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1、畢業(yè)設計?目錄目錄一、電力系統(tǒng)潮流計算概述1二、節(jié)點導納矩陣11.節(jié)點導納矩陣及其各元素的物理意義12.節(jié)點導納矩陣的特點13.算法推導23.1勵磁支路23.2線路支路23.3變壓器支路34.程序實現(xiàn)方法和技巧34.1變量說明34.2支路參數(shù)設置技巧45.程序框圖56.矩陣輸出格式控制6三、潮流計算的原理及實現(xiàn)方法61.牛頓—拉夫遜法（直角、極坐標）61.1牛頓—拉夫遜法簡介61.2算法推導8a.直角坐標8b.極坐標111.3程序實現(xiàn)方法和技巧121.4直角坐標和極坐標的比較131.5程序框圖142.高斯—塞得爾法152.1
2、高斯—塞得爾法簡介152.2算法推導152.3程序框圖173.P-Q分解法183.1P-Q分解法簡介183.2算法推導183.3程序框圖214.節(jié)點功率、功率分布及網損計算224.1節(jié)點功率224.2支路功率22a.變壓器支路23b.線路支路24-ii-畢業(yè)設計?目錄c.勵磁支路244.3網絡損耗24四、主程序結構圖25五、程序清單26六、程序計算實例471.實例內容472.程序初值483.運行結果483.1節(jié)點導納矩陣483.2牛頓極坐標493.3牛頓直角坐標493.4高斯塞得爾503.5P-Q分解法514.運行界面52七
3、、畢業(yè)設計的成果、經驗和不足561.程序設計的優(yōu)點562.程序中的不足563.畢業(yè)設計成果574.畢業(yè)設計體會57參考書目58-ii-畢業(yè)設計?電力系統(tǒng)潮流計算電力系統(tǒng)潮流計算一、電力系統(tǒng)潮流計算概述潮流計算是電力系統(tǒng)中最基本的計算，它在給定電網結構、參數(shù)及決定電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的邊界條件的情況下，通過計算來確定電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。如各母線上的電壓（幅值和相角）、網絡中的功率分布及功率損耗等。潮流計算是電力系統(tǒng)運行、規(guī)劃、以及安全性、可靠性分析和優(yōu)化的基礎，也是各種電磁瞬時過程和機電瞬時過程分析的基礎和出發(fā)點。潮流計算一般分為
4、在線計算和離線計算。在這里主要是進行離線潮流計算的問題。潮流計算的方法通常有阻抗法和導納法。隨著計算機的應用發(fā)展，采用稀疏矩陣技術和節(jié)點優(yōu)化編號技術使牛頓－拉夫遜法得到了非常廣泛的應用，成為潮流計算中廣泛采用的優(yōu)秀算法。導納法也就因其稀疏性的特點逐步取代了阻抗法。70年代中期，Stott在大量實踐的基礎上提出了快速分解潮流計算方法（P_Q分解法），使潮流計算在內存容量和計算速度上得到了大大的提高，可用于在線計算，是目前最常用的一種方法。二、節(jié)點導納矩陣1.節(jié)點導納矩陣及其各元素的物理意義由歐姆定律可知：，也即，其中系數(shù)矩陣Y
5、即稱為節(jié)點導納矩陣。對于n個節(jié)點的電力網絡來說，方程組的系數(shù)矩陣：（2-1）顯然可知其中各元素的物理意義：a.導納矩陣中第i列對角元素Yii，即節(jié)點i的自導納，在數(shù)值上等于節(jié)點i加單位電壓，其它節(jié)點都接地時，節(jié)點i向電力網絡注入的電流。b.導納矩陣中第i列非對角元素Yij，即節(jié)點i與節(jié)點j間的互導納，在數(shù)值上等于節(jié)點i加單位電壓，其它節(jié)點都接地時，節(jié)點j向電力網絡注入的電流。2.節(jié)點導納矩陣的特點（1）導納矩陣是稀疏矩陣，矩陣的階數(shù)等于電力網的節(jié)點數(shù)。（2）各行非對角元素的個數(shù)等于對應節(jié)點所連的不接地支路數(shù)。-58-畢業(yè)設計
6、?電力系統(tǒng)潮流計算（1）導納矩陣是一個對稱的方陣，非對角元素Yij=Yji。（2）對角線元素即自導納等于i節(jié)點所有支路導納值的總和，即Yii=∑yii。（3）非對角線元素即互導納等于i、j節(jié)點間支路導納的負值，即Yij=-yij。1.算法推導電力網中常見的有三種類型的支路：勵磁支路、線路支路、變壓器支路。在節(jié)點導納矩陣程序中，采用逐條支路追加法。而對于各種支路處理方法略有不同，下面就分別作以推導。1.1勵磁支路如圖1所示，勵磁支路的另一節(jié)點是接地點0，因此當追加勵磁支路時，只需要修正節(jié)點i的自導納。（2-2）1.2線路支路如
7、圖2所示，當追加線路支路時，節(jié)點i、節(jié)點j的自導納以及它們之間的互導納都需要修改。（2-3）（2-4）（2-5）圖1勵磁支路圖2線路支路-58-畢業(yè)設計?電力系統(tǒng)潮流計算1.1變壓器支路變壓器一共有四種模型，在這里采用如圖3所示的模型，而其它的三種情況均可以化作此模型（詳見后一節(jié)）。對于圖3的模型，有：（2-6）（2-7）（2-8）化簡后：（2-9）（2-10）圖3變壓器支路2.程序實現(xiàn)方法和技巧2.1變量說明YG、YB分別存放節(jié)點導納矩陣的實部和虛部；m存放循環(huán)數(shù)；（i、j、r、x、k）存放支路參數(shù)i、j分別存放支路的節(jié)點
8、號，如果是接地點則存為0；r、x分別存放支路參數(shù)的實部和虛部；-58-畢業(yè)設計?電力系統(tǒng)潮流計算k存放變比（變壓器支路）或接地容納（線路支路）；1.1支路參數(shù)設置技巧（1）如何區(qū)別支路類型當其為勵磁支路時，令接地端的節(jié)點號為0，這樣判斷就是勵磁支路；當其為變壓器支路時，令靠近變壓器的一端為
