电气潮流运算Matlab怎么编程,基于Matlab的电力系统潮流编程计算
计算技术 信息发展 与 64 —— 科协论坛 · 2011 年第 6 期(下) —— 基于 Matlab 的电力系统潮流编程计算 □ 黄扬威 吴喜春 郭志峰 张斯翔 (三峡大学电气与新能源学院 湖北·宜昌 443002) 摘 要： 通过介绍电力系统的实际运行情况，提出运用 Matlab 语言对电力系统潮流计算进行编程计算。在程序的编写过程中采用了数学模型建立，稀疏技术、节点编号顺序优化等方法。从潮流计算的基本方程出发，采用 牛顿—拉夫逊法并通过建立矩阵的修正方程来依次迭代，逐步逼近真值来计算电网的电压和功率分布等。 关键词：电力系统 潮流计算 Matlab 仿真 牛顿—拉夫逊算法 中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)006-064-03 1 概述 电力系统的潮流计算是研究电力系统稳态运行中最为常见的基本计算。在实际电力系统的潮流计算中，已知的运行参数往往是节点的负荷和发电机的功率，而不是他们的电流，因此不能用网络方程来进行潮流计算。而应该先建立节点功率方程，再求出各节点的电压和相位进而求出系统潮流分布。 2 电力系统潮流计算数学模型 2.1 节点分类 2.1.1 PQ 节点 这类节点的有功功率 P 与无功功率 Q 是给定的，节点电压(V，)是待求的量。通常变电所都是这一类的节点，由于没 有发电设备，所以发电功率为零，在有些情况下，系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内为固定时，该发电厂母线也作为 PQ 节点。电力系统中的大多数属于这一类型。 2.1.2 PV 节点 这类节点的有功功率 P 及电压幅值 V 为已知，待求量是该点的无功功率 Q 及电压向量的角度 。这种节点是系统中可以调节电压的母线，通常选择有一定无功功率贮备的发电厂母线作为 PV 节点。当变电所有无功补偿设备时，也可以作为 PV 节点处理。 2.1.3 平衡节点 在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此网络中至少有一个节点的有功功率 P 不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡。另外必须选定一个节点，指定其电压相位为零，作为计算各节点电压相位的参考，这个节点称为基准电压，它的幅值是给定的。为了计算上的方便，平衡节点和基准点选为同一个节点，平衡节点只有一个，它的电压幅值和相位已给定，而其有功功率和无功功率是待求量，一般选择主调频发电厂为平衡节点比较合理。 2.2 电力网络节点编号优化 2.2.1 静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数，然后，按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由 n 个节点的出线支路相同时，则可以按任意次序对这 n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中，出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也 最少，因此在消去过程中产成注入元素的可能性比较小。这种方法非常简单，适用也接方式比较简单，即环路较少的电力网。 2.2.2 动态地按增加出线支路数最少编号 在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化(增加，减少或保持不变)。因此，如果每消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 2.3 牛顿—拉夫逊的基本原理 牛顿迭代法是取 x0 之后，在这个基础
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