5节点电力系统牛顿拉夫逊法潮流计算.docx
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5节点电力系统牛顿拉夫逊法潮流计算
课程论文
〔
题目:
五节点系统计算机潮流计算编程
学生XX:
X佳羽
学院:
电力学院
系别:
电力系
专业:
电力系统及其自动化
指导教师:
郭力萍
二〇一四年十二月
程序设计
%本程序的功能是用牛顿拉夫逊法进展潮流计算
n=input('请输入节点数:
n=');
nl=input('请输入支路数:
nl=');
isb=input('请输入平衡母线节点号:
isb=');
pr=input('请输入误差精度:
pr=');
B1=input('请输入由各支路参数形成的矩阵:
B1=');
B2=input('请输入各节点参数形成的矩阵:
B2=');
X=input('请输入由节点号及其对地阻抗形成的矩阵:
X=');
Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);
O=zeros(1,n);S1=zeros(nl);
fori=1:
nl
ifB1(i,6)==0
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
elsep=B1(i,2);q=B1(i,1);
end
Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5));
Y(q,p)=Y(p,q);
Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2;
Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;
end
%求导纳矩阵
disp('导纳矩阵Y=');
disp(Y);
G=real(Y);B=imag(Y);
fori=1:
n
e(i)=real(B2(i,3));
f(i)=imag(B2(i,3));
V(i)=B2(i,4);
end
fori=1:
n
S(i)=B2(i,1)-B2(i,2);
B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);
end
P=real(S);Q=imag(S);
ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;
whileIT2~=0
IT2=0;a=a+1;
fori=1:
n
ifi~=isb
C(i)=0;
D(i)=0;
forj1=1:
n
C(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);
D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);
end
P1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);
Q1=f(i)*C(i)-D(i)*e(i);
V2=e(i)^2+f(i)^2;
ifB2(i,6)~=3
DP=P(i)-P1;
DQ=Q(i)-Q1;
forj1=1:
n
ifj1~=isb&j1~=i
X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);
X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);
X3=X2;
X4=-X1;
p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;
m=p+1;
J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,q)=X2;
elseifj1==i&j1~=isb
X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);
X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);
X3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);
X4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);
p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1;
J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,q)=X2;
end
end
else
DP=P(i)-P1;
DV=V(i)^2-V2;
forj1=1:
n
ifj1~=isb&j1~=i
X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);
X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);
X5=0;
X6=0;
p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;m=p+1;
J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;J(m,q)=X2;
elseifj1==i&j1~=isb
X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);
X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);
X5=-2*e(i);
X6=-2*f(i);
p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;
m=p+1;
J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;
J(m,q)=X2;
end
end
end
end
end
%求雅可比矩阵
fork=3:
N0
k1=k+1;N1=N;
fork2=k1:
N1
J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);
end
J(k,k)=1;
ifk~=3;
k4=k-1;
fork3=3:
k4
fork2=k1:
N1
J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);
end
J(k3,k)=0;
end
ifk==N0,break;end
fork3=k1:
N0
fork2=k1:
N1
J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);
end
J(k3,k)=0;
end
else
fork3=k1:
N0
fork2=k1:
N1
J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);
end
J(k3,k)=0;
end
end
end
fork=3:
2:
N0-1
L=(k+1)./2;
e(L)=e(L)-J(k,N);
k1=k+1;
f(L)=f(L)-J(k1,N);
end
fork=3:
N0
DET=abs(J(k,N));
