浙大电院短学期潮流综合实验实验报告(含源程序).doc
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基于matlab的牛顿拉夫逊法潮流计算
姓名
学号
指导教师
专业与班级
所在学院
目录
一、 实验目的和要求 4
二、 实验原理与流程图 4
1.实验原理 4
1.1输入初始数据，节点编号，形成节点导纳矩阵 4
1.2对于初始值和，求出功率偏差和 4
1.3依据公式算出雅可比矩阵 4
1.4应用高斯消元法解线性方程组，得到、 5
1.5依据如下公式计算修正量，并形成迭代公式 5
1.6计算线路功率分布，PV节点无功功率和平衡节点注入功率 6
2.程序流程图 6
三、 算例及结果 8
1.算例：
IEEE-美国新英格兰10机39节点测试系统 8
1.1系统单线图 8
1.2系统参数 8
1.3发电机数据 9
1.4线路参数 9
2.计算结果 13
2.1节点计算结果 13
2.2线路计算结果 14
3.实验结果分析 15
附录：
17
1.实验源程序 17
1.1主程序——nr.m 17
1.2读取节点与线路数据——fileopen.m 20
1.3对节点重新编号——num.m 21
1.4求节点导纳阵——y.m 22
1.5计算功率偏差——deltaPQ.m 23
1.6求雅克比矩阵——form_jac.m 24
1.7高斯消元法解线性方程组——gs.m 26
1.8节点编号逆回——renum.m 27
1.9计算线路潮流及损耗——flow.m 28
作业一 30
1.写一个MATLAB函数pifun.m来计算下列级数 30
2.一个平面上的椭圆可以表示成下列方程式：
31
2.1程序——y.m 31
作业二 32
1.试用牛顿－拉夫逊法求解如下的非线性方程组，要求精度达到10－10以上 32
1.1计算结果 32
1.2程序 34
2.解方程组 35
2.1计算结果 36
2.2程序 37
一、实验目的和要求
电力系统潮流计算目标：
取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。
研究目的：
分析和评价电网运行的安全经济性，改进、规划。
二、实验原理与流程图
1.实验原理
程序流程：
1.1输入初始数据，节点编号，形成节点导纳矩阵
1）普通线路（k＝0，j不等于0）
Y（I,I）=Y（I,I）+Yt+Ym;
Y（J,J）=Y（J,J）+Yt+Ym;
Y（I,J）=Y（I,J）-Yt;
Y（J,I）=Y（I,J）；
Y（I,I）=Y（I,I）+Ym;
2）对于对地支路：
k＝0，j＝0
Y（I,I）=Y（I,I）+Yt+Ym;
Y（J,J）=Y（J,J）+Yt/K/K;
Y（I,J）=Y（I,J）-Yt/K;
Y（J,I）=Y（I,J）;
3）变压器支路（K>0，非标准变比在j侧）
4）变压器支路（k<0，非标准变比在i侧）
Y（I,I）=Y（I,I）+Yt+Ym;
Y（J,J）=Y（J,J）+K*K*Yt;
Y（I,J）=Y（I,J）-K*Yt;
Y（J,I）=Y（I,J）;
1.2对于初始值和，求出功率偏差和
1.3依据公式算出雅可比矩阵
设一个系统，含有n个节点，其中m个PQ节点，1个平衡节点，n-m-1个PV节点，则：
其中：
1.4应用高斯消元法解线性方程组，得到、
1.5依据如下公式计算修正量，并形成迭代公式
1.6计算线路功率分布，PV节点无功功率和平衡节点注入功率
2.程序流程图
三、算例及结果
1.算例：
IEEE-美国新英格兰10机39节点测试系统
1.1系统单线图
1.2系统参数
1）系统容量基准值为100MVA。
2）负荷数据见表D-1
表D-1负荷数据
节点号
有功（MW）
无功（Mvar）
节点号
有功（MW）
无功（Mvar）
BUS-3
BUS-4
BUS-7
BUS-8
BUS-12
BUS-15
BUS-16
BUS-18
BUS-20
322.0
500.0
233.8
522.0
8.5
320.0
329.0
158.0
680.0
2.4
184.0
84.0
176.0
88.0
153.0
32.3
30.0
103.0
BUS-21
BUS-23
BUS-24
BUS-25
BUS-26
BUS-27
BUS-28
BUS-29
BUS-39
274.0
247.5
308.0
224.0
139.0
281.0
206.0
283.5
1104.0
115.0
84.6
-92.2
47.2
17.0
75.5
27.6
26.9
1.3发电机数据
表D-2发电机数据
发电机
节点号
有功（MW）
无功（Mvar）
电压（p.u.）
PV
PQ
PQ
PV
PV
PQ
PV
PV
PV
BUS-30
BUS-32
BUS-33
BUS-34
BUS-35
BUS-36
BUS-37
BUS-38
BUS-39
250.00
650.00
632.00
508.00
650.00
560.00
540.00
830.00
1000.00
175.90
103.35
96.88
1.04750
1.01230
1.04930
1.02780
1.02650
1.03000
平衡节点
BUS-31
0.0（电压幅角）
1.0（幅值）
1.4线路参数
表D-3线路参数
序号
节点I
节点J
R（p.u.）
X（p.u.）
B/2（p.u.）
LN1
LN2
LN3
LN4
LN5
LN6
LN7
LN8
LN9
LN10
LN11
LN12
LN13
LN14
LN15
LN16
LN17
LN18
LN19
LN20
LN21
LN22
LN23
LN24
LN25
LN26
LN27
LN28
LN29
LN30
LN31
LN32
LN33
LN34
BUS-2
BUS-39
BUS-3
BUS-25
BUS-4
BUS-18
BUS-5
BUS-14
BUS-6
BUS-8
BUS-7
