电能损耗，最后得到总的损耗。

计算每个变压器的铜损和铁损

调用电流计算子程序，实现电流的迭加运算。

计算每段线路的损耗。

计算每段线路的电压降落和末端的电压。

输出结果

§3.4 配电网计算结果及分析

表3-3 配电网计算结果

计算结果

总有功损耗 2.2

线路有功损耗0.14

变压器有功损耗 2.07

网损率 3.51

线损率0.22

系统总有功62.21

系统总有功负荷61.35

总无功损耗11.70

线路无功损耗0.17

变压器无功损耗11.51

无功网损率14.83

无功线损率0.22

系统总无功78.78

系统总无功负荷66.5

理论分析结果仍与实际测量结果之间存在偏差，是由于互感器和测量仪器误差、导线参数不精确、未考虑沿线电压降落，以及负荷的非平稳性等因素造成的。

通过程序的运行，得出了线损的数据结果，其中系统总有功：62.9069KV A，系统总无功负荷：67.1KV A,而总有功损耗：2.20686KV A, 总无功损耗：11.6853KV A,所以理论线损比较小。

第四章程序设计

#include "stdafx.h"

#include "TideCalculate.h"

#include "TideCalculateDlg.h"

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_NEW

#undef THIS_FILE

static char THIS_FILE[] = __FILE__;

#endif

// CAboutDlg dialog used for App About

class CAboutDlg : public CDialog

{

public:

CAboutDlg();

// Dialog Data

//{{AFX_DATA(CAboutDlg)

enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };

//}}AFX_DATA

// ClassWizard generated virtual function overrides

//{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)

protected:

virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX);// DDX/DDV support //}}AFX_VIRTUAL

// Implementation

protected:

//{{AFX_MSG(CAboutDlg)

//}}AFX_MSG

DECLARE_MESSAGE_MAP()

};

CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD)

{

//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)

//}}AFX_DATA_INIT

}

void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)

{

CDialog::DoDataExchange(pDX);

//{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)

//}}AFX_DATA_MAP

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog)

//{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)

// No message handlers

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP()

// CTideCalculateDlg dialog

CTideCalculateDlg::CTideCalculateDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/) : CDialog(CTideCalculateDlg::IDD, pParent)

{

//{{AFX_DATA_INIT(CTideCalculateDlg)

// NOTE: the ClassWizard will add member initialization here //}}AFX_DATA_INIT

// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);

}

void CTideCalculateDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX) {

CDialog::DoDataExchange(pDX);

//{{AFX_DATA_MAP(CTideCalculateDlg)

// NOTE: the ClassWizard will add DDX and DDV calls here //}}AFX_DATA_MAP

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CTideCalculateDlg, CDialog)

//{{AFX_MSG_MAP(CTideCalculateDlg)

ON_WM_SYSCOMMAND()

ON_WM_PAINT()

ON_WM_QUERYDRAGICON()

ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON, OnButton)

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP()

// CTideCalculateDlg message handlers

BOOL CTideCalculateDlg::OnInitDialog()

{

CDialog::OnInitDialog();

// Add "About..." menu item to system menu.

// IDM_ABOUTBOX must be in the system command range.

ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);

ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);

CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);

if (pSysMenu != NULL)

{

CString strAboutMenu;

strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);

if (!strAboutMenu.IsEmpty())

{

pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);

pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);

}

}

// Set the icon for this dialog. The framework does this automatically

// when the application's main window is not a dialog

SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon

SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon

// TODO: Add extra initialization here

return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control

}

void CTideCalculateDlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam)

{

if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)

{

CAboutDlg dlgAbout;

dlgAbout.DoModal();

}

else

{

CDialog::OnSysCommand(nID, lParam);

}

}

void CTideCalculateDlg::OnPaint()

{

if (IsIconic())

{

CPaintDC dc(this); // device context for painting

SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);

// Center icon in client rectangle

int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);

int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);

CRect rect;

GetClientRect(&rect);

int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;

int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;

// Draw the icon

dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);

}

else

{

CDialog::OnPaint();

}

}

// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags

// the minimized window.