ifDET>=pr
IT2=IT2+1;
end
end
ICT2(a)=IT2;
ICT1=ICT1+1;
fork=1:
n
dy(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);
end
fori=1:
n
Dy(ICT1,i)=dy(i);
end
end
%用高斯消去法解“w=-J*V〞
disp('迭代次数');
disp(ICT1);
disp('没有到达精度要求的个数');
disp(ICT2);
fork=1:
n
V(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);
shita(k)=atan(f(k)./e(k))*180/pi;
E(k)=e(k)+f(k)*j;
end
disp('各节点的实际电压标么值E为(节点号从小到大排列):
');
disp(E);
disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列):
');
disp(V);
disp('各节点的电压相角时shita为(节点号从小到大排列):
');
disp(shita);
forp=1:
n
C(p)=0;
forq=1:
n
C(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q));
end
S(p)=E(p)*C(p);
end
disp('各节点的功率S为(节点号从小到大排列):
');
disp(S);
disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一样):
');
fori=1:
nl
ifB1(i,6)==0
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
elsep=B1(i,2);q=B1(i,1);
end
Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)*B1(i,5))-conj(E(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));
disp(Si(p,q));
end
disp('各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一样):
');
fori=1:
nl
ifB1(i,6)==0
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
elsep=B1(i,2);q=B1(i,1);
end
Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)./B1(i,5))-conj(E(p)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));
disp(Sj(q,p));
end
disp('各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一样):
');
fori=1:
nl
ifB1(i,6)==0
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
elsep=B1(i,2);q=B1(i,1);
end
DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);
disp(DS(i));
end
fori=1:
ICT1
Cs(i)=i;
end
disp('以下是每次迭代后各节点的电压值(如下图)');
plot(Cs,Dy),xlabel('迭代次数'),ylabel('电压'),title('电压迭代次数曲线');
运行结果如下所示:
请输入节点数:
n=5
请输入支路数:
nl=5
请输入平衡母线节点号:
isb=1
请输入误差精度:
pr=>>0.00001
请输入由各支路参数形成的矩阵:
B1=[120.03i01.050;230.08+0.3i0.5i10;240.1+0.35i010;340.04+0.25i0.5i10;350.015i01.051]
请输入各节点参数形成的矩阵:
B2=[001.051.0501;03.7+1.3i1002;02+1i1002;01.6+0.8i1002;501.051.0503]
请输入由节点号及其对地阻抗形成的矩阵:
X=[10;20;30;40;50]
导纳矩阵Y
0-33.3333i0+31.7460i000
0+31.7460i1.5846-35.7379i-0.8299+3.1120i-0.7547+2.6415i0
0-0.8299+3.1120i1.4539-66.9808i-0.6240+3.9002i0+63.4921i
0-0.7547+2.6415i-0.6240+3.9002i1.3787-6.2917i0
000+63.4921i00-66.6667i
迭代次数
5
没有到达精度要求的个数
78860
各节点的实际电压标么值E为(节点号从小到大排列):
1.05001.0335-0.0774i1.0260+0.3305i0.8592-0.0718i0.9746+0.3907i
各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列):
1.05001.03641.07790.86221.0500
各节点的电压相角时shita为(节点号从小到大排列):
0-4.281917.8535-4.778521.8433
各节点的功率S为(节点号从小到大排列):
2.5794+2.2994i-3.7000-1.3000i-2.0000-1.0000i-1.6000-0.8000i5.0000+1.8131i
各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一样):
2.5794+2.2994i
-1.2774+0.2032i
0.1568+0.4713i
1.5845+0.6726i
5.0000+1.8131i
各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一样):
-2.5794-1.9745i
1.4155-0.2443i
-0.1338-0.3909i
-1.4662-0.4091i
-5.0000-1.4282i
各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一样):
-0.0000+0.3249i
0.1381-0.0412i
0.0230+0.0804i
0.1184+0.2635i
0.0000+0.3849i
本程序符号说明
〔1〕clc,clear清屏,去除以前显示结果;
〔2〕disp显示待输出的内容,如disp('节点总数为:
'),显示:
节点总数为:
;
〔3〕for,end;循环语句,用于要循环的地方;
〔4〕/正除;\反除;
〔5〕sum求和;
〔6〕conj复数求共轭;
〔7〕%注释
〔8〕:
自然数循环如1:
5
以下是每次迭代后各节点的电压值(如图1所示):
图1每次迭代后各节点的电压值
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- 节点 电力系统 牛顿 拉夫逊法 潮流 计算