BUS-11
BUS-8
BUS-9
BUS-39
BUS-11
BUS-13
BUS-14
BUS-15
BUS-16
BUS-17
BUS-19
BUS-21
BUS-24
BUS-18
BUS-27
BUS-22
BUS-23
BUS-24
BUS-26
BUS-27
BUS-28
BUS-29
BUS-29
BUS-1
BUS-1
BUS-2
BUS-2
BUS-3
BUS-3
BUS-4
BUS-4
BUS-5
BUS-5
BUS-6
BUS-6
BUS-7
BUS-8
BUS-9
BUS-10
BUS-10
BUS-13
BUS-14
BUS-15
BUS-16
BUS-16
BUS-16
BUS-16
BUS-17
BUS-17
BUS-21
BUS-22
BUS-23
BUS-25
BUS-26
BUS-26
BUS-26
BUS-28
0.00350
0.00100
0.00130
0.00700
0.00130
0.00110
0.00080
0.00080
0.00020
0.00080
0.00060
0.00070
0.00040
0.00230
0.00100
0.00040
0.00040
0.00090
0.00180
0.00090
0.00070
0.00160
0.00080
0.00030
0.00070
0.00130
0.00080
0.00060
0.00220
0.00320
0.00140
0.00430
0.00570
0.00140
0.04110
0.02500
0.01510
0.00860
0.02130
0.01330
0.01280
0.01290
0.00260
0.01120
0.00920
0.00820
0.00460
0.03630
0.02500
0.00430
0.00430
0.01010
0.02170
0.00940
0.00890
0.01950
0.01350
0.00590
0.00820
0.01730
0.01400
0.00960
0.03500
0.03230
0.01470
0.04740
0.06250
0.01510
0.34935
0.3750
0.12860
0.07300
0.11070
0.10690
0.06710
0.06910
0.02170
0.07380
0.05650
0.06945
0.03900
0.19020
0.60000
0.03645
0.03645
0.08615
0.18300
0.08550
0.06710
0.15200
0.12740
0.03400
0.06595
0.16080
0.12825
0.09230
0.18050
0.25650
0.11980
0.39010
0.51450
0.12450
LN35:
BUS-4接有并联电容器，B4＝1.0000
LN36:
BUS-5接有并联电容器，B4＝2.0000
1.5变压器参数
表D-4变压器参数
序号
节点I
节点J
R（p.u.）
X（p.u.）
变比（%）
TR37
TR38
TR39
TR40
TR41
TR42
TR43
TR44
TR45
TR46
TR47
TR48
BUS-11
BUS-13
BUS-30
BUS-31
BUS-32
BUS-34
BUS-33
BUS-35
BUS-36
BUS-37
BUS-38
BUS-20
BUS-12
BUS-12
BUS-2
BUS-6
BUS-10
BUS-20
BUS-19
BUS-22
BUS-23
BUS-25
BUS-29
BUS-19
0.00160
0.00160
0.00000
0.00000
0.00000
0.00090
0.00070
0.00000
0.00050
0.00060
0.00080
0.00070
0.04350
0.04350
0.01810
0.02500
0.02000
0.01800
0.01420
0.01430
0.02720
0.02320
0.01560
0.01380
100.6
100.6
102.5
107.0
107.0
100.9
107.0
102.5
100.0
102.5
102.5
106.0
%IEEE-美国新英格兰10机39节点测试系统
%123456
%busvoltanglepqtype
%
%bustobusR,X,G,B/2K
2.计算结果
2.1节点计算结果
节点节点电压节点相角节点注入功率
11.051052-8.7594090.000000+j0.000000
21.058004-6.2890910.000000+j-0.000000
31.051886-9.110343-3.220000+j-0.024000
41.047535-9.934316-5.000000+j-1.840000
51.053392-8.870971-0.000000+j-0.000000
61.052297-8.2152660.000000+j-0.000000
71.040788-10.231200-2.338000+j-0.840000
81.039138-10.692538-5.220000+j-1.760000
91.045999-10.4699370.000000+j-0.000000
101.057095-5.9845040.000000+j0.000000
111.054284-6.747778-0.000000+j-0.000000
121.041657-6.753415-0.085000+j-0.880000
131.053709-6.6388250.000000+j0.000000
141.049372-8.167720-0.000000+j-0.000000
151.038613-8.469607-3.200000+j-1.530000
161.048233-7.073006-3.294000+j-0.323000