HCURSOR CTideCalculateDlg::OnQueryDragIcon()

{

return (HCURSOR) m_hIcon;

}

void CTideCalculateDlg::OnButton()

{

// TODO: Add your control notification handler code here int i(0),j(0),k(0);

int iNodeNumber(0);

char cComma(' ');

CDistributionNodeData *pData = NULL;

float Los=0.0,LosQ=0.0;

FILE *fp;

CString FilePath；

FilePath="line.txt"；

fp=fopen(FilePath,"r")；

char ctem；

fscanf(fp,"%d",&iNodeNumber)；

fscanf(fp,"%c",&ctem)；

pData = new CDistributionNodeData[iNodeNumber]；

for(i=0;i

{fscanf(fp,"%d",&pData[i].iNodeNo)；

……

}

CString FilePath;

FilePath="line.txt ";

fp=fopen(FilePath,"r");

char ctem;

fscanf(fp,"%d",&iNodeNumber);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

pData = new CDistributionNodeData[iNodeNumber];

for(i=0;i

{

fscanf(fp,"%d",&pData[i].iNodeNo);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%d",&pData[i].iNodeType);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].NodeU);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].NodeP);

pData[i].NodeP=pData[i].NodeP/30/24;

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].NodeQ);

pData[i].NodeQ=pData[i].NodeQ/30/24;

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%d",&pData[i].iFatherNodeNo);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%d",&pData[i].iChildNodeNo0);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%d",&pData[i].iChildNodeNo1);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

/* fscanf(fp,"%d",&pData[i].iChildNodeNo2);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%d",&pData[i].iChildNodeNo3);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

*/

fscanf(fp,"%f",&pData[i].InputArcUnitR0);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].fInputArcLength0);

pData[i].fInputArcLength0=pData[i].fInputArcLength0*55/1000;

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].InputArcUnitR1);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].fInputArcLength1);

pData[i].fInputArcLength1=pData[i].fInputArcLength1*55/1000;;

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].InputArcUnitR2);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].fInputArcLength2);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].InputArcUnitR3);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].fInputArcLength3);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].NodeTP0);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].NodeTPk);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].NodeTI0);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].NodeTUk);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

fscanf(fp,"%f",&pData[i].NodeTSn);

fscanf(fp,"%c",&ctem);

}

for(i=0;i

{Sort=pData[i].InputArcUnitR0；

if(fabs(Sort- 0.27)<=0.00001)

{pData[i].InputArcUnitX0=0.342；

}

if(fabs(Sort-0.33<=0.00001)

{pData[i].InputArcUnitX0=0.335；

}

Sort=pData[i].InputArcUnitR1；

if(fabs(Sort-0.27)<=0.00001)

{pData[i].InputArcUnitX1=0.342；

}

if(fabs(Sort-0.33)<=0.00001)

{pData[i].InputArcUnitX1=0.335；

}

Sort=pData[i].InputArcUnitR2；

if(fabs(Sort-0.27)<=0.00001)

{pData[i].InputArcUnitX2=0.342；

}

if(fabs(Sort-0.33)<=0.00001)

{pData[i].InputArcUnitX2=0.335；

}

Sort=pData[i].InputArcUnitR3；

if(fabs(Sort-0.27)<=0.00001)

{pData[i].InputArcUnitX3=0.342；

}

if(fabs(Sort-0.33)<=0.00001)

{pData[i].InputArcUnitX3=0.335；

} }

fclose(fp)；

fclose(fp);

//找末梢点支路的有功损耗

for(i=iNodeNumber-1;i>0;i--)

{tem=-1；

if(pData[i].iNodeType==5)

{tem=i; while(tem>=0)

{Code=pData[tem].iFatherNodeNo；

if(Code>=0)

{pData[Code-1].TwigNode[pData[Code-1].TwigNum]=I；

pData[Code-1].TwigNum++;}

tem=Code-1；

} } }

Loss=0；

LossQ=0；

//找本支路参数

for(i=iNodeNumber-1;i>0;i--)