计算导纳矩阵.docx

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计算导纳矩阵

//****************计算导纳矩阵*******************

G[1][1]=z12r/（z12r*z12r+z12m*z12m）+k*k*z13r/（z13r*z13r+z13m*z13m）+z14r/（z14r*z14r+z14m*z14m）;

B[1][1]=-z12m/（z12r*z12r+z12m*z12m）-k*k*z13m/（z13r*z13r+z13m*z13m）-z14m/（z14r*z14r+

z14m*z14m）+y140+y120; 

G[2][2]=z12r/（z12r*z12r+z12m*z12m）+z24r/（z24r*z24r+z24m*z24m）; 

B[2][2]=-z12m/（z12r*z12r+z12m*z12m）-z24m/（z24r*z24r+z24m*z24m）+y240+y120; 

G[3][3]=z13r/（z13r*z13r+z13m*z13m）; 

B[3][3]=-z13m/（z13r*z13r+z13m*z13m）; 

G[4][4]=z14r/（z14r*z14r+z14m*z14m）+z24r/（z24r*z24r+z24m*z24m;

B[4][4]=-z14m/（z14r*z14r+z14m*z14m）-z24m/（z24r*z24r+z24m*z24m）+y240+y140; 

G[1][2]=G[2][1]=-z12r/（z12r*z12r+z12m*z12m）; 

B[1][2]=B[2][1]=z12m/（z12r*z12r+z12m*z12m）; 

G[1][3]=G[3][1]=-k*z13r/（z13r*z13r+z13m*z13m）; 

B[1][3]=B[3][1]=k*z13m/（z13r*z13r+z13m*z13m）; 

G[1][4]=G[4][1]=-z14r/（z14r*z14r+z14m*z14m）; 

B[1][4]=B[4][1]=z14m/（z14r*z14r+z14m*z14m）; 

G[2][3]=G[3][2]=0.0; 

B[2][3]=B[3][2]=0.0; 

G[2][4]=G[4][2]=-z24r/（z24r*z24r+z24m*z24m）; 

B[2][4]=B[4][2]=z24m/（z24r*z24r+z24m*z24m）; 

G[3][4]=G[4][3]=0.0; 

B[3][4]=B[4][3]=0.0;

for（i=1;i<5;i++） 

{for（j=1;j<5;j++） 

{printf（"%f+%fj",G[i][j],B[i][j]）;

printf（" "）;

} 

printf（"\n"）;//形成节点导纳矩阵

//计算各节点不平衡量

loop1:

printf（"迭代次数k1=%d\n",k1）; 

for （i=1;i<5;i++）

 {float a=0,b=0; 

for（j=1;j<5;j++） 

{a+=G[i][j]*e[j]-B[i][j]*f[j]; 

 b+=G[i][j]*f[j]+B[i][j]*e[j]; 

} 

P[i]=Ps[i]-（e[i]*a+f[i]*b）;//计算有功功率的增量 

Q[i]=Qs[i]-（f[i]*a-e[i]*b）;//计算无功功率的增量 

V32=V3s*V3s-e[3]*e[3]; 

} 

printf（"有功功率增量P[1]=%f",P[1]）;  

printf（" ,"）; 

printf（"有功功率增量P[2]=%f",P[2]）;  

printf（" ,"）; 

printf（"有功功率增量P[3]=%f",P[3]）;  

printf（"无功功率增量Q[1]=%f",Q[1]）;  

printf（" ,"）; 

printf（"无功功率增量Q[2]=%f",Q[2]）;  

printf（" ,"）; 

printf（"电压增量V32=%f",V32）;  

printf（"\n"）;

//****形成雅克比矩阵********************** 

for（j=1;j<4;j++） 

{if（1==j） 

{float c=0,d=0; 

int m; 

for（m=1;m<5;m++） 

{c+=G[1][m]*e[m]-B[1][m]*f[m];  

d+=G[1][m]*f[m]+B[1][m]*e[m]; 