171.050240-8.036361-0.000000+j-0.000000
181.049611-8.860390-1.580000+j-0.300000
191.059886-2.5337440.000000+j0.000000
200.996346-3.912377-6.800000+j-1.030000
211.044035-4.718418-2.740000+j-1.150000
221.057375-0.340095-0.000000+j-0.000000
231.053922-0.541088-2.475000+j-0.846000
241.052710-6.951759-3.080000+j0.922000
251.064505-4.871853-2.240000+j-0.472000
261.061204-6.145768-1.390000+j-0.170000
271.050441-8.145309-2.810000+j-0.755000
281.054846-2.660521-2.060000+j-0.276000
291.0531830.084598-2.835000+j-0.269000
301.047500-3.8905302.500000+j0.937866
311.0000000.0000005.621139+j1.065481
321.0142751.4697806.500000+j1.759000
331.0055772.5937146.320000+j1.033500
341.0123001.2652115.080000+j1.369615
351.0493004.5859956.500000+j1.579451
361.0715587.1855205.600000+j0.968800
371.0278001.8779855.400000+j-0.296636
381.0265007.1352478.300000+j0.020121
391.030000-10.263398-1.040000+j-2.504046
2.2线路计算结果
节点I节点J线路功率S（i,j）线路功率S（j,i）线路损耗dS（i,j）线路电流I（I,j）
12-1.170688+j-0.4388781.175039+j-0.2870110.004351+j-0.725890-1.037246+j0.582310
1391.170688+j0.438878-1.168788+j-1.2034950.001899+j-0.7646171.037246+j-0.582310
233.645204+j0.060211-3.629724+j-0.1666460.015480+j-0.1064363.418391+j-0.433989
225-2.320243+j1.0470592.361876+j-1.1603450.041634+j-0.113286-2.288252+j-0.743463
340.754561+j0.051684-0.753856+j-0.2841000.000705+j-0.2324150.700512+j-0.162096
318-0.344837+j0.0909620.344998+j-0.3250570.000162+j-0.234095-0.337384+j-0.033477
45-1.622531+j-0.4367591.624546+j0.3209190.002015+j-0.115841-1.453750+j0.677904
414-2.623613+j-0.0218122.628634+j-0.0491520.005020+j-0.070963-2.463414+j0.452594
654.818535+j-0.810180-4.814230+j0.8180390.004305+j0.0078594.642090+j0.107701
583.189684+j1.080313-3.181375+j-1.1255700.008309+j-0.0452572.833639+j-1.480238
674.260250+j1.049677-4.249745+j-1.0123730.010505+j0.0373043.864443+j-1.565779
611-3.457645+j0.0076723.465207+j-0.0731860.007562+j-0.065514-3.253131+j0.462302
781.911745+j0.172373-1.910379+j-0.2410160.001367+j-0.0686431.778201+j-0.489243
89-0.128247+j-0.3934140.128357+j-0.0183240.000110+j-0.411738-0.051029+j0.394921
939-0.128357+j0.0183240.128788+j-1.3005510.000431+j-1.282227-0.123853+j0.005072
10113.488856+j0.348876-3.484445+j-0.3826980.004411+j-0.0338233.248023+j-0.672334
10133.011144+j0.528590-3.007782+j-0.5736540.003362+j-0.0450642.780850+j-0.794299
13142.941434+j0.133632-2.934379+j-0.2449690.007056+j-0.1113372.758127+j-0.448697
14150.305745+j0.294120-0.305191+j-0.6863590.000554+j-0.3922380.248584+j-0.318833
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