电力系统分析课程设计复杂网络牛顿拉夫逊法潮流分析与计算的设计Word文件下载.docx
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首先,根据给定的电力系统简图,通过手算完成计算机算法的两次迭代过程,从而加深对牛顿-拉夫逊法的理解,有助于计算机编程的应用。
其次,利用计算机编程对电力系统稳态运行的各参数进行解析和计算;
编程完成复杂网络的节点导纳矩阵的形成;
电力系统支路改变、节点增减的程序变化;
编程完成各元件的功率损耗、各段网络的电压损耗、各点电压、功率大小和方向的计算。
二、设计原始资料
1、给出一个六节点、环网、两电源和多引出的电力系统;
2、给出一个五节点、环网、两电源和多引出的电力系统;
参数给定,可以选用直角坐标表示的牛拉公式计算,也可以选用极坐标表示的牛拉公式计算。
三、设计完成后提交的文件和图表
1.计算说明书部分
设计报告和手算潮流的步骤及结果
2.图纸部分:
电气接线图及等值电路;
潮流计算的计算机算法,即程序;
运算结果等以图片的形式附在设计报告中。
四、进程安排
第一周:
第一天上午:
选题,查资料,制定设计方案;
第一天下午——第五天:
复习潮流计算的计算机算法,完成给定网络的潮流计算;
第二周:
第一——四天:
利用matlab编程完成潮流计算,并对照手算结果,分析误差
第五天下午:
答辩,交设计报告。
五、主要参考资料
《电力系统分析(第三版)》于永源主编,中国电力出版社,2007年
《电力系统分析》,何仰赞温增银编著,华中科技大学出版社,2002年版;
《电力系统分析》,韩桢祥主编,浙江大学出版社,2001年版;
《电力系统稳态分析》,陈珩编,水利电力出版社;
复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计
电力系统的潮流计算是电力系统分析课程大体计算的核心部份之一。
它既有自身的独立意义,又有电力系统计划设计、运行和研究的理论基础,因此课程设计的重要性自不待言。
一、设计题目
选择六节点、环网、两电源和多引出的电力系统,简化电力系统图如图1所示,等值导纳图如图2所示。
运用以直角坐标表示的牛顿-拉夫逊计算如图1所示系统中的潮流散布。
计算精度要求各节点电压的误差或修正量不大于
。
图1电力系统图
图2电力系统等值导纳图
该系统中,节点①为平稳节点,维持
=1.05+j0为定值,节点⑥为PV节点,其他四个节点都是PQ节点。
给定的注入电压标幺值、线路阻抗标幺值、输出功率标幺值如下表注释。
表1各节点电压标幺值参数
U
表2线路、变压器阻抗标幺值
线路
L2
L3
L4
L5
T1
T2
Y/2
阻抗
j0.03
j0.015
表3节点输出功率
节点
②
③
④
⑤
⑥
功率
2+j1
5
注:
各PQ节点的电压取1是为了方便计算和最后验证程序的正确性。
二、N-R法的求解进程
1、给定个节点电压初始值
2、将以上电压初始值代入下式
(1)式,求出修正方程式常数项向量
3、
4、将电压初始值代入下式
(2)式,求出修正方程式中系数矩阵(雅可比矩阵)的元素(为2(n-1)阶方阵)。
5、解修正方程式,求出修正量
方式:
①高斯消元法,即将雅可比矩阵化简为上三角阵或下三角阵
②求雅可比矩阵的逆矩阵
修正各节点电压
六、将
再代入
(1)式,求出
7、校验是不是收敛,其收敛条件为
式中,
为向量
中大分量的绝对值。
那个收敛条件比较直观,它能够直接显示出最终结果的功率误差
八、若是收敛,就进一步计算各段电力线路潮流和平稳节点功率,并打印出计算结果;
若是不收敛,转回3步进行下一次迭代计算,直到收敛为止。
三、手算潮流计算
用图1和上表的数据和等值网络计算节点导纳矩阵
1.节点导纳矩阵
由图1可知,该系统以串联支路的导纳标幺值和对地并联导纳标幺值得等值电路如图2所示。
可得图2的等值节点导纳矩阵。
对角线上的元素为:
非对角线上的元素为:
Y=
2.计算各节点功率的修正方程的初始值(不平稳量)
设各节点电压初始值为:
依照上述N-R法的求解进程,将各节点电压的初始值代入
(1)式和
(2)式,进行潮流计算,得节点功率和节点电压:
雅可比矩阵:
J=
修正各节点电压:
四、运算机算法潮流计算
导纳矩阵
=
time=1
JJ=
E=
F=
0-0.1174-0.1824-0.3595
U=
----+
dU=
0
PQ=
time=2
0
1.1000-0.1321i-0.1605i-0.3271i-0.0785i-
-0.3576-1.03190.0288-0.31500.0666-0.52110.1533-1.8333-0.3787
time=3
1.1000-0.1351i-0.1560i-0.3221i-0.0889i-
0.0000-0.0509-0.0099-0.0207-0.0154-0.10400.0685-0.0554-0.0935