} 

J[1*N-1][j*N-1]=-c-G[1][j]*e[1]-B[1][j]*f[1]; 

J[1*N-1][j*N]=-d+B[1][j]*e[1]-G[1][j]*f[1]; 

J[1*N][j*N-1]=d+B[1][j]*e[1]-G[1][j]*f[1]; 

J[1*N][j*N]=-c+G[1][j]*e[1]+B[1][j]*f[1]; 

}

else 

{J[1*N-1][j*N-1]=-G[1][j]*e[1]-B[1][j]*f[1];  

J[1*N][j*N]=G[1][j]*e[1]-B[1][j]*f[1];  

J[1*N-1][j*N]=B[1][j]*e[1]-G[1][j]*f[1];  

J[1*N][j*N-1]=B[1][j]*e[1]-G[1][j]*f[1]; 

} 

}  

//********计算修正方程*************

for（i=1;i

{L[i][i]=1; 

}

L[i][1]=J[i][1]/U[1][1]; 

} 

for（n=2;n

{  

for（j=n;j

{ 

sigma1=0; 

for（s=0;s<=n-1;s++） 

sigma1+=L[n][s]*U[s][j];

U[n][j]=J[n][j]-sigma1; 

}  

for（i=n;i

{ 

sigma2=0; 

for（s=0;s<=n-1;s++） 

sigma2+=L[i][s]*U[s][n]; 

L[i][n]=（J[i][n]-sigma2）/U[n][n];

 } 

} 

b[1]=P[1];

b[2]=Q[1];

b[3]=P[2]; 

b[4]=Q[2];

b[5]=P[3];

b[6]=V32;

for（i=1;i

{ 

sigma1=0; 

for（n=1;n<=i-1;n++）

for（i=1;i

{ 

U[1][i]=J[1][i]; 

sigma1+=L[i][n]*y[n]; 

y[i]=b[i]-sigma1; 

} 

for（i=M-1;i>=1;i--） 

{ 

sigma2=0; 

for（n=i+1;n

sigma2+=U[i][n]*x[n]; 

x[i]=（y[i]-sigma2）/U[i][i]; 

}

xe[1]=-x[1];xe[2]=-x[3];xe[3]=-x[5]; 

xf[1]=-x[2];xf[2]=-x[4];xf[3]=-x[6]; 

printf（"节点电压:

\n"）; 

for（i=1;i<4;i++）

 {e[i]+=xe[i];  

f[i]+=xf[i]; 

} 

for（i=1;i<4;i++） 

{printf（"e[%d]=",i）; 

 printf（"%f",e[i]）;  

printf（" ,"）;

 }

for（i=1;i<4;i++） 

{printf（"f[%d]=",i）;  

printf（"%f",f[i]）;  

printf（" ,"）; 

}

%给定节点电压初值

e=[111.11.05];

f=[0000];

%给定PQ节点有用和无功功率，以及PV节点有功和电压

P1=-0.3;

Q1=-0.18;

P2=-0.55;

Q2=-0.13;

P3=0.5;

V3=1.1;

%手动输入节点导纳矩阵

G=[1.042093,-0.588235,0,-0.453858;

-0.588235,1.069005,0,-0.480769;

0,0,0,0;

-0.453858,-0.480769,0,0.934627

];

B=[-8.242876,2.352941,3.666667,1.891074;

2.352941,-4.727377,0,2.403846;

3.666667,0,-3.333333,0;

1.891074,2.403846,0,-4.261590

];

maxP=0;

maxQ=0;

maxV=0;

I=[0,0;

0,0;

0,0;

0,0

];

forv=1:

15%迭代次数

forn=1:

4

I（1,1）=I（1,1）+G（1,n）*e（n）-B（1,n）*f（n）;

I（1,2）=I（1,2）+G（1,n）*f（n）+B（1,n）*e（n）;

end

forn=1:

