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《電力系統(tǒng)潮流計算C語言程序及說明》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、實驗目的根據(jù)所給的電力系統(tǒng)，編制潮流計算程序，通過計算機進行調(diào)試，最后完成一個切實可行的電力系統(tǒng)計算應用程序。通過自己設計電力系統(tǒng)計算程序使同學對電力系統(tǒng)分析有進一步理解，同時加強計算機實際應用能力的訓練。程序計算原理1、概述應用計算機進行電力系統(tǒng)計算，首先要掌握電力系統(tǒng)相應計算的數(shù)學模型；其次是運用合理的計算方法；第三則是選擇合適的計算機語言編制計算程序。建立電力系統(tǒng)計算的相關數(shù)學模型，就是建立用于描述電力系統(tǒng)相應計算的有關參數(shù)間的相互關系的數(shù)學方程式。該數(shù)學模型的建立往往要突出問題的主要方面，即考慮影響問題的主要因素，而忽略一些次要因素，使數(shù)學模型既能正
2、確地反映實際問題，又使計算不過于復雜。運用合理的計算方法，就是要求所選用的計算方法能快速準確地得出正確結果，同時還應要求在解算過程中占用內(nèi)存少，以利提高計算機的解題規(guī)模。選擇合適的語言編寫程序，就是首先確定用什么計算機語言來編制程序；其次是作出計算的流程圖；第三根據(jù)流程圖用選擇的語言編寫計算程序。然后上機調(diào)試，直到語法上無錯誤。本程序采用C語言進行編程。所編制的程序難免存在邏輯錯誤，因此先用一個已知結果的系統(tǒng)作為例題進行計算。用程序計算的結果和已知結果相比較，如果結果相差甚遠就要逐步分析程序的計算步驟，查出問題的出處；如果結果比較接近，則逐步分析誤差來源；直
3、到結果正確為止。2、電力系統(tǒng)潮流計算的程序算法潮流計算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基本的計算，它的任務是對給定的運行條件確定系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡中的功率分布及功率損耗等。目前計算機潮流計算的方法主要有牛頓-拉夫遜算法和PQ分解法。牛頓-拉夫遜算法是數(shù)學上求解非線形方程組的有效方法，具有較好的收斂性，曾經(jīng)是潮流計算中應用比較普遍的方法。PQ快速分解法是從牛頓-拉夫遜算法演變而來的，是將純數(shù)學的牛頓-拉夫遜算法與電力系統(tǒng)具體特點相結合并進行簡化與改進而得出的。PQ快速分解法比牛頓-拉夫遜算法大大提高了計算速度和節(jié)省了內(nèi)存，故而本程序以P
4、Q快速分解法進行潮流計算。1）形成節(jié)點導納矩陣（1）自導納的形成對節(jié)點i其自導納Yii是節(jié)點i以外的所有節(jié)點都接地時節(jié)點i對地的總導納。顯然，Yii應等于與節(jié)點i相接的各支路導納之和，即式中，yi0為節(jié)點i與零電位節(jié)點之間的支路導納；yij為節(jié)點i與節(jié)點j之間的支路導納。（2）互導納的形成對節(jié)點i與節(jié)點k之間的互導納是節(jié)點i、k之間的支路導納的負值，即不難理解。若節(jié)點i和k沒有支路直接相連時，便有Yik=0（3）含變壓器支路的處理若節(jié)點p、q間接有變壓器，如下圖所示，則可作出其∏型等值電路為：17圖1變壓器∏型等值電路則p、q的自導納和節(jié)點間的互導納分別為2
5、）計算不平衡功率△P、△Q并形成修正方程式對每一個PQ節(jié)點或每一個PV節(jié)點都可以根據(jù)下列公式計算出有功功率增量△P而對于每一個PQ節(jié)點還可以根據(jù)下面的公式計算出無功功率增量△Q在有功功率增量和無功功率增量不滿足如下約束條件時利用PQ分解法則可以形成如下修正方程173）利用因子表法求解修正方程在電網(wǎng)計算中經(jīng)常遇到這樣的問題，對方程組需要反復多次求解，而每次求解僅改變常數(shù)項F，系數(shù)矩陣保持不變。按照一般的高斯消去法，對每一改變的常數(shù)項，形成包括常數(shù)項及系數(shù)矩陣在內(nèi)的增廣矩陣，然后消去回代求出其解?？梢钥闯?，每次對增廣矩陣中A矩陣元素的消元都是重復的，為了避免這種
6、重復，我們把對相同的系數(shù)矩陣重復進行的消去與對不同的常數(shù)項進行的消去分開進行，因此對系數(shù)矩陣的消去只需進行一次，并在消去的過程中將對常數(shù)項進行消去運算的運算因子保存下來，形成所謂因子表，這就是因子表法。因為因子表記錄了高斯消去法對常數(shù)項進行消去的全部信息，利用它便可對不同常數(shù)項進行消去，形成上三角矩陣，最后求出全部未知數(shù)。在使用PQ分解法時，其系數(shù)矩陣是在迭代過程中保持不變的，所以為了節(jié)省內(nèi)存和縮短運算時間我們采取了因子表法。同時由于電網(wǎng)的節(jié)點導納矩陣矩陣是稀疏陣和對稱陣，于是我們可以采取只保存系數(shù)矩陣的上三角陣來使運算更為簡化。若線性方程組一般形式如下：其
7、中稱為系數(shù)矩陣，稱為未知數(shù)向量，稱為常數(shù)項向量。將矩陣A的元素進行如下處理：得到因子表其中；再利用因子表進行前代過程，求出每次迭代后的常數(shù)項。其前代公式是：求得向量；再由因子表與前代得到的向量F，得到方程組17求解出此方程即可得到線性方程組的解向量。4）多次迭代最終求得V和以及全線路功率利用上面所介紹的方法求解修正方程組可以求得和。再利用求得每次迭代后的結果。多次迭代當其滿足約束條件和時，迭代結束。迭代結束后即可得到各節(jié)點的V和，再根據(jù)V、來計算PV節(jié)點的無功功率Q和平衡節(jié)點的功率以及網(wǎng)絡中的功率分布。PV節(jié)點及平衡節(jié)點無功功率計算公式為：平衡節(jié)點有功功率計
8、算公式為：以下圖所標示的正方向，輸電線路功率的計算公