time=4
0
1.1000-0.1355i-0.1555i-0.3215i-0.0901i-
0.0002-0.0004-0.0006-0.0003-0.0024-0.01110.00110.0003-0.0028
time=5
0-0.1355-0.1554-0.3215-0.0902
1.1000-0.1355i-0.1554i-0.3215i-0.0902i-
1.0e-003*
1.0e-003*
0.0004-0.0010-0.00590.0003-0.0439-0.19220.00500.0002-0.0289
time=6
0-0.1355-0.1554
1.10001136-0.1355i-0.1554i-0.3215i-0.0902i-
1.0e-007*
328
1.0e-007*
0.0007-0.0026-0.01630.0023-0.1421-0.60900.0149-0.0022
平稳节点功率
S1=
节点间线路上的流动功率矩阵
S=
输出电力线路功率总损耗
dataS=
个人心得
通过两周的课程设计让我学到了很多以前没有学到的东西,第一让我明白了电力系统的稳固运行,必需通过周密的设计和运算。
在进行这次课程设计的进程中,加深了我对潮流计算的熟悉,尤其是对牛顿拉夫逊潮流计算的求解思路有了比较透彻的明白得。
同时整个求解进程顶用到求节点导纳矩阵,求矩阵的逆阵等等,又让咱们碰到了很多问题,咱们通过查资料问同窗、问教师,最后才把问题解决。
使我对以前学过的知识有了一次专门好的温习,同时也看到了我知识的欠缺,让我明白我应该学的东西还有很多,更是给我更多的鼓励让我以后会加倍尽力地学习。
这次课程设计有让我学到了一本新的知识—Matlab的利用,起初咱们通过好大力气才把程序设计出来,可是设计的题目里的数据又不收敛,咱们反复演算了好多次,最后在教师的指导下改了几个数据程序终于收敛了。
而且在这次课程设计中,我发觉了自己的基础只是有很多的不足。
这些基础的缺乏给我的设计造成了不小的障碍,尔后我会尽力学习来弥补这些不足。
在那个进程中,我明白了,只要用心去做,认真去做,同窗一路尽力、团结,就会克服所有困难,取得最后的成功。
看到同窗和自己设计的程序稳固运行,心中也有一种成功的喜悦。
通过这次的实习让我发觉手工的潮流计算和运算机潮流计算的优缺,关于小系统来讲手工计算很简单,手工也很经济。
可关于大系统来讲手工计算是不可完成的任务,因此用运算机计算潮流是必不可少的,只要编好程序运算机就会给你一个自己想要的中意答案。
而且方便、简单、准确。
这次课程设计我能成功设计完成离不开同窗们的帮忙、团队的合作和教师细心的指导,在那个地址再次感谢教师的指导和同窗的帮忙。
附录:
y11=1/0.03j;
y12=-1/(1.05*0.03j);
y13=0;
y14=0;
y15=0;
y16=0;
y21=y12;
y22=0.5j+1/(0.06+0.025j)+1/(0.04+0.25j)+1/((1.05^2)*0.03j);
y23=-1/(0.06+0.025j);
y24=0;
y25=-1/(0.04+0.25j);
y26=0;
y31=y13;
y32=y23;
y33=0.5j+1/(0.06+0.025j)+1/(0.08+0.3j);
y34=-1/(0.08+0.3j);
y35=0;
y36=0;
y41=y14;
y42=y24;
y43=y34;
y44=0.5j+1/(0.08+0.3j)+1/(0.1+0.35j);
y45=-1/(0.1+0.35j);
y46=0;
y51=y15;
y52=y25;
y53=y35;
y54=y45;
y55=0.5j+1/(0.1+0.35j)+1/(0.04+0.25j)+1/((1.05^2)*0.015j);
y56=-1/(1.05*0.015j);
y61=0;
y62=0;
y63=0;
y64=0;
y65=y56;
y66=1/0.015j;
%输入导纳参数
YB=[y11y12y13y14y15y16;
y21y22y23y24y25y26;
y31y32y33y34y35y36;
y41y42y43y44y45y46;
y51y52y53y54y55y56;
y61y62y63y64y65y66]%形成导纳矩阵
%*********牛顿—拉夫逊法潮流计算************
E
(2)=1.00;
E(3)=1.00;
E(4)=1.00;
E(5)=1.00;
E(6)=1.1;
F
(2)=0;
F(3)=0;
F(4)=0;
F(5)=0;
F(6)=0;
%设定电压初始值
G=r
- 配套讲稿:
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