4

I（2,1）=I（2,1）+G（2,n）*e（n）-B（2,n）*f（n）;

I（2,2）=I（2,2）+G（2,n）*f（n）+B（2,n）*e（n）;

end

forn=1:

4

I（3,1）=I（3,1）+G（3,n）*e（n）-B（3,n）*f（n）;

I（3,2）=I（3,2）+G（3,n）*f（n）+B（3,n）*e（n）;

end

forn=1:

4

I（4,1）=I（4,1）+e（n）*e（n）+f（n）*f（n）;

I（4,2）=0;

end

H=[];

N=[];

M=[];

L=[];

R=[];

S=[];

J=[];

%求不平衡量

P1=-0.30-e

（1）*I（1,1）-f

（1）*I（1,2）;

Q1=-0.18-f

（1）*I（1,1）+e

（1）*I（1,2）;

P2=-0.55-e

（2）*I（2,1）-f

（2）*I（2,2）;

Q2=-0.13-f

（2）*I（2,1）+e

（2）*I（2,2）;

P3=0.50-e（3）*I（3,1）-f（3）*I（3,2）;

V3=1.10^2-I（4,1）;

%分块计算雅各比矩阵元素

form=1:

3

forn=1:

3

if（m==n）

H（m,m）=B（m,m）*e（m）-G（m,m）*f（m）-I（m,2）;

N（m,m）=-G（m,m）*e（m）-B（m,m）*f（m）-I（m,1）;

M（m,m）=G（m,m）*e（m）+B（m,m）*f（m）-I（m,1）;

L（m,m）=B（m,m）*e（m）-G（m,m）*f（m）+I（m,2）;

R（m,m）=-2*f（m）;

S（m,m）=-2*e（m）;

else

H（m,n）=B（m,n）*e（m）-G（m,n）*f（m）;

N（m,n）=-G（m,n）*e（m）-B（m,n）*f（m）;

M（m,n）=-N（m,n）;

L（m,n）=H（m,n）;

R（m,m）=0;

S（m,m）=0;

end

end

end

%确定雅克比矩阵各元素

J=[H（1,1）,N（1,1）,H（1,2）,N（1,2）,H（1,3）,N（1,3）;

M（1,1）,L（1,1）,M（1,2）,L（1,2）,M（1,3）,L（1,3）;

H（2,1）,N（2,1）,H（2,2）,N（2,2）,H（2,3）,N（2,3）;

M（2,1）,L（2,1）,M（2,2）,L（2,2）,M（2,3）,L（2,3）;

H（3,1）,N（3,1）,H（3,2）,N（3,2）,H（3,3）,N（3,3）;

R（3,1）,S（3,1）,R（3,2）,S（3,2）,R（3,3）,S（3,3）

];

%求解节点电压的修正量

A=[];

C=[P1;

Q1;

P2;

Q2;

P3;

V3

]

A=-inv（J）*C;

%排序找出最大误差

maxP=C

（1）;

maxQ=C

（2）;

maxV=C（6）;%V3直接赋给电压误差最大值maxV

ford=1:

2:

5%在P1/P3/P5中找出最大值赋给maxP

if（C（d）>maxP）

maxP=C（d）;

end

end

fort=2:

2:

4%在Q2/Q4中找出最大值赋给maxQ

if（C（t）>maxQ）

maxQ=C（t）;

end

end

%修正节点电压值

if（（maxP>0.00001）&&（maxQ>0.00001）&&（maxV>0.00001））

e

（1）=e

（1）+A

（2）

e

（2）=e

（2）+A（4）

e（3）=e（3）+A（6）

f

（1）=f

（1）+A

（1）

f

（2）=f

（2）+A（3）

f（3）=f（3）+A（5）

end

end

%计算平衡节点功率和网络中的功率分布

S4=（1.05+0*i）*[（G（4,1）-i*B（4,1））*（e

（1）-i*f

（1））

+（G（4,2）-i*B（4,2））*（e

（2）-i*f

（2））

+（G（4,3）-i*B（4,3））*（e（3）-i*f（3））

+（G（4,4）-i*B（4,4））*（1.05-0*i）]%平衡节点功率

S12=（e

（1）+i*f

（1））*[e

（1）+i*f

（1）-e

（2）-f

（2）*i]*（G（1,2）+i*B（1,2））

S13=（e

（1）+i*f

（1））*[e

（1）+i*f

（1）-e（3）-f（3）*i]*（G（1,3）+i*B（1,3））

S14=（e

（1）+i*f

（1））*[e

（1）+i*f

（1）-1.05-0*i]*（G（1,4）+i*B（1,4））

S21=（e

（2）+i*f

（2））*[e

（2）+i*f

（2）-e

（1）-i*f

（1）]*（G（2,1）+i*B（2,1））

S24=（e

（2）+i*f

（2））*[e

（2）+i*f

（2）-1.05-0*i]*（G（2,4）+i*B（2,4））

S31=（e（3）+i*f（3））*[e（3）+i*f（3）-e

（1）-f

（1）*i]*（G（3,1）+i*B（3,1））

S41=（1.05+0*i）*[1.05+0*i-e

（1）-f

（1）*i]*（G（4,3）+i*B（4,3））

S42=（1.05+0*i）*[1.05+0*i-e

（2）-f

（2）*i]*（G（4,2）+i*B（4,2））

课程设计任务书

学生姓名：

专业班级：

指导教师：

工作单位：

题目:

直角坐标下牛顿法潮流计算

初始条件：

下图所示的简单电力系统中，网络各元件参数的标幺值如下：

z12=0.10+j0.40;y120=y210=j0.01528;z13=j0.3;k=1.1;z14=0.12+j0.50;y140=y410=j0.01920;z24=0.08+j0.40;y240=y420=j0.01413。

系统中节点1、2为PQ节点，节点3为PV节点，节点4为平衡节点，已给定P1s+jQ1s=-0.30-j0.18;P2s+jQ2s=-0.55-j0.13;P3s=0.5;V3s=1.10;V4s=1.05

。

容许误差

。

节点电压用直角坐标表示时，对上述系统作牛顿法潮流计算。

要求完成的主要任务:

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1.写出电压用直角坐标表示时的牛顿拉夫逊的计算方法；

2.用C或FORTRAN语言实现用直角坐标表示的牛顿拉夫逊的计算程序；

3.调试程序并求出计算结果；

4.撰写计算方法原理、计算流程文档及设计说明书；

5.提供计算程序代码。

时间安排：

5月19日：

领取任务书，分小组学习设计指导书；

5月20日：

分小组学习潮流计算、短路电流计算和稳定性计算方法及计算步骤；

5月21-23日：

分小组学习MATLAB、PSCAD/EMTDC、BPA、PSS/E、PSASP电力系统仿真软件；

5月24日-27日：

搭建仿真模型并调试；

5月28日：

对仿真结果进行分析，修改仿真模型；

5月29日：

撰写设计说明书；

5月30日：

答辩。

指导教师签名：

年月日

系主任（或责任教师）签名：

年月日

本科生课程设计成绩评定表

姓名

性别

专业、班级

课程设计题目：

课程设计答辩或质疑记录：

成绩评定依据：

评分项目

分值

评分

1．选题合理、目的明确

10

2．设计方案正确，具有可行性、创新性

20

3．设计结果：

仿真与实验验证

20

4．态度认真、学习刻苦、独立完成任务

15

5．设计报告规范化、参考文献充分、无原则性错误

10

6．答辩

25

总分

100

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年月日

学号：

0121211350206

课程设计

题目

直角坐标下牛顿法潮流计算

学院

自动化

专业

电气工程及其自动化

班级

电气1202

姓名

冉科

指导教师

唐爱红

2015

年

07

月

01